JPS63109334A - ラビング検出装置 - Google Patents

ラビング検出装置

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JPS63109334A
JPS63109334A JP25545186A JP25545186A JPS63109334A JP S63109334 A JPS63109334 A JP S63109334A JP 25545186 A JP25545186 A JP 25545186A JP 25545186 A JP25545186 A JP 25545186A JP S63109334 A JPS63109334 A JP S63109334A
Authority
JP
Japan
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signal
rubbing
output signal
calculation
machine
Prior art date
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Pending
Application number
JP25545186A
Other languages
English (en)
Inventor
Takayuki Miyashita
宮下 尊行
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fuji Electric Co Ltd
Original Assignee
Fuji Electric Co Ltd
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Publication date
Application filed by Fuji Electric Co Ltd filed Critical Fuji Electric Co Ltd
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  • Testing Of Devices, Machine Parts, Or Other Structures Thereof (AREA)
  • Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (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】 〔発明の属する技術分野〕 本発明は、静止部と周期運動をする可動部とが設けられ
た機械装置における静止部と可動部との間に発生するラ
ビング現象°を検出する装置%特にラビング現象の経時
的変化の検出が可能で、この検出結果をラビング現象を
生じた機械装置の運転に対する的確な運転指針とするこ
とができるラビング検出装置に関する。
〔従来技術とその問題点〕
上述のような静止部と可動部とを備えた機械装置、たと
えば蒸気タービンにおいて、該タービンの運転中に該タ
ービンの静止部と回転部との間にラビング現象が生じる
と、異常撮動が発生して運転継続が不能になったり重大
事故に発展したりすることがある。このためラビング現
象の発生を早期に検出して1回転部の回転数などの可動
部の埃周期運動の周波数を下げろとか周期運動を停止さ
せるなどの、ラビング現象の程度に応じた適切な措置を
講じる必要がある。ラビング現象の検出はラビングによ
りて機械装置に生じる音響振動(以後この振動をラビン
グ振動ということがある)を検出して行うのが通例で、
このラビング振動は可動部の周期運動に同期して生じる
特徴がある。
第4図は従来のラビング検出装置の構成図で。
まず第4図の装置の構成ならびに動作をM5図の波形説
明図を併用し1説明する。両図において。
lae  lb、Ice  tdtzそれぞれ回転機械
10回転軸、ケーシング、軸受金、軸受カバーで、le
は回転@ la vc固定されてケーシングlb内を回
転する回転体である。回転機械口ま上述の回転軸1aと
ケーシングlbと軸受金lcと軸受カバーldと回転体
leとで構成され工いる。2は圧電素子を用いた音響セ
ンサで、このセンサ2は一端が軸受金1cVC固定され
た金属a製つェーブガイド2aの他iK接続されている
。音響センサ2は軸受カバー1dの外部に設けられ、か
っセンサ2とウェーブガイド2aとは軸受金ICVCお
ける音響撮動を検出するよ5に構成されている。センサ
2とウェーブガイド2aとはこのようKm成さラビング
が発生した場合、このラビングによって生じたラビング
振動100aが回転軸1aおよび軸受金lCを介してセ
ンサ2で検出される。2bはセンサ2が検出する音4I
娠動に応じた該センサの出力信号である。3は回転軸1
aの回転に同期したパルス信号3aを出力するパルス発
生器で。
信号3aは回転軸1aの一回転ごとに一個出力される電
気パルスである。
4は音響センサ2の出力信号2bを増幅する増幅器、5
は増幅器4の出力信号4aが入力され。
この入力信号からラビング振動における卓越周波数成分
を抽出して87N比を向上させるようにしたバンドパス
フィルタである。通常、増幅器出力信号4aでは、ラビ
ング振動Iotaにもとづく振動波形が、たとえば第5
図に示したように、雑音中に埋没したようになっている
が、フィルタ5において上記のような雑音除去が行われ
るので。
該フィルタの出力信号5aでは周期性を有するラビング
撮動100aK対応した撮動波形が僅かながら現れる。
ところが信号5aVcおい℃もなお数百KHz以上の高
周波の雑音成分が優勢である。
6はこのような信号5aK対して包絡線検波を行りて高
周波雑音を除き、以後の段階で信号処理のし易い低周波
帯域の出力信号6aを得るようにした包絡線検波器であ
る。検波器6ではこのような信号処理が行われるので、
ラビングが存在する場合、信号6aにはラビングmm1
ooaVc対応した振動波形がかなり顕著に現れる。以
後この波形もラビング振動ということがある。7は増幅
器4とフィルタ5と検波器6とからなり、信号28につ
いて上述のようにして雑音除去を行う雑音除去手段であ
る。
8は信号6aと3aとが入力され、信号6aに含まれて
いて信号3aに同期しない白色雑音を除去して一連の時
間的に連続した検出信号8aを出力するようにした第1
演算手段で、この演算手段8は信号6aと3aとが入力
される演算部81と演算部81における演算結果に応じ
た信号として検出信号8aを出力する出力部82とで構
成され。
演算部81で周期的に、たとえば以下に説明するような
平均演算動作をして、信号FiaK含まれている白色雑
音を除去するように構成されている。
すなわち演算部81においては、信号3a’l構成する
パルスが入力されるとこのパルス入力時刻から所定のデ
ータ採取時間T、が経過するまでの間の信号6aの波形
が時系列的に記憶され、続いて信号3aを構成するパル
スが入力されると再び同様な記憶動作が行われてこの時
の記憶波形が既に記憶させられている波形に重畳され、
このような波形重畳動作が所定回数Nだけくり返された
後。
上述のようにして形成された(→+1)個の波形による
累積重畳波形における瞬時波高値がそれぞれ(N+1)
で除算されて、この除算結果に対応した時系列信号81
aが出力される。そうして信号Staは出力部82で検
出信号88に変換される。したがって信号8aは信号6
8に含まれている白色雑音が除かれてS/N比の高い信
号となり、ラビング振動が存在する場合、この振動は、
信号8aにおいては、第5図VcP矢印で示したような
明瞭な三角パルス状波形となって現れるのが通例である
。以後第1演算手段8の上述のような演算動作を単に平
均演算動作ということがある。
9は検出信号8aが入力され、この入力信号のレベルと
内蔵のしきい値レベルSとを比較して信号8aのレベル
がSよりも高いと警報信号9aを出力するようにした比
較手段で、10は回転機械lを除く上述の各部からなる
ラビング検出装置である。
第4図においては、検出装置10が上述のように構成さ
れ℃いるので、警報信号98によって回転機械1におけ
るラビング現象の発生を知ることかできるが、このラビ
ング検出袋[Kは以下に説明するような問題がある。す
なわち、回転機械lが蒸気タービンである場合1通常、
ラビング現象が発生しても、ラビング振動が軽微な場合
や摂動振幅が減少傾向にあるような場合VCはタービン
の運転を継続しても差し支えないものであり、また発生
したラビング振動の振幅が増大傾向にある場合には、タ
ービンの回転数を落してラビング振動の消滅を待ち、さ
らにこのようにし℃もラビング摂動が消滅しない場合に
はタービンを停止させなければならないのであるが、検
出装置10においては上述した所から明らかなようにラ
ビング現象の有無が検出されるだけであるから、このよ
うなラビング検出装置logは1回転機械IKラビング
現象が生じた時、該機械lの運転員に対し℃的確な運転
指針を与えることができないという問題がある。
〔発明の目的〕
本発明は、上述したよった従来装置における問題を解消
して、静止部と周期運動をする可動部とが設けられた機
械製f(以後このような機械装置を周期運動機械という
ことがある)に生じるラビング撮動の経時的変化を検出
して、周期運動機械の運転員く対して該機械の運転にか
かわる的確な指針を与えることができるラビング検出装
置を提供することを目的とする。
〔発明の要点〕
本発明は、上記目的達成のため、周期運動機械における
音響振動を検出する音響センサと、この音響センサの出
力信号について雑音除去を行う雑音除去手段と、雑音除
去手段の出力信号につい工所定の平均演算を行いその演
算結果にもとづく時間的に連続した検出信号を出力する
第1演算中段と、検出信号が入力されこの検出信号にお
ける所定値以上の波高値を有するパルス状波形の波高値
の時間的増減に応じた信号を出力する第2演算手段とを
備えるようにラビング検出装置を構成したものである。
そうしてこのように構成することによって、第2演算手
段の出力信号にもとづき周期運動機械におけるラビング
の経時的変化を検出して、もって該出力信号を周期運動
機械に対する的確な運転指針とすることができるように
したものである。
〔発明の実施例〕
第1図は本発明の一実施例の構成図で、第4図と異なる
所は比較手段9Kかえ″C第2演算手段11が設けられ
℃いることである。図から明らかなように、演算手段1
1は検出信号8aが入力さガて信号111aを出力する
信号変換部111と、信号111aが入力されて信号1
11を出力する演算部112 とで構成されている。1
2は回転機械lを除く図示の各部からなるラビング検出
装置である。
第1図においては検出装置12が上述のように構成され
ているので、回転機械lにおいてラビング現象が発生し
た場合、第5図の場合と同様IC,第1演算手段8が出
力する検出信号8aの信号波形がたとえば第2図のよう
になることは明らかである。ただし、この場合、演算部
81が信号6aの波形についエデータ採取を行う時間T
、が回転体Ieの一回転の時間に等しく設定されていて
、かつ回転体!eが一回転する間に一回だけラビングが
生じるものとしているので、第2図においてはラビング
振動を現すパルス状波形Qが一個だけ示されている。信
号変換部111念は、第2図に示したような波形の信号
8aが入力されると、波形Qの波高値Yが所定のレベル
X以上であるかどうかを判別して波形QがX以上の波高
値Yを有するものであると波高値Yに応じたアナログ4
8号を信号111aとし℃出力するように構成されてい
る。したがクエ第1図においては信号1113は時間の
経過に伴って、たとえば第3図に示したように変化する
。第3図におけるZは信号tttaの大きさである。と
ころが第1図においては演算部112が以下に説明する
動作を行うように構成されている。
故に演算部112が出力する信号11aによってラビン
グ振動100a、したがって回転機械11C発生したラ
ビングの経時的な傾向を知ることができる。
次に演算部112の動作を第3図によって説明する。す
なわち、演算部112は信号111mが入力され1時間
Δtを経過するごとに信号111aの大きさ2を記憶す
るようになっている。そうして時間間隔T、だけ離れた
時刻における二つの2の値の差の正負に応じた信号11
aを出力するよ5に構成されている。つまり、演算部1
12 はまず時刻t (1) KおけるZO値Z、を記
憶し、時刻t (1)カラ時間Δtを経過した時刻t 
(2)におけるZの値Z。
て1時刻t (1)からn・ΔT=T、の時間を経過し
た時刻t(n−1−1)になると、この時刻におけるZ
の値Zn+1を記憶すると共VcZn−1−1”1 を
演算してその結果の正負に応じた信号11aを出力し、
時刻t (21から時間T!を経過した時刻t(n−)
−z)になると、この時刻における2の値zn−)−2
を記憶すると共にZn+2  z、を演算してその結果
の正負に応じた信号11aを出力する。t(n+2)は
上述のような時刻であるから時刻’(n+BからΔtの
時間を経過した時刻である。そうして、演算部112は
以後同様にし″cZ奸j−Zjの正負に応じた信号11
aを時間Δtごとに出力する。演算部112は上述のよ
うに動作するので出力信号113によって変換部が出力
する信号111aが増加傾向にあるか減少傾向にあるか
を知ることができ、信号111aは検出信号8aにおけ
るラビング振動にもとづくパルス状波形の波高値の経時
的状態を表す信号であったから、結局、上述したように
、信号11aによって1回転機械IK発生したラビング
が今後激しくなるものであるかあるいは消滅するもので
あるかなどのラビングの経時的な傾向を知ることができ
ることになる。
第1図におい1は%第2演算手段11?:i4成する各
部が上述のように機能するので、結局第2演算手段ll
は、検出信号83が入力されこの信号81における所定
値以上の波高値を有するパルス状波形Qの波高値Yの時
間的増減に応じた信号11aを出力するものであるとい
うことができ、検出信号8aは上述のような平均演算に
より工得られた信号であるから、演算手段11の出力信
号118によって回転機械lに生じたラビングの経時的
変化を検出できることになる。したがって信号11aは
1回転機械IKラビングが生じた時、該機械に対する的
確な運転指針とすることができる信号である。
上述の説明においてはラビング検出装置12が回転機械
IKおけるラビング検出を行うものとしたが、本発明は
周期的に往復動する機械装置のラビング検出にも適用で
きるものである。
〔発明の効果〕
上述したように、本発明におい?は1周期運動機械にお
ける音響振動を検出する音響センサと。
このセンサの出力信号について雑音除去を行う雑音除去
手段と、雑音除去手段の出力信号について所定の平均演
算を行って時間的に連続した検出信号を出力する第1演
算手段と、検出信号におけろ所定値以上の波高値を有す
るパルス状波形の波高値の時間的増減に応じた信号を出
力する第2演算手段とを備えるようにラビング検出装置
を構成した。したがって、本発明においては、第2演算
手段の出力信号くもとづい工周期運動機械におけるラビ
ングの経時的変化を検出することができるので、第2演
算手段の出力信号を周期運動機械に対する的確な運転指
針とすることができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例の構成図、第2図及び第3図
は第1図におけるそれぞれ異なる要部の波形説明図、第
4図は従来のラビング検出装置の構成図、第5図は第4
図における要部の波形説明図である。 !・・・・・・回転機械、  He・・・・・・回転体
、2・・・・・・音響センサ、7・・・・・・雑音除去
手段%8・・・・・・第1演算手段。 8a・・・・・・検出信号、10.12・・・・・・ラ
ビング検出装置。 11・・・・・・第2演算手段、Q・・・・・・パルス
状波形、Y・・・波高値。 1 1  図 篤  2  図 箇  3  口 @  4 閉 1 5  図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 静止部と周期運動をする可動部とが設けられた機械装置
    の音響振動を検出する音響センサと、前記音響センサの
    出力信号について雑音除去を行う雑音除去手段と、前記
    雑音除去手段の出力信号について所定の平均演算を行い
    その演算結果にもとづく時間的に連続した検出信号を出
    力する第1演算手段と、前記検出信号が入力され該検出
    信号における所定値以上の波高値を有するパルス状波形
    の波高値の時間的増減に応じた信号を出力する第2演算
    手段とを備え、前記第2演算手段の出力信号にもとづき
    前記静止部と前記可動部との間のラビングの経時的変化
    を検出することを特徴とするラビング検出装置。
JP25545186A 1986-10-27 1986-10-27 ラビング検出装置 Pending JPS63109334A (ja)

Priority Applications (1)

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JP25545186A JPS63109334A (ja) 1986-10-27 1986-10-27 ラビング検出装置

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JP25545186A Pending JPS63109334A (ja) 1986-10-27 1986-10-27 ラビング検出装置

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02181617A (ja) * 1988-08-05 1990-07-16 Niigata Eng Co Ltd 局面推定方法および故障診断装置
JP2018162971A (ja) * 2017-03-24 2018-10-18 三菱日立パワーシステムズ株式会社 動翼解析装置、動翼解析方法、プログラム

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS50142902A (ja) * 1974-05-02 1975-11-18

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