JPS6040924A - 回転機器の異常診断方法 - Google Patents

回転機器の異常診断方法

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JPS6040924A
JPS6040924A JP14929283A JP14929283A JPS6040924A JP S6040924 A JPS6040924 A JP S6040924A JP 14929283 A JP14929283 A JP 14929283A JP 14929283 A JP14929283 A JP 14929283A JP S6040924 A JPS6040924 A JP S6040924A
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JP
Japan
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measured
vibration
signal
waveform
abnormality
Prior art date
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Pending
Application number
JP14929283A
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English (en)
Inventor
Akio Takano
高野 昭夫
Tsutomu Sakimoto
崎本 勤
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Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel Corp
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Publication date
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Publication of JPS6040924A publication Critical patent/JPS6040924A/ja
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01HMEASUREMENT OF MECHANICAL VIBRATIONS OR ULTRASONIC, SONIC OR INFRASONIC WAVES
    • G01H1/00Measuring characteristics of vibrations in solids by using direct conduction to the detector
    • G01H1/003Measuring characteristics of vibrations in solids by using direct conduction to the detector of rotating machines

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)
  • Testing Of Devices, Machine Parts, Or Other Structures Thereof (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 発明の技術分野 本発明は回転機器の異常診断方法に関し、回転機器の異
常診断を行うとき被測定機器部での作業を簡略化し、振
動波形の記録、波形形態からの損傷部の種類、寿命予測
等のデータ処理の集中自動化を図って、測定の煩雑さを
なくし異常診断をやりやすくして機器の信頼性を高めよ
うとするものである。
技術の背景 製鉄所などの工場では周知のように多数の回転機器が使
用されており、長時間使用していると各種の異常、障害
が発生してくる。例えば第1図はモータM、歯車G、負
荷りからなる典型的なモータ駆動機構を示すが、使用中
に負荷例えばブロワ−Lにはグイナミソクバランスが(
ずれて振動を生じ(ずれが著しくなって振動が大になり
)、歯車Gには磨耗などにより歯面が片当りとなって噛
み合い時に衝撃が加わり、振動が生じる。回転a器の異
常は振動の形で現われるものが多く、振動波形をめてみ
ると第2図の如くなる。
第2図(1)は上記の負荷りのアンバランスによる振動
波形でlalは正常時、lblは劣化初期、(C)は劣
化が進行した状態である。負荷などのグイナミソクバラ
ンスは完全にはとれないのが普通であるから正常時でも
若干の振動はある。しかし使用中に摩耗、異物付着、一
部欠損など何らかの理由でアンバランスが増大すると(
blの如く振動の振幅が大になり、これによりアンバラ
ンスは拡大されるので放置しておくと(C1の如く益々
振動振幅が増大し、遂には破損、運転停止などの事態に
追い込まれる。
振動の周波数は負荷の回転数に対応し、ブロワ−の場合
IKHz以内である。第2図(blは歯車Gの振動波形
を示し、lalは正常時、(blは劣化初期、(C)は
劣化が進行した状態である。やはり歯車においても正常
時に歯の掛は合いにより若干の振動が生じている。そし
て摩耗などにより片当りとなると振動が衝撃的となって
(ピッチング)、(b)に示すようにピーク値が太き(
なり、劣化が進行すると(C1の如く振動が連続的にな
る。正常時及び劣化初期における振動周波数は数百〜数
KHz以内、1減衰振動(衝撃振動)中の波の周期は歯
車の固有振動数で決まる。
軸受Bでは油切れが生じると金属と金属が直接接触する
ようになり、50KHz以上の高周波振動が発生ずる。
潤滑その他が正常であれば第2図(3)の(alに示す
ように振動は殆んど出ない。軸受が劣化して転り面に微
小なビットが生じるとそこを球が通過する際該ピントの
大きさに略比例した衝撃的な振動が発生する(フレーキ
ング)。第2図(3)のfblはこの劣化初期の振動を
示し、劣化が進行すると同図(C1のように振動の振幅
が増大する。振動周波数は通常数K Hz以上である。
従来技術と問題点 か−る回転機器の異常診断方法としては、手や耳や温感
に頼る五感点検法の他、簡易機器診断法として第3図に
示すマシンチェッカ法や、精密診断法として第4図に示
す振動波形解析法が従来から知られており、これらの方
法が場合々々により実施されている。五感点検法は、被
測定部に手や聴針棒をあてて、手での感触や聰針棒に伝
わる振動音により診断する方法である。純手作業である
から熟練者を必要とし、個人差があり、等の問題を有す
る。第3図のマシンチェッカ法は回転機器10の軸受部
等の被測定部12に振動検出器14を押し付け、振動計
を組込んだマシンチェッカ16で振動速度や振動の大き
さを測定してその程度から異常診断をする。これは粗検
査に利用され、この検査で異常かと思われた回転機器は
第4図の精密診断に廻す、という措置をとることが多い
第4図の振動波形解析法では回転機器10の軸受部等の
被測定部12に振動検出器14を取付け、その振動波形
を信号記憶装置(データレコーダ)18に読み込み、そ
れを読出して信号処理装置20に入力し、該装置20で
振動波形の解析をして異常部位及び原因を判定する。
これら従来の診断方法では、次の問題がある。
即ち五感点検法は測定値の定量的な把握が出来ず、また
前述のように測定者の経験に左右されるところが大きく
信頼性に乏しい。マシンチェッカ法では、異常診断では
鋼量管理が主体となるため測定値のグラフ化が必要とな
り、煩わしいだけでなく、異常部位の判定には更に精密
診断を実施する必要がある。振動波形解析法は大型がっ
重量のある高精度データレコーダを各回転機器据付は位
置まで運び、振動検出器14の出力を記録したのち該デ
ータレコーダを信号処理装置2oまで運び、そこで振動
波形の解析などを行なう必要がある。測定のためにはラ
イン休止なども必要になり、大きな測定機器の準備が必
要、診断結果を得るには測定値ヲオフラインで信号処理
した後にそのデータを人が解析して結果を得るので測定
から結果までに長時間を要するなどの欠点がある。
発明の目的 本発明は被測定対象である回転機器へ持ち込むのは小型
軽量な機器でよく、しかも精密診断結果が直ちに得られ
る異常診断方法を提供しようとするものである。
発明の構成 本発明の回転機器異常診断方法は多数の回転機器の被測
定部へそれぞれ固有のコードネームを割当て、信号解析
装置にば各被測定部の正常時および異品時振動波形を記
憶させておき、異常診断に当って振動検出器および信号
変換器を被測定部へ持込み、該被測定部に割当てられた
コードネームを該信号変換器により信号解析装置へ送り
かつ振動検出器を被測定部へ当接して該検出器の出力波
形を、該信号変換器を通して無線で信号解析装置へ送り
、該信号解析装置にその記憶波形との対比を行なわせて
その判定結果を無線で前記信号変換器へ送らせてその表
示部に表示させ、判定結果が1異常」なら信号解析装置
に振動検出器出力波形の解析を行なわせてその解析結果
を記録させることを特徴とするが、次に実施例を参照し
ながらこれを詳細に説明する。
発明の実施例 第5図および第6図は本発明の実施例を示す。先ず第5
図で10は前述の被測定対象である回転機器、12は軸
受などの被測定部である。14は持ち運び容易な振動検
出器、22は信号変換器で振動検出器14が検出した振
動波形を信号解析装置26へ無線で送り、また該信号解
析装置26から無線で送られてきた解析結果を受信して
表示部22aに表示する。24は信号解析装置26側の
信号変換器(無線送受信機)である。これらの詳細を第
6図に示す。
第6図に示すように信号変換器22は振動検出器14か
らの信号を受けてこれを搬送波にのせて送出する回路A
、信号解析装置26から無線で送られる測定開始信号を
受け「測定可能」の表示をする表示器B、被測定部12
のコードネームを設定しこれを搬送波にのせて送出する
回路01信号解析装置26から異常を知らせる診断結果
が送られるとこれを受けて異常表示をする表示器D、信
号解析装置26から異常なしを知らせる診断結果が送ら
れてくるとこれを受けて正常表示をする表示器E、及び
測定波形を異常診断させる指示スイッチを備えて信号解
析装置26へ異常診断指示を与える指示器Fを備える。
信号変換器24は信号解析装置側で、該装置と測定側と
の間の上記信号の高周波無線信号−低周波電気信号変換
をするもので、信号変換器22の各部A−Fに対応する
部分A′〜F′を備える。
信号解析装置26はマイコンなどの記憶演算装置と記録
計からなり、機能的には外部機器との信号取合いを行う
I10インターフェース26′、被測定部のコードネー
ム別に当該被測定部の正常時の振動波形や異常時の波形
を記録している記憶部28、該記憶部から読み出した波
形と送られてきた測定波形とを比較し正常(N)が異M
 (A)かを判定する判定部30や、測定波形が異常な
場合その波形を取込み、パワースペクトル分析を行なっ
て異常の程度、異常部位の推定を行なう異常診断部34
等からなる演算処理を行う演算処理部37、及び異常部
のコードネーム、異常波形、パワースペクトル分析結果
、異常部位などを記録する記録部36を備える。
診断要領を説明するに、本発明では多数ある被測定対象
の回転機器詳しくはその被測定部にそれぞれ固有のコー
ドネームを予め割当てておく。測定に当って測定者は信
号解析装置26などの電源を投入し、振動検出器14と
信号変換器22を被測定対象所在位置本例では工場のプ
ロセスラインへ運び込む。そして被測定部12に表示さ
れているコードネームを見てそれを信号変換器22の設
定器Cにセットしく例えばコードネームが0101なら
そのように設定器Cのテンキー、デジタルスイッチなど
を操作する)、該コードネームを信号解析装置26へ無
線で送出する。信号解析装置26ではこれを受けて記憶
部28例えばフロッピーディスク28−1の読出しを行
ない、該コードネームの被測定部の波形を取出して演算
用のメモリ28−2へロードする。これで準備完了とな
り、信号解析装置26は測定開始可能を示す信号を送り
、表示部Bに表示する。測定者はこれをみて準備完了を
知り、振動検出器14を当該被測定部へ押し付ける。振
動検出器14の出力信号は信号解析装置26の記憶部2
8へ送られ、該判定部のメモリ28−3へ格納される。
判定部30では振動検出器14の出力信号βと記憶部2
8−2から読出した波形αとを比較し、一致するものを
める。
波形比較は簡単には振幅と周波数で行なう。第2図(a
lに示した如き正常時波形と一致すれば被測定部は正常
(N)であり、この場合は表示器Eに「正常」を表示す
る。なおこの実施例では表示器を機能別に分けているの
で「正常」のマークのある該表示器のランプを点灯させ
るだけで正常表示できる。第2図(bl、 (C1に示
した如き異常時波形と一致しておれば被測定部は異常(
A)であり、この場合は表示器りに「異常」を表示する
「異常」が表示されるとき測定者は念のためもう一度振
動検出器14を被測定部12に当て、信号解析装置26
に振動波形を再チェックさせるとよい。そしてこの結果
も「異常」なら異常診断指示器Fの指示スイッチを操作
し、信号解析装置26に異常診断を指示する。この信号
を受けると信号解析装置26ではゲート32が開いて記
憶部28−3に格納された振動検出器出力波形が異常診
断部34へ送られる。異常診断部34では該出力波形か
ら振動振幅、振動加速度などのパワースペクトル分析を
行ない、異常部位の推定をする。診断部34の診断結果
は記録部36に出力され、記録される。記録内容はコー
ドネーム、異常波形、パワースペクトル分析結果、推定
異常部位などである。
発明の効果 以上の説明から明らかなように本発明では被測定部へ持
込むのは振動検出器14と信号変換器22だけであるか
ら小型軽量であり、そして当該被測定部の正常時、劣化
初期、劣化進行時波形と対比した正確な診断結果が遠方
に配置した信号解析装置と対話形式で直ちに得られ、異
常ならその異常解析結果を該信号解析装置に記録させる
ことができ、甚だ有効である。ライン休止することもな
く正確な診断を該ライン所属の多数の被測定部に対して
簡単、迅速に行なうことができるので、保守が確実に行
なわれラインの信頼性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は回転機器の異常診断を説明する図、第2図は第
1図番部の振動波形を示す図、第3図および第4図は従
来の診断要領の説明図、第5図および第6図は本発明の
実施例を示す説明図およqブロック図である。 図面で10は回転機器、12は被測定部、26は信号解
析装置、22は信号変換器で22−1゜24−1は送信
部、22−2.24−2は受信部である。 出 願 人 新日本製鐵株式会社 代理人弁理士 青 柳 稔 第1図 第2図 箪3図 第4図 第5図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 多数の回転機器の被測定部へそれぞれ固有のコードネー
    ムを割当て、信号解析装置には各被測定部の正常時およ
    び異品時振動波形を記憶させておき、 異常診断に当って振動検出器および信号変換器を被測定
    部へ持込み、該被測定部に割当てられたコードネームを
    該信号変換器により信号解析装置へ送りかつ振動検出器
    を被測定部へ当接して該検出器の出力波形を、該信号変
    換器を通して無線で信号解析装置へ送り、 該信号解析装置にその記憶波形との対比を行なわせてそ
    の判定結果を無線で前記信号変換器へ送らせてその表示
    部に表示させ、判定結果が「異常」なら信号解析装置に
    振動検出器出力波形の解析を行なわせてその解析結果を
    記録させることを特徴とする回転機器の異常診断方法。
JP14929283A 1983-08-16 1983-08-16 回転機器の異常診断方法 Pending JPS6040924A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS625148A (ja) * 1985-06-28 1987-01-12 プリユフテヒニク・デイ−タ−・ブツシユ・プルス・パ−トナ−・ゲゼルシヤフト・ミツト・ベシユレンクテル・ハフツング・ウント・コンパニ− 機器の状態をあらわすデ−タの検出方法と検出装置
US5666837A (en) * 1991-03-29 1997-09-16 Hitachi Ltd. Rolling mill and method of using the same
US5768927A (en) * 1991-03-29 1998-06-23 Hitachi Ltd. Rolling mill, hot rolling system, rolling method and rolling mill revamping method

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