JPS63304132A - 軸受の異常検出方法 - 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、アコースティックエミッション（ＡＥ）を
利用した軸受の異常検出方法に関する。

〈従来の技術〉 従来、ＡＥによる軸受への異常検出方法は、軸受からの
ＡＥを検出するＡＥセンサからのＡＥ倍信号比較器で一
定のしきい値と比較し、ＡＥ倍信号一定のしきい値を超
えるか否かによって軸受の異常を判断していた。そして
、上記比較器のしきい値は作業者の勘によって設定する
か、あるいは実機の軸受に実際に剥離を生じさせ、その
時のＡＥ倍信号振幅を測定して、しきい値としていた。

〈発明が解決しようとする問題点〉 しかしながら、上記従来の軸受の異常検出方法では、作
業者が勘によってしきい値を設定するが、あるいは実機
を実際に破損させてＡＥ倍信号振幅を測定してしきい値
を設定していたため、次のような問題がある。

■作業者の勘によりしきい値を設定していたため、軸受
の異常を判定する精度が作業者によって変動し、判定精
度が悪化する。

■実機を実際に破損させてしきい値を設定する場合は、
しきい値の設定に時間と費用がかかる。

■しきい値の設定を自動化できない。

そこで、この発明の目的は、ＡＥ倍信号対するしきい値
を作業者の勘や実機の破損によらず、的確に設定するこ
とができ、ひいては軸受の異常を正確に検出でき、また
、しきい値を自動的に設定することも可能な軸受の異常
検出方法を提供することにある。

く問題点を解決するための手段〉 上記目的を達成するため、この発明の軸受の異常検出方
法は、ＡＥ倍信号しきい値を超えたときの上記ＡＥ倍信
号発生周期を周期算出手段で算出し、上記発生周期を有
するＡＥ倍信号発生数を発生局Ｍ＠に集計手段で集計し
、この集計手段で集計された発生周期毎のＡＥ倍信号発
生数の分布を表わす直線の傾きがなくなるように上記し
きい値を設定することを特徴としている。

この発明の原理を第２図に基づいて説明する。

第２図（ａ）はＡＥ倍信号包絡線検波した後の検波波形
を示すものであり、レベルが急に高くなっている箇所か
異常時に発生するＡＥ倍信号あり、レベルの低い箇所は
バックノイズを表わしている。

しかして、いまバックノイズの上限を表わすしきい値を
１．０ｍＶとして、バックノイズ上限よりも０．２５ｍ
Ｖ低くしきい値を設定した場合に、ＡＥ倍信号このしき
い値を超えたときの周期と、その発生回数の関係を第２
図（ｂ）に示している。また、しきい値をバックノイズ
上限１．０ｍＶに設定した場合の発生周期に対する発生
回数を第２図（ｃ）に示し、バックノイズ上限よりも０
．２５ｍＶ高いレベルにしきい値を設定した場合の発生
周期に対する発生回数の分布を第２図（ｄ）に示す。こ
の第２図（ｂ）、　（ｃ）　、　（ｄ）より分かるよう
に、バンクノイズ上限よりも低くした場合には、発生回
数の分布は第２図（ｂ）のようになり、上記異常時に発
生するＡＥ倍信号除いた発生周期と発生回数の分布を示
す勾配は斜め下がりになる。また、バックノイズの上限
にしきい値を設定した場合には、周期と発生回数の分布
は第２図（Ｃ）に示すようになり、上記異常時に発生す
るＡＥ倍信号除いた分布を直線近似した場合には、その
直線は略水平になることがわかる（第６．７図参照）。

また、第２図（ｄ）においても第２図（Ｃ）と同様であ
る。したがって、しきい値がバックノイズ上限より下に
設定した場合には、軸受の異常を識別することは困難で
ある。

すなわち、バックノイズとＡＥ倍信号識別して、ＡＥ倍
信号検出するためには、バックノイズの上限にしきい値
を設定すればよい。このしきい値を確定するために、し
きい値をＡＥ倍信号そのしきい値を超える場合の発生周
期と発生回数の分布を示す直線の傾きが無くなるように
すればよいことがわかる。本発明はこの点に着目してな
されたものである。

〈実施例〉 以下、この発明を図示の実施例により詳細に説明する。

第１図はこの実施例のブロック購成図を示している。軸
受などからのＡＥはＡＥセンサ１に検出され、ＡＥセン
サから出力されたＡＥ倍信号プリアンプ２で増幅された
後、バンドパスフィルタ３に人力される。このバンドパ
スフィルタ３では、例えば１００ＫＨｚから５００ＫＨ
ｚの帯域のＡＥ倍信号通過させられ、ノイズが除去され
る。ノイズが除去されたＡＥ倍信号バンドパスフィルタ
３からメインアンプ４に入力され、さらに増幅されて、
包絡線検波回路５で包絡線検波され、第２図（ａ）に示
す信号が比較器６に人力される。この比較器６において
は、後述する方法によって設定されたしきい値と包絡線
検波されたＡＥ倍信号が比較され、ＡＥ倍信号このしき
い値を超えた時にＡＥ倍信号しきい値を超えたことを表
わす信号がコンピュータ７に入力される。コンピュータ
７には比較器６からの信号が入力されるとともに、軸受
の回転を検出する回転センサ８からの信号が入力され、
第３図に示す処理によってしきい値が設定される。この
第３図に示す処理よって設定されたしきい値はＤ／Ａ変
換器９によってＤ／Ａ変換されて、比較器６に入力され
る。

上記コンピュータ７においては、第３図に示セように、
まずステップＳ１で初期設定がなされる。

その後、ステップＳ、に進んで、予め定められた規定時
間が経過したか否かが判断され、この規定時間が経過し
ていない場合には、ステップＳ３に進んで、ＡＥ倍信号
しきい値を越えたパルスを比較器６から受けたか否か、
すなわち異常を示すＡＥが発生したか否かの判別が行な
われる。このステップＳ、で上記ＡＥが発生していない
と判別された場合は、ステップＳ、に戻る。ステップＳ
３において上記ＡＥが発生したと判別した場合には、ス
テップＳ４に進んで、ＡＥの発生時間が記憶される。上
記発生時間は、第１図に示すタイマ１０からのクロック
を計数して算出される。その後、ステップＳ、に戻り、
ステップＳ３を繰り゛返す。

上記ステップＳ、で規定時間を経過したと判別した場合
には、ステップＳ５に進み、第４図に示すようなＡＥの
発生周期Ｔ　＋　、　Ｔ　ｔが算出される。

また、回転センサ８からの単位時間当たりの回転数を表
わす信号に基づいて、軸受の基準回転数に対して軸受の
回転数が変動した場合に上記発生周期を軸受の基準回転
数に対する周期に換算される。

すなわち、検出された発生周期を、軸受の単位時間当た
りの実際回転数で割って、軸受の基準回転数を掛ける処
理を行なって、基準回転数当たりの周期に補正される。

次いで、ステップＳ、に進んで発生周期毎のＡＥの発生
数を集計する。すなわち、第２図（ｂ）　、　（ｃ）　
、　（ｄ）のようにＡＥの発生周期毎の発生回数の頻度
を計算する。次いで、ステップＳ７に進んで、周期に対
するＡＥの発生数の分布を直線近似する。すなわち、第
６図に示すように、バックノイズの上限よりもしきい値
を低く設定した場合には、周期に対する発生数の分布は
右下がりになるため直線近似した勾配がマイナスになる
。逆に、しきい値をバックノイズの上限に設定した場合
には、第７図に示すように周期に対する発生数の勾配が
略平坦になる。次いで、ステップＳ、に進み、上記第６
図、７図に示すように直線近似した直線の傾きがゼロか
否かが判別される。

上記直線の勾配がゼロよりか小さい場合にはステップＳ
、に進み、しきい値を上昇させ、再びステップＳ、に戻
る。一方、ステップＳ、で直線近似した傾きがゼロある
・いはゼロよりも大きくなったと判断した場合には、し
きい値がバックノイズ上限に設定されたとして、このし
きい値の設定を終了する。

このように、この方法は作業者の勘や実機の破損などに
よらなくても、ＡＥ倍信号発生周期に対するＡＥ倍信号
発生数の分布を表わす直線の傾きが無くなるようにして
合理的にバックノイズの上限を表わすしきい値を設定で
き、従って正確に軸受の異常を検出することができる。

また、ＡＥの発生周期に対するＡＥの発生頻度分布に基
づいて、バックノイズを表わすしきい値を設定するので
、しきい値の設定の自動化も可能である。

上記実施例では発生周期を軸受の回転数に基づいて補正
を行なうようにしてはいるが、この補正は必ずしも必要
ではなく、軸受の回転数の変動が少ない場合にはこの補
正は行なわなくてもよい。

〈発明の効果〉 以上より明らかなように、この発明の軸受の異常検出方
法は、ＡＥ倍信号しきい値を越えた時の発生周期毎の発
生数を検出し、この発生周期に対するＡＥ倍信号発生回
数の分布を直線近似し、その直線の傾きがゼロになるよ
うにしきい値を設定しているので、作業者の勘や手間費
用のかかる実機の破損などを行なわなくても、合理的に
しきい値を設定でき、正確に軸受の異常を検出できる。

また、この発明の軸受の異常検出方法は、ＡＥ倍信号発
生周期に対する発生回数の分布を直線近似し、この直線
の傾きが水平になるようにしきい値を設定するので、し
きい値の設定を自動化することか可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の方法を実施するためのブロック図、
第２図（ａ）はＡＥ倍信号包絡線検波した波形を示す図
、第２図（ｂ）　、　（ｃ）　、　（ｄ）は発生周期に
対するＡＥ倍信号発生数の分布を示す図、第３図はこの
発明の方法を実施するフローチャート、第４図は横軸に
時間を縦軸に振幅を表わしたＡＥ倍信号表わす波形図、
第５図は横軸に周期を縦軸に発生数を表わしたグラフ、
第６図、第７図は横軸に周期を縦軸にＡＥ倍信号発生数
を表わし、その分布を直線近似した状態を表わす図であ
る。 ｌ・・・ＡＥセンサ、　　　　２・・プリアンプ、３・
・バンドパスフィルタ、・卜・・メインアンプ、５・・
包絡線検波回路、　　　６・・比較器、７・・・コンピ
ュータ、　　　　８・・回転センサ、９・・Ｄ／Ａ変換
器。 特許出願人　　川崎製鉄株式会社　外２名代理人　弁理
士　　青　山　　葆　　　外２名第３図 揮　福　（ｍＶ＋ 第４図 第６図 用期 （パフクノブズと苺より下） 第５図 第７図 （バーｌクノゴズ゛上范　）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）軸受からのアコースティックエミッションをＡＥ
   センサで検出し、上記ＡＥセンサからのＡＥ信号としき
   い値とを比較手段で比較し、この比較手段の比較結果に
   基づき、軸受の異常を検出する軸受の異常検出方法であ
   って、 上記ＡＥ信号がしきい値を超えたときの上記ＡＥ信号の
   発生周期を周期算出手段で算出し、上記発生周期を有す
   るＡＥ信号の発生数を発生周期毎に集計手段で集計し、
   この集計手段で集計された発生周期毎のＡＥ信号の発生
   数の分布を表わす直線の傾きがなくなるように上記しき
   い値を設定することを特徴とする軸受の異常検出方法。