JPS61294215A - 低速軸受異常監視装置 - Google Patents

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】 「産業上の利用分野」 ・この発明は特に低速度で回転している転がり軸受の異
常を検出する低速軸受異常監視装置に関する。

「従来の技術」 従来、低速回転数領域（３００ｒｐｍＵ下°）、特にｌ
　Ｑ　ｒｐｍ以下の超低速回転数領域では、転がり軸受
の欠陥検出は困難とされ、現在も確立した診断技術はな
く、いろいろな試みがなされている。

例えば、久保山清「低速軸受用簡易診断計の開発」、設
備診断技術シンポジウム（昭和５９年３月８日）等で報
告、されているように、傷による衝撃波形の自己相関に
より帥比を高める自己相関数法や、同じ型式の軸受を複
数有する回転体において、振動のピークレベルを相互に
比較することによって判定するピークレベル差法や、ピ
ークホールド回路にてレベルが変動する振動信号のピー
ク値を一定時間保持し、変動の周期性を顕著にしてから
、演算回路により変動の極大磯及び極大値間の周期を算
出させ、定められた時間間隔でヒストグラムを作成し、
診断する方法等である。

前記自己相関関数法では、傷周期が不安定なこともあり
相関関数が不明瞭となることにより、適用回転数が数十
ｒｐｍ以上に制約される。前記ピークレベル差法では、
同じ型式の軸受が複数あることが前提であり、単独の診
断は不可能な欠点があり、また診断の信頼性等にも問題
があった。

「発明が解決しようとする問題点」 従来、転がり軸受の診断には振動加速度が一般に使われ
ているが、加速度では回転数の低い領域。

特にｌ　Ｑ　ｒｐｍ以下の超低速領域での診断は、異常
信号のレベルが小さく、雑音にうもれてしまい異常検出
は困難であった。

従来のいろいろな試みも、このＳ／Ｎ比を改善しようと
いう方法であったが、まだ確立した手法は存在していな
い状態である。

この発明の目的では超低速領域での異常検出を可能にす
る軸受異常監視装置を提供することにある。

「問題点を解決するための手段」 この発明は１００回転／分以下の低速で回転している転
がり軸受の異常を検出する装置であって、転がり軸受よ
り発生する亀裂音響（Ａｃｏｕｓｔｉｃ加１ｓｓｉｏｎ
　　以下ＡＥと記す）をＡＥ変換素子により電気信号に
変換し、その電気信号を弁別器へ供給して所定レベル以
上のものを弁別し、その弁別出力を計数し、その一定時
間ごとの計数値が所定しなければ発生し続けるようにす
ることが好ましい。転がり軸受に剥離や割れなどが発生
し、これが成長する際にＡＥが発生するが、その剥離や
割れの成長が停止するとＡＥは発生しないため正常状態
と区別ができなくなるからである。

「実施例」 第１図にこの発明の実施例を示す。ＡＥ変換素子１１は
図に示してないが被監視転がり軸受から発生するＡＥを
電気信号に変換する。この電気信号は増幅器１２により
増幅された後、帯域Ｆ波器１３により所定の周波数帯域
に制限され、弁別器１４へ供給される。弁別器１４では
あらかじめ設定されたしきい値を越えた信号について事
象計数≠により計数する。但し、しきい値を越えた波形
についての持続時間が設定された値よりも短い場合はそ
の信号を除去することにより電気雑音と弁別する。この
弁別出力の計数された結果は記録計１５によって記録さ
れる。なお前記計数は一定時間１例えば１０分間ごとに
発生したものについて行う。

実験例 基台１６上にスピンドルケース１７が取付けられ、そ、
のスピンドルケース１７内の軸（スピンドル）の一端に
プーリ１８が固定され、プーリ１８は図に示してないモ
ータによりベルトを介して回転される。前記軸の曲端は
回転側軸受保持部１９が固定され、この保持部１９に試
料のスラスト軸受２１の回転側が取付けられる。回転側
軸受保持部１９と対向して静止側軸受保持部２２が配さ
れ。

この保持部２２に試料スラスト軸受２１の静止側が取付
けられる。静止側軸受保持部２２は可動台２３に固定さ
れ、可動台２３は基台１６上に前記軸と平行な方向に移
動自在に保持される。

加速寿命試験とするため、試料スラスト軸受２１の回転
側２４（第３図）にはその軌道面に玉２５を対接させる
が、静止側２６には軌道面ではなく背面の平面に玉２５
を接触させ、かつその玉と平面との接触圧力を高めるた
め玉数を減した。なおこの軸受２１として回転側２４１
ニナ５１１００を用い、静止側２６にす５１２００を用
いた。また可動台２３に回転側軸受保持部１９に向う荷
重２７（第２図）を与える。この荷重２７は１３７４　
Ｋ、ｒとし、軸の回転数を５ｒｐｍとした。第４図に示
すように静止■１軸受医保持２２ＥＡＥ変換素子１１を
取付けた。また参考のために加速度センサ２８を取付け
、従来の振動加速度法による検出も行った。

このＡＥ変換素子１１の出力を第１図に示す装置へ供給
した。増幅器１２の増幅度を６０ｄＢ、帯域戸波器１３
の通過帯域を１００　ＫＨ２〜Ｉ　ＭＨ２とし、弁別器
１４のしきい値を０．２　Ｖとした。

この実験結果を第５図に示す。実線３１はＡＥの検出結
果であり１点線３２は加速度検出の結果である。この図
において計数値１程度は雑音である。この図から理解さ
れるように従来法Ｃ二よる振動加速度は発生してないが
、８１０分からＡＥ倍信号発生し、その計数が開始し、
８５０分で回転を停止して試料軸受２１を観察した所、
伝道体表面：二剥離が検出された。この付近で加速度検
出による計数値も得られるが、これは小さい値であり。

かつ後でゼロとなっていることから雑音によるものであ
ることが解る。

このことより振動加速度で検出できなかった超低速回転
数領域における剥離をＡＥを用いることにより検出可能
であることがわかる。

なおＡＩは剥離などの異常の成長が停止すると発生しな
くなる、よってＡＩの発生計数値が所定値以上で可視的
、可聴的警報を出すと共に、この警報が一度出ると、Ａ
Ｅの計数値が減少し、又はなくなっても警報が停止しな
いようにし、その警報は監視員により停止する。

「発明の効果」 超低速回転の設備は大型のものが多く、重要な設備が多
、い。従って軸受の交換も容易ではなく。

時間と労力を非常に必要としていた。また軸受自体も高
価なものが多く、従来は軸受の寿命がわからないために
正常状態でも交換していた。しかしこの発明によって超
低速領域における軸受の異常を検出できやことができ、
必要以上の保守による費用、労力、時間の無駄をなくし
、計画的な休転により、休止損失を削減するだけでなく
、大事故をも未然に防ぐことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施例を示すブロック図、第２図は
実験例に用いた実験装置を示す正面図。 第３図はその試料軸受の断面図、第４図はＡＥ変換素子
の取付状態を示す図、第５図は回転数５ｒｐｍにおける
スラスト玉軸受の加速寿命試験におけるＡＥど加速度の
挙動比較を示す図である。 １１：ＡＥ変換素子、１２：帯域Ｆ波器、１４：弁別器
、１５：記録計。 特許出願人　　旭化成工業株式会社 代　　理　人　　　草　　野　　　　　卓汐　１　図 第３　図　　　　　　　才４　図 士　５　図 時間（介）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）１００回転／分以下の低速で回転している転がり
   軸受の異常を検出する装置であつて、 上記転がり軸受より発生する亀裂音響を電気信号に変換
   するＡＥ変換素子と、そのＡＥ変換素子の出力中の所定
   レベル以上を弁別する弁別器と、その弁別器の出力を計
   数し、これが所定値以上で上記転がり軸受の異常を報知
   する異常報知手段とを具備する低速軸受異常監視装置。