JPS6317167B2 - - Google Patents
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- JPS6317167B2 JPS6317167B2 JP55034032A JP3403280A JPS6317167B2 JP S6317167 B2 JPS6317167 B2 JP S6317167B2 JP 55034032 A JP55034032 A JP 55034032A JP 3403280 A JP3403280 A JP 3403280A JP S6317167 B2 JPS6317167 B2 JP S6317167B2
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- JP
- Japan
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- vibration
- unbalance
- abnormal
- influence coefficient
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- Prior art date
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01M1/00—Testing static or dynamic balance of machines or structures
- G01M1/30—Compensating imbalance
- G01M1/34—Compensating imbalance by removing material from the body to be tested, e.g. from the tread of tyres
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01H—MEASUREMENT OF MECHANICAL VIBRATIONS OR ULTRASONIC, SONIC OR INFRASONIC WAVES
- G01H1/00—Measuring characteristics of vibrations in solids by using direct conduction to the detector
- G01H1/003—Measuring characteristics of vibrations in solids by using direct conduction to the detector of rotating machines
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Testing Of Balance (AREA)
- Testing Of Devices, Machine Parts, Or Other Structures Thereof (AREA)
- Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、タービンや発電機等の大形回転機の
異常振動診断方法に係り、特に回転軸に発生した
不つり合いによる異常振動の診断方法に関する。
異常振動診断方法に係り、特に回転軸に発生した
不つり合いによる異常振動の診断方法に関する。
最近の火力、原子力発電プラントにおいては、
大容量化が進展し、これに伴つてその主要機器で
あるタービン、発電機等の回転機の信頼性向上の
要求が一段と強まつてきている。また、電力を円
滑に供給するためには、機器の異常発生後の保
守、点検を迅速に行うことが必要とされている。
大容量化が進展し、これに伴つてその主要機器で
あるタービン、発電機等の回転機の信頼性向上の
要求が一段と強まつてきている。また、電力を円
滑に供給するためには、機器の異常発生後の保
守、点検を迅速に行うことが必要とされている。
回転機の異常には各種の原因並びに現象がある
が、特に軸振動のケースが多く、かつ軸振動は重
大な事故につながることが懸念される。またター
ビン、発電機等、発電プラントに用いられる回転
軸系は長大なる大規模系をなすために、異常の発
生個所を探し出すことに多くの時間を費やしてい
た。このような背景のもとに、回転機の信頼性向
上の手段として、回転軸に発生した振動から回転
軸の異常を早期に発見し、その異常の種別判定及
び発生位置を短時間で診断できる振動診断技術の
開発が強く要求されている。特に、回転軸に発生
する異常振動には回転数に同期した振動、即ち不
つり合い振動が多く、この不つり合い振動源であ
る不つり合い発生位置を診断することは重要であ
る。
が、特に軸振動のケースが多く、かつ軸振動は重
大な事故につながることが懸念される。またター
ビン、発電機等、発電プラントに用いられる回転
軸系は長大なる大規模系をなすために、異常の発
生個所を探し出すことに多くの時間を費やしてい
た。このような背景のもとに、回転機の信頼性向
上の手段として、回転軸に発生した振動から回転
軸の異常を早期に発見し、その異常の種別判定及
び発生位置を短時間で診断できる振動診断技術の
開発が強く要求されている。特に、回転軸に発生
する異常振動には回転数に同期した振動、即ち不
つり合い振動が多く、この不つり合い振動源であ
る不つり合い発生位置を診断することは重要であ
る。
従来の不つり合い発生位置の診断方法として
は、回転数とジヤーナル（軸受）振動との関係を
運転全領域にわたつて極座標上に描画し、そのパ
ターンの特徴から不つり合い位置を推定する方法
が用いられていた。しかし、この方法は、その不
つり合い発生パターンが限定されると共に、発生
位置の精度は必ずしも十分ではなく、さらに監視
速度域が広範囲であるという欠点を有する。そこ
で、大規模回転軸系のジヤーナル振動から回転軸
に発生した不つり合い位置を異常発生回転数にて
診断できる手段が必要となつた。出願人は、かか
る不つり合い位置の診断について研究を重ねた結
果、有力な解決手段を見い出し、これの特許出願
を先に行つた（特願昭54−125299号〔特公昭62−
39372号公報参照〕）。この先願である特願昭54−
125299号は、ロータの軸受の間の複数個所に単位
不つり合い（仮想不つり合い）を付加した際の振
動（影響係数）を予じめ求めておき、実際の振動
条件下で異常振動が発生した場合、この異常振動
成分と正常振動成分とのベクトル減算を行い、こ
の結果と前記影響係数との対比比較により、単位
不つり合い個所を特定させることとした。
は、回転数とジヤーナル（軸受）振動との関係を
運転全領域にわたつて極座標上に描画し、そのパ
ターンの特徴から不つり合い位置を推定する方法
が用いられていた。しかし、この方法は、その不
つり合い発生パターンが限定されると共に、発生
位置の精度は必ずしも十分ではなく、さらに監視
速度域が広範囲であるという欠点を有する。そこ
で、大規模回転軸系のジヤーナル振動から回転軸
に発生した不つり合い位置を異常発生回転数にて
診断できる手段が必要となつた。出願人は、かか
る不つり合い位置の診断について研究を重ねた結
果、有力な解決手段を見い出し、これの特許出願
を先に行つた（特願昭54−125299号〔特公昭62−
39372号公報参照〕）。この先願である特願昭54−
125299号は、ロータの軸受の間の複数個所に単位
不つり合い（仮想不つり合い）を付加した際の振
動（影響係数）を予じめ求めておき、実際の振動
条件下で異常振動が発生した場合、この異常振動
成分と正常振動成分とのベクトル減算を行い、こ
の結果と前記影響係数との対比比較により、単位
不つり合い個所を特定させることとした。
上記対比比較は、計算や表示により行わせるこ
ととしているが、より正確な対比をするのは困難
なことが多い。計算による対比比較では、対比比
較の演算手段が必要であり、且つより正確な対比
比較を行おうとすれば、演算手段が更に複雑とな
る。表示による対比比較であつても、単に両者を
表示して比較するのでは正確な判断がしにくく、
表示の効率も悪い。
ととしているが、より正確な対比をするのは困難
なことが多い。計算による対比比較では、対比比
較の演算手段が必要であり、且つより正確な対比
比較を行おうとすれば、演算手段が更に複雑とな
る。表示による対比比較であつても、単に両者を
表示して比較するのでは正確な判断がしにくく、
表示の効率も悪い。
本発明の目的は、特願昭54−125299号の発明の
改良に係り、特に、特殊な表示形態をさせること
によつて対比比較の容量比をはかつてなる振動診
断方法を提供することにある。
改良に係り、特に、特殊な表示形態をさせること
によつて対比比較の容量比をはかつてなる振動診
断方法を提供することにある。
この目的を達成するため、本発明の振動診断方
法は、予じめ求めた仮想不つり合い位置毎の影響
係数パターンについて大小の順序付けを行い、一
方、実際の異常振動について異常振動パターンの
大小の順序付けを行い、この両パターンを仮想不
つり合い位置と軸受の位置との２次元の座標形式
で表示させ、この表示内容から視覚により仮想不
つり合い位置を特定させることとした。
法は、予じめ求めた仮想不つり合い位置毎の影響
係数パターンについて大小の順序付けを行い、一
方、実際の異常振動について異常振動パターンの
大小の順序付けを行い、この両パターンを仮想不
つり合い位置と軸受の位置との２次元の座標形式
で表示させ、この表示内容から視覚により仮想不
つり合い位置を特定させることとした。
本発明では、大小順序付けされた影響係数パタ
ーンと異常振動パターンとが２次元座標上に表示
され、視覚により仮想不つり合い位置を特定でき
る。
ーンと異常振動パターンとが２次元座標上に表示
され、視覚により仮想不つり合い位置を特定でき
る。
以下、本発明の詳細を図面に示す実施例により
説明する。先ず第１図、第２図により本発明の全
体を説明（次に影響係数パターンと異常振動パタ
ーンとの単なる列挙による表示例を第３図、第４
図で説明し、次いで本発明による表示例を第５図
で説明する。更に他の表示例を第６図、第７図で
説明する。
説明する。先ず第１図、第２図により本発明の全
体を説明（次に影響係数パターンと異常振動パタ
ーンとの単なる列挙による表示例を第３図、第４
図で説明し、次いで本発明による表示例を第５図
で説明する。更に他の表示例を第６図、第７図で
説明する。
第１図は本発明を蒸気タービン発電プラントに
適用した例を示しており、１，２はタービンロー
タ、３は発電機ロータ、４は各ロータを支持する
軸受（ジヤーナル）である。５は各ロータの軸受
に設けられたジヤーナル振動検出用振動センサ、
６はロータ１，２，３を回転させた時に回転数を
検出する回転数検出器であり、該回転数検出器は
不つり合い振動分析のための位相基準信号として
も使用する。振動センサ５の出力信号は増幅器７
で増幅されて回転数検出器６の位相基準信号と共
に振動分析器８に送られ、振動分析器８で回転数
に同期した不つり合い振動成分が分析される。振
動分析器８で分析された不つり合い振動成分が異
常であるかどうかは判定器９で判定される。この
判定は予じめ許容振動を設定しておき、該基準値
よりも大きい振動成立時に該振動成分を異常とし
て判定させる。更に、予じめ回転数対応に正常時
のジヤーナル振動を正常振動として運転速度域に
ついて記憶装置１０に記憶しておく。１１はベク
トル演算器であつて、前記判定器９で異常と判定
された時の検出器６の検出回転数のジヤーナル振
動と記憶装置１０に記憶されている検出回転数と
同じ回転数の正常振動を読出し、前記異常振動成
分とこの正常時振動成分とのベクトル演算を実行
する。この結果ロータ１，２，３のいずれかに発
生した不つり合いによる異常振動成分だけを抽出
する。１２，１３は演算器であつて、演算器１２
では前記ベクトル演算器１１で抽出された異常振
動成分から最大振幅発生測定位置を求め、演算器
１３によつて該最大振幅発生測定位置の振幅が１
となるように正規化する。１４は記憶装置であ
り、該記憶装置１４には、ロータ１，２，３の軸
方向位置（仮想不つり合い位置）の任意の１点に
単位不つり合いを付加した時の各軸受の振動を表
わす影響係数を記憶しておく。この影響係数につ
いても前記同様に最大振幅は１となるように正規
化しておく。
適用した例を示しており、１，２はタービンロー
タ、３は発電機ロータ、４は各ロータを支持する
軸受（ジヤーナル）である。５は各ロータの軸受
に設けられたジヤーナル振動検出用振動センサ、
６はロータ１，２，３を回転させた時に回転数を
検出する回転数検出器であり、該回転数検出器は
不つり合い振動分析のための位相基準信号として
も使用する。振動センサ５の出力信号は増幅器７
で増幅されて回転数検出器６の位相基準信号と共
に振動分析器８に送られ、振動分析器８で回転数
に同期した不つり合い振動成分が分析される。振
動分析器８で分析された不つり合い振動成分が異
常であるかどうかは判定器９で判定される。この
判定は予じめ許容振動を設定しておき、該基準値
よりも大きい振動成立時に該振動成分を異常とし
て判定させる。更に、予じめ回転数対応に正常時
のジヤーナル振動を正常振動として運転速度域に
ついて記憶装置１０に記憶しておく。１１はベク
トル演算器であつて、前記判定器９で異常と判定
された時の検出器６の検出回転数のジヤーナル振
動と記憶装置１０に記憶されている検出回転数と
同じ回転数の正常振動を読出し、前記異常振動成
分とこの正常時振動成分とのベクトル演算を実行
する。この結果ロータ１，２，３のいずれかに発
生した不つり合いによる異常振動成分だけを抽出
する。１２，１３は演算器であつて、演算器１２
では前記ベクトル演算器１１で抽出された異常振
動成分から最大振幅発生測定位置を求め、演算器
１３によつて該最大振幅発生測定位置の振幅が１
となるように正規化する。１４は記憶装置であ
り、該記憶装置１４には、ロータ１，２，３の軸
方向位置（仮想不つり合い位置）の任意の１点に
単位不つり合いを付加した時の各軸受の振動を表
わす影響係数を記憶しておく。この影響係数につ
いても前記同様に最大振幅は１となるように正規
化しておく。
ここで影響係数について説明する。仮想不つり
合い点をＫ個設定するとする、この仮想不つり合
い点は、ロータ１，２，３の軸方向位置に設定す
る。そこで、Ｋ個の仮想不つり合い点毎に単位不
つり合い（重さ）を付加する。
合い点をＫ個設定するとする、この仮想不つり合
い点は、ロータ１，２，３の軸方向位置に設定す
る。そこで、Ｋ個の仮想不つり合い点毎に単位不
つり合い（重さ）を付加する。
(i) 第１番目の仮想不つり合い位置に単位不つり
合いをおき、一定回転数で回転させる。この回
転によつて各軸に異常振動が発生する。この異
常振動を複数の検出器５で検出する。この結
果、複数の検出器５から異常振動が検出され
る。この複数の各点（複数検出器位置）での異
常振動を影響係数と呼び複数点での異常振動た
る影響係数をまとめて第１番目の仮想不つり合
い位置での影響係数のパターンと呼ぶ。この影
響係数パターンを正規化する。
合いをおき、一定回転数で回転させる。この回
転によつて各軸に異常振動が発生する。この異
常振動を複数の検出器５で検出する。この結
果、複数の検出器５から異常振動が検出され
る。この複数の各点（複数検出器位置）での異
常振動を影響係数と呼び複数点での異常振動た
る影響係数をまとめて第１番目の仮想不つり合
い位置での影響係数のパターンと呼ぶ。この影
響係数パターンを正規化する。
(ii) 第２番目の仮想不つり合い位置に単位不つり
合いをおき、一定回転数で回転させる。この回
転によつて各軸に異常振動が発生する。この異
常振動を複数の検出器５で検出する。（以下、
(i)と同様に、第２番目の仮想不つり合い位置で
の影響係数パターンを求め正規化する。
合いをおき、一定回転数で回転させる。この回
転によつて各軸に異常振動が発生する。この異
常振動を複数の検出器５で検出する。（以下、
(i)と同様に、第２番目の仮想不つり合い位置で
の影響係数パターンを求め正規化する。
(iii) 以下、同様に、第３番目、第４番目、……第
Ｋ番目について第３番目、第４番目、……、第
Ｋ番目での影響係数パターンを求め、正規化す
る。
Ｋ番目について第３番目、第４番目、……、第
Ｋ番目での影響係数パターンを求め、正規化す
る。
かくして事前に求めた影響係数パターンを仮想
不つり合い位置対応に記憶装置１４に、処理に先
立つて記憶させておく、尚、仮想不つり合い位置
毎の影響係数パターンは、実際の測定によつて求
めてもよく、又は計算式のみによつて求めてもよ
い。
不つり合い位置対応に記憶装置１４に、処理に先
立つて記憶させておく、尚、仮想不つり合い位置
毎の影響係数パターンは、実際の測定によつて求
めてもよく、又は計算式のみによつて求めてもよ
い。
１５は表示装置であつて、記憶装置１４に記憶
されている影響係数パターンを仮想不つり合い位
置をスキヤンしながら読出して表示し、演算器１
３の出力である不つ合い異常振動パターンをも表
示し、両者の比較を視覚によつて行い、不つり合
い異常振動パターンに最も合致した同一類似の影
響係数パターンを確認する。この最も合致した影
響係数パターンを示す仮想不つり合い位置が、実
際に発生した不つり合い位置となる。
されている影響係数パターンを仮想不つり合い位
置をスキヤンしながら読出して表示し、演算器１
３の出力である不つ合い異常振動パターンをも表
示し、両者の比較を視覚によつて行い、不つり合
い異常振動パターンに最も合致した同一類似の影
響係数パターンを確認する。この最も合致した影
響係数パターンを示す仮想不つり合い位置が、実
際に発生した不つり合い位置となる。
回転数が変ると、影響係数パターンも異るた
め、回転数を種々変更させて影響係数パターンを
求めておき、これを回転数対応、仮想不つり合い
位置対応に記憶装置１４に記憶させておいてもよ
い。
め、回転数を種々変更させて影響係数パターンを
求めておき、これを回転数対応、仮想不つり合い
位置対応に記憶装置１４に記憶させておいてもよ
い。
第２図は上記した処理の詳細を示すもので、説
明の簡単化のために記号の説明をしておく。
明の簡単化のために記号の説明をしておく。
ｉ ：測定位置番号（ｉ＝１、２、……、Ｉ）
ｊ ：回転数番号（あるいは負荷番号）
（ｊ＝１、２、……、Ｊ）
ｋ ：仮想不つり合い位置番号（ｋ＝１、２、…
…、Ｋ） uj i：測定位置ｉのｊ番目回転数（あるいは負荷）
の異常時振動 Uj i：測定位置ｉのｊ番目回転数（あるいは負荷）
の正常時振動 vj i：異常不つり合いのみによる不つり合い振動成
分（＝uj i−Uj i） Vj i：正規化されたvj i βj ik：不つり合い位置ｋに単位不つり合いを付加
した時の測定位置ｉのｊ番目回転数の正規
化された振動（影響係数） ｜Ｘ｜：ある振動Ｘの振幅 いま、ロータ回転中に、ｊ番目回転数（負荷）
において測定位置ｉで異常振動が発生したと仮定
する。この時、異常振動は振動センサ５で検出さ
れ、増幅器７で増幅され、回転数検出器６の位相
基準信号とから振動分析器８で不つり合い振動uj i
が分析され、判定器９で異常振動と判定された場
合は、ベクトル演算器１１により、記憶装置１０
に記憶されている正常時振動Uj iと検出された異
常時振動uj iとから、(1)式のベクトル演算が行われ
て異常振動成分vj iが抽出される。
…、Ｋ） uj i：測定位置ｉのｊ番目回転数（あるいは負荷）
の異常時振動 Uj i：測定位置ｉのｊ番目回転数（あるいは負荷）
の正常時振動 vj i：異常不つり合いのみによる不つり合い振動成
分（＝uj i−Uj i） Vj i：正規化されたvj i βj ik：不つり合い位置ｋに単位不つり合いを付加
した時の測定位置ｉのｊ番目回転数の正規
化された振動（影響係数） ｜Ｘ｜：ある振動Ｘの振幅 いま、ロータ回転中に、ｊ番目回転数（負荷）
において測定位置ｉで異常振動が発生したと仮定
する。この時、異常振動は振動センサ５で検出さ
れ、増幅器７で増幅され、回転数検出器６の位相
基準信号とから振動分析器８で不つり合い振動uj i
が分析され、判定器９で異常振動と判定された場
合は、ベクトル演算器１１により、記憶装置１０
に記憶されている正常時振動Uj iと検出された異
常時振動uj iとから、(1)式のベクトル演算が行われ
て異常振動成分vj iが抽出される。
vj i＝uj i−Uj i（ｉ＝１、２、……Ｉ） ……(1)
ここで、j Viは位相と振幅の情報を持つベクトル量
である。このｊを固定してのｉ＝１、２、……、
ＩなるＩ個の異常振動成分の組合せを不つり合い
異常振動パターンと呼ぶ。
である。このｊを固定してのｉ＝１、２、……、
ＩなるＩ個の異常振動成分の組合せを不つり合い
異常振動パターンと呼ぶ。
次に演算器１２により、振動Vj iの最大振幅
｜Vj｜＝｜vj i｜max ……(2)
を求める。さらに演算器１３により
Vj i＝vj i／｜Vj｜（１＝１、２、……Ｉ） ……(3)
の演算を行い、振幅の正規化を行う。これにより
｜Vj i｜max＝１（ｉ＝１、２、……Ｉ） ……(4)
を得る。
また、記憶装置１４の各影響係数βj ik（ここで
ｊ、ｋを固定してのｉ＝１、２、……ＩなるＩ個
の影響係数の組合せをｊ、ｋでの影響係数パター
ンと呼ぶ）においても ｜βj ik｜max＝１（ｉ＝１、２、……Ｉ） (5) （ｋ＝１、２、Ｋ） として正規化する。
ｊ、ｋを固定してのｉ＝１、２、……ＩなるＩ個
の影響係数の組合せをｊ、ｋでの影響係数パター
ンと呼ぶ）においても ｜βj ik｜max＝１（ｉ＝１、２、……Ｉ） (5) （ｋ＝１、２、Ｋ） として正規化する。
そして、不つり合い位置の監視を行うために、
実際の測定により求めた異常振動振幅｜uj i｜、正
規化した異常振動振幅成分（不つり合い異常振動
パターン）｜vj i｜及び記憶装置１４からｋを更新
しながら読出した正規化影響係数振幅（影響係数
パターン）｜βj ik｜を表示装置１５に表示する。こ
こでｊは検出器６で検出した回転数であり、従つ
て一定値である。更に、仮想不つり合い位置ｋの
位置は第４図Ａに示す通り、軸受、ロータを含め
たＫ個の位置とした。各仮想不つり合い位置ｋ対
応、且つｊ対応に影響係数パターンが求まつてお
り、記憶装置１４内にｊ，ｋをインデツクスとし
て対応する影響係数パターンが格納されている。
更に、測定位置ｉは、第３図Ａ及び第４図Ａに示
す通り検出器５の位置であり、６個の位置（ｉ＝
１、２、……、６、即ちＩ＝６）とする。
実際の測定により求めた異常振動振幅｜uj i｜、正
規化した異常振動振幅成分（不つり合い異常振動
パターン）｜vj i｜及び記憶装置１４からｋを更新
しながら読出した正規化影響係数振幅（影響係数
パターン）｜βj ik｜を表示装置１５に表示する。こ
こでｊは検出器６で検出した回転数であり、従つ
て一定値である。更に、仮想不つり合い位置ｋの
位置は第４図Ａに示す通り、軸受、ロータを含め
たＫ個の位置とした。各仮想不つり合い位置ｋ対
応、且つｊ対応に影響係数パターンが求まつてお
り、記憶装置１４内にｊ，ｋをインデツクスとし
て対応する影響係数パターンが格納されている。
更に、測定位置ｉは、第３図Ａ及び第４図Ａに示
す通り検出器５の位置であり、６個の位置（ｉ＝
１、２、……、６、即ちＩ＝６）とする。
以下、表示の詳細を説明する。
(i) ロータ１，２，３は運転中とする。この運転
中、異常振動が発生したとする。異常振動発生
中の回転数は検出器６で検出される。これをｊ
とする。そこで、異常振動振幅パターン｜uj i｜
を第２図のステツプ９の処理に従つて求る。こ
の異常振動振幅パターン｜uj i｜を表示装置１５
に表示する。この表示例を第３図Ｂに示す。横
軸が検出器５の各位置（＃１〜＃６）を示す。
表示形式は柱グラフ形式とした。尚、第３図Ｂ
中、＊印は異常振動発生位置（１個の事例、２
個以上の事例もありうる）であり、＃６の位置
で異常振動が発生したことがわかる。V.Lは異
常振動判定基準値であり、V.Lより大きい振幅
であれば異常、VLより小さければ正常と判定
する。従つて、第３図Ｂの例では、＃１〜＃５
の位置では異常振動の検出がなかつたことにな
る。
中、異常振動が発生したとする。異常振動発生
中の回転数は検出器６で検出される。これをｊ
とする。そこで、異常振動振幅パターン｜uj i｜
を第２図のステツプ９の処理に従つて求る。こ
の異常振動振幅パターン｜uj i｜を表示装置１５
に表示する。この表示例を第３図Ｂに示す。横
軸が検出器５の各位置（＃１〜＃６）を示す。
表示形式は柱グラフ形式とした。尚、第３図Ｂ
中、＊印は異常振動発生位置（１個の事例、２
個以上の事例もありうる）であり、＃６の位置
で異常振動が発生したことがわかる。V.Lは異
常振動判定基準値であり、V.Lより大きい振幅
であれば異常、VLより小さければ正常と判定
する。従つて、第３図Ｂの例では、＃１〜＃５
の位置では異常振動の検出がなかつたことにな
る。
(ii) 次に、記憶装置１４をｊをインデツクスと
し、ｋ＝１をインデツクスとして対応する影響
係数パターン｜βik｜を読出し、これを表示装
置１５に表示する。以下、ｋ＝２→３→４→５
→６と更新させ、各更新値毎にその読出した影
響係数パターン｜βik｜を表示する。この特定
のｋでの表示例を第４図Ｂに示す。
し、ｋ＝１をインデツクスとして対応する影響
係数パターン｜βik｜を読出し、これを表示装
置１５に表示する。以下、ｋ＝２→３→４→５
→６と更新させ、各更新値毎にその読出した影
響係数パターン｜βik｜を表示する。この特定
のｋでの表示例を第４図Ｂに示す。
(iii) (ii)の表示とあいまつて、第２図のステツプ１
３で実際に求めた異常不つり合い振動振幅｜
Vj i｜のパターンを表示装置１５に表示する。
この表示例を第４図Ｃに示す。
３で実際に求めた異常不つり合い振動振幅｜
Vj i｜のパターンを表示装置１５に表示する。
この表示例を第４図Ｃに示す。
(iv) オペレータは、第３図Ｂの表示をみて異常振
動の発生を確認し、次に第４図ＢとＣとの表示
内容を視覚で比較する。第４図Ｂはｋをｋ＝１
→２→３→４→５→６と更新させることによつ
て、各ｋの値対応の影響係数が次々に表示さ
れ、オペレータは、次々に表示される表示内容
と第４図Ｃの表示内容とを視覚にて比較する。
オペレータは第４図Ｃに最も近似した第４図Ｂ
の表示内容を選ぶ。その時の影響係数パターン
対応のｋの値を異常不つり合い位置と特定す
る。
動の発生を確認し、次に第４図ＢとＣとの表示
内容を視覚で比較する。第４図Ｂはｋをｋ＝１
→２→３→４→５→６と更新させることによつ
て、各ｋの値対応の影響係数が次々に表示さ
れ、オペレータは、次々に表示される表示内容
と第４図Ｃの表示内容とを視覚にて比較する。
オペレータは第４図Ｃに最も近似した第４図Ｂ
の表示内容を選ぶ。その時の影響係数パターン
対応のｋの値を異常不つり合い位置と特定す
る。
この表示例は、次々に影響係数を表示するとの
手順をとるため表示手順が複雑であり、対比比較
も必ずしも容易でない。
手順をとるため表示手順が複雑であり、対比比較
も必ずしも容易でない。
そこで、本発明では仮想不つり合い位置と軸受
位置（測定位置）との２次元座標のもとに表示を
行わせることとした。
位置（測定位置）との２次元座標のもとに表示を
行わせることとした。
この実施例を第５図で説明した。
第５図は、一見して不つり合い位置が把握でき
るように、二次元配列で表示するようにしたもの
である。即ち、第４図Ａに示した仮想不つり合い
位置ｋを横軸に、測定位置ｉを縦軸として、影響
係数パターンを構成する影響係数｜βj ik｜の振幅
の大きい順に＊、＊＊、＊＊＊のマークを表示
し、併せて横軸の最右端U.Aに実際に発生した異
常不つり合いの振幅の大きさを表示する。このよ
うな表示を行えば、最右端U.Aに表示した異常不
つり合い振幅の順序の縦軸配列と等しい影響係数
パターンを即座にみつけることができる。そして
この影響係数パターン対応の不つり合い位置を特
定する。第５図の例ではｋ番目の不つり合い位置
での影響係数パターンが実際の発生パターン
（U.L位置）と一致し、これによりｋ番目の位置
が不つり合い位置と特定できる。
るように、二次元配列で表示するようにしたもの
である。即ち、第４図Ａに示した仮想不つり合い
位置ｋを横軸に、測定位置ｉを縦軸として、影響
係数パターンを構成する影響係数｜βj ik｜の振幅
の大きい順に＊、＊＊、＊＊＊のマークを表示
し、併せて横軸の最右端U.Aに実際に発生した異
常不つり合いの振幅の大きさを表示する。このよ
うな表示を行えば、最右端U.Aに表示した異常不
つり合い振幅の順序の縦軸配列と等しい影響係数
パターンを即座にみつけることができる。そして
この影響係数パターン対応の不つり合い位置を特
定する。第５図の例ではｋ番目の不つり合い位置
での影響係数パターンが実際の発生パターン
（U.L位置）と一致し、これによりｋ番目の位置
が不つり合い位置と特定できる。
以上の実施例では、発生した異常不つり合い振
動振幅パターンと影響係数振幅パターンとを同時
に表示してそのパターンの類似性から不つり合い
発生位置を見つけだすこととしたが、以下に説明
するように、両振動振幅パターンの類似性を統計
的処理により求めることにより、より簡単に不つ
り合い位置を知ることができる。
動振幅パターンと影響係数振幅パターンとを同時
に表示してそのパターンの類似性から不つり合い
発生位置を見つけだすこととしたが、以下に説明
するように、両振動振幅パターンの類似性を統計
的処理により求めることにより、より簡単に不つ
り合い位置を知ることができる。
この統計的処理を行う例について第６図により
説明する。第６図において、第１図のものに付加
された構成要素は、演算器１０１，１０２であ
る。演算器１０１は、記憶装置１４に記憶された
影響係数βj ikと実測振動から算出された前記異常
不つり合い振動Vj iとから、(1)式を利用して、各
種不つり合いｋに対し、 ｜dj ik｜＝｜Vj i｜−｜βj ik｜ ……(6) を演算する。次に、演算器１０２においては、(6)
式で算出された｜dj ik｜から、(7)式により、自乗
和平均平方根（RMS値）を求める。
説明する。第６図において、第１図のものに付加
された構成要素は、演算器１０１，１０２であ
る。演算器１０１は、記憶装置１４に記憶された
影響係数βj ikと実測振動から算出された前記異常
不つり合い振動Vj iとから、(1)式を利用して、各
種不つり合いｋに対し、 ｜dj ik｜＝｜Vj i｜−｜βj ik｜ ……(6) を演算する。次に、演算器１０２においては、(6)
式で算出された｜dj ik｜から、(7)式により、自乗
和平均平方根（RMS値）を求める。
ここで、影響係数振幅パターンと発生不つり合い
振動振幅パターンが同じでしかも定量的に等しけ
れば、式(6)の差分は零となり、式(7)のＲ（RMS
値）は零となる。このことから、RMS値の小さ
い値が発生した不つり合い位置を示す基準とな
る。従つて、仮想不つり合い位置とRMSとの関
係を、表示装置１５により第７図のように表示す
れば、その大小から、ロータ１，２，３に発生し
た不つり合い位置を知ることができる。図ではｋ
の位置が発生不つり合い位置と特定できる。な
お、(6)式では振幅のみについての減算について示
したが、不つり合い振動振幅及び影響係数振幅の
最大値を有する振動位相を０度として位相の基準
化を行つてベクトル演算を行い、次に(7)式の演算
を行えば、より精度の高い不つり合い位置の検出
が可能となる。
振動振幅パターンが同じでしかも定量的に等しけ
れば、式(6)の差分は零となり、式(7)のＲ（RMS
値）は零となる。このことから、RMS値の小さ
い値が発生した不つり合い位置を示す基準とな
る。従つて、仮想不つり合い位置とRMSとの関
係を、表示装置１５により第７図のように表示す
れば、その大小から、ロータ１，２，３に発生し
た不つり合い位置を知ることができる。図ではｋ
の位置が発生不つり合い位置と特定できる。な
お、(6)式では振幅のみについての減算について示
したが、不つり合い振動振幅及び影響係数振幅の
最大値を有する振動位相を０度として位相の基準
化を行つてベクトル演算を行い、次に(7)式の演算
を行えば、より精度の高い不つり合い位置の検出
が可能となる。
なお、以上の説明では、振動振幅をパターン化
して表示することとしたが、印字装置を用いて数
値等を表示するようにしてもよく、また前述した
正規化は必ずしも必要ではない。
して表示することとしたが、印字装置を用いて数
値等を表示するようにしてもよく、また前述した
正規化は必ずしも必要ではない。
以上述べたように、本発明は、大小関係を持た
せた異常不つり合い振動成分による異常振動パタ
ーンと、予め記憶しておいた不つり合いと振動と
の関係を表わす影響係数即ち大小関係を持たせた
影響係数パターンとから異常不つり合い発生位置
を表示により監視するようにしたから、運転中に
発生した異常不つり合い振動発生源をある１つの
回転数（負荷）で監視することが可能となり、不
つり合い発生源の適格な判断に寄与でき、しかも
機器の保守及び点検作業を容易とすることが可能
となる。
せた異常不つり合い振動成分による異常振動パタ
ーンと、予め記憶しておいた不つり合いと振動と
の関係を表わす影響係数即ち大小関係を持たせた
影響係数パターンとから異常不つり合い発生位置
を表示により監視するようにしたから、運転中に
発生した異常不つり合い振動発生源をある１つの
回転数（負荷）で監視することが可能となり、不
つり合い発生源の適格な判断に寄与でき、しかも
機器の保守及び点検作業を容易とすることが可能
となる。
第１図は本発明の一実施例を示すブロツク図、
第２図は本発明の処理の流れの一例を示すフロー
チヤート、第３図Ａ，Ｂはそれぞれ振動測定位置
及び発生した異常振動振幅パターンを示す図、第
４図Ａは各種の仮想した不つり合い位置を示す
図、同Ｂは仮想した不つり合い位置と振動との関
係を示す正規化された振幅パターンを示す図、同
Ｃは発生した異常成分のみによる振幅パターンを
示す図、第５図は本発明の振幅パターンを仮想不
つり合い位置と測定位置との関係で示す図、第６
図は他の例を示すブロツク図、第７図は仮想不つ
り合い位置とRMS値との関係を示す図である。 １，２……タービンロータ、３……発電機ロー
タ、４……軸受、５……振動センサ、６……回転
数検出器、７……増幅器、８……振動分析器、９
……判定器、１０，１４……記憶装置、１２，１
３，１０１，１０２……演算器、１５……表示装
置。
第２図は本発明の処理の流れの一例を示すフロー
チヤート、第３図Ａ，Ｂはそれぞれ振動測定位置
及び発生した異常振動振幅パターンを示す図、第
４図Ａは各種の仮想した不つり合い位置を示す
図、同Ｂは仮想した不つり合い位置と振動との関
係を示す正規化された振幅パターンを示す図、同
Ｃは発生した異常成分のみによる振幅パターンを
示す図、第５図は本発明の振幅パターンを仮想不
つり合い位置と測定位置との関係で示す図、第６
図は他の例を示すブロツク図、第７図は仮想不つ
り合い位置とRMS値との関係を示す図である。 １，２……タービンロータ、３……発電機ロー
タ、４……軸受、５……振動センサ、６……回転
数検出器、７……増幅器、８……振動分析器、９
……判定器、１０，１４……記憶装置、１２，１
３，１０１，１０２……演算器、１５……表示装
置。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 回転機のロータ回転時における回転数と、ロ
ータを支承する複数の軸受の振動とを検出するこ
とにより該ロータの振動診断を行なう振動診断方
法において、 ａ 該ロータが正常である場合、ロータを一定の
回転数で回転させたときの各軸受の正常振動を
予め測定して記憶しておき、 ｂ 上記ロータの両端軸受の間の、複数の特定個
所である仮想不つり合い位置のそれぞれに単位
不つり合いを付加して前記一定の回転数で回転
させたときの不つり合い振動を仮想不つり合い
位置毎に影響係数パターンとして予じめ求めて
おき、各影響係数パターンについて各軸受毎に
現われる振動振幅の大小で順序付けを行い、こ
の順序付けされた影響係数パターンを仮想不つ
り合い位置毎に記憶しておき、 ｃ 診断対象であるロータを前記一定の回転数で
回転させて各軸毎に振動を検出し、 ｄ 検出した振動信号から回転数に同期した不つ
り合い振動を抽出し、抽出した不つり合い振動
と許容振動とを比較して該不つり合い振動が異
常であるか否かを判定し、 ｅ 異常と判断された場合は、検出した振動信号
から前記正常振動をベクトル減算して不つり合
い異常振動パターンを求め、該異常振動パター
ンを各軸受毎の振幅の大小関係で順序付けし、 ｆ 上記順序付けした影響係数パターンを仮想不
つり合い位置と軸受の位置との２次元の座標形
式で表示させ、併せて上記順序付けした不つり
合い異常振動パターンを同一表示面上に軸受の
位置対応に表示させ、この２つの表示内容から
不つり合い異常振動パターンに同一類似の影響
係数パターンを選択し、該影響係数パターン対
応の仮想不つり合い位置を不つり合い発生位置
と特定してなる、 ことを特徴とする回転機の振動診断方法。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3403280A JPS56130634A (en) | 1980-03-19 | 1980-03-19 | Method and device for monitoring oscillation of rotary machine |
| CA000373334A CA1159562A (en) | 1980-03-19 | 1981-03-18 | Vibration diagnosing method and apparatus for a rotary machine |
| US06/245,517 US4435770A (en) | 1980-03-19 | 1981-03-19 | Vibration diagnosing method and apparatus for a rotary machine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3403280A JPS56130634A (en) | 1980-03-19 | 1980-03-19 | Method and device for monitoring oscillation of rotary machine |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS56130634A JPS56130634A (en) | 1981-10-13 |
| JPS6317167B2 true JPS6317167B2 (ja) | 1988-04-12 |
Family
ID=12402999
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3403280A Granted JPS56130634A (en) | 1980-03-19 | 1980-03-19 | Method and device for monitoring oscillation of rotary machine |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4435770A (ja) |
| JP (1) | JPS56130634A (ja) |
| CA (1) | CA1159562A (ja) |
Families Citing this family (67)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57142537A (en) * | 1981-02-27 | 1982-09-03 | Hitachi Ltd | Diagnosing method and device for vibration of rotary machine |
| JPS58150859A (ja) * | 1982-03-03 | 1983-09-07 | Hitachi Ltd | 回転体の亀裂診断装置 |
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