JPS6330983Y2 - - Google Patents

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JPS6330983Y2
JPS6330983Y2 JP1987088510U JP8851087U JPS6330983Y2 JP S6330983 Y2 JPS6330983 Y2 JP S6330983Y2 JP 1987088510 U JP1987088510 U JP 1987088510U JP 8851087 U JP8851087 U JP 8851087U JP S6330983 Y2 JPS6330983 Y2 JP S6330983Y2
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metal
bearing
signal
wipe
circuit
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  • Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)
  • Sliding-Contact Bearings (AREA)

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は回転機械の軸受異常検出装置に関す
る。
[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention relates to a bearing abnormality detection device for a rotating machine.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

従来より回転機械に使用するすべり軸受等は、
ロータ形状、重量、伝達トルク等の使用条件から
最適な直径、幅及び型が選ばれる。蒸気タービン
発電機に例を取つて言えば、大型機では総量
150tonを越え、かつ高速回転であるゆえ、これを
支持する軸受は堅固であり常に正常な状態を続け
るのが望ましいことは言うまでもないが、軸受メ
タルの焼損、軸受負荷荷重の過大、過少等が直接
的な原因でロータの過大振動、ラビング等を誘発
し、ロータ飛散事故などの過大な事故につながる
こともある。
Plain bearings, etc. traditionally used in rotating machinery,
The optimal diameter, width, and type are selected based on usage conditions such as rotor shape, weight, and transmitted torque. Taking a steam turbine generator as an example, in a large machine, the total amount
Since it weighs over 150 tons and rotates at high speed, it goes without saying that it is desirable that the bearings that support it are strong and always in a normal state, but burnout of the bearing metal, excessive or insufficient bearing load, etc. This may cause excessive vibration and rubbing of the rotor, leading to excessive accidents such as rotor scattering accidents.

一方、最近の大容量蒸気タービンにおいては、
回転機大型化に伴う軸剛性低下により、オイルホ
イツプ等の不安定振動が問題となつている。この
オイルホイツプ防止対策として、軸受の高面圧化
が進んでいる。このため必然的に低速運転時にお
ける軸受潤滑特性の悪化を招き、これが軸受焼損
に発展する場合が多い。特に、蒸気タービンに見
られる様にターニング運転(回転数約2rpm)を
1週間以上の長期にわたつて実施する機械におい
ては、この低速運転時における潤滑状態を管理
し、メタル焼損につながるメタルワイプ現象(以
下メタルワイプと略記)の様な軸受異常を早期発
見又は異常の予知を行い、未然に異常を回避する
ことが、機械の予防保全上極めて重要であるが、
前述のように軸受の高面圧化により、完全な管理
が難しくなつてきており、時折メタル焼損事故が
見られる。
On the other hand, in recent large-capacity steam turbines,
Due to the decrease in shaft rigidity due to the increase in the size of rotating machines, unstable vibrations such as oil whips have become a problem. As a measure to prevent this oil whip, bearings are being made to have higher surface pressure. This inevitably leads to deterioration of bearing lubrication characteristics during low-speed operation, which often leads to bearing burnout. In particular, in machines that perform turning operations (rotation speed of approximately 2 rpm) for long periods of time, such as those seen in steam turbines, for a long period of one week or more, the lubrication state during low-speed operation must be managed to prevent the metal wipe phenomenon that can lead to metal burnout. Early detection or prediction of bearing abnormalities such as metal wipe (hereinafter abbreviated as metal wipe) and prevention of abnormalities are extremely important for preventive maintenance of machinery.
As mentioned above, due to the high surface pressure of bearings, complete control is becoming difficult, and metal burnout accidents are occasionally seen.

以上の軸受異常に対し、従来から採用されてい
る方策として、 軸受バビツトメタルの信頼性向上をねらつて
組織の微細化、機械的強度を向上させる。
Conventionally adopted measures to deal with the above bearing abnormalities are to improve the reliability of the bearing Babbitt metal by making its structure finer and improving its mechanical strength.

ジヤーナル表面の荒さ(機械加工仕上げ度
合)を向上させ、メタル焼損限界面を仕上げ
る。
Improves the roughness of the journal surface (machining finish degree) and finishes the metal burnout limit surface.

等の方法があるが、これらは、事前にロータ及び
軸受製作時又は、定期点検時等のタービン停止時
で機器が充分冷えた状態でなければ実施出来な
い。
There are methods such as these, but these methods cannot be carried out unless the equipment has been sufficiently cooled down, either during the manufacture of the rotor and bearings or when the turbine is stopped during periodic inspections.

次に軸受の運転中における異常監視手段として
一般的な軸受メタル温度測定及び排油温度測定法
について例をあげて説明する。
Next, general bearing metal temperature measurement and drain oil temperature measurement methods will be explained using examples as means for monitoring abnormalities during bearing operation.

第1図に軸受の簡略化した断面構造を示す。前
述したメタル温度測定は軸受裏金2内に熱電対3
aを取りつけ、メタル焼損等によつて発生する熱
を監視する手段であり、排油温度測定は被蓋部材
4内に熱電対3bを取りつけ、メタル焼損等によ
つて発する熱を排油を介して測定することによ
り、メタルの焼損等を監視する手段である。
Figure 1 shows a simplified cross-sectional structure of the bearing. The metal temperature measurement mentioned above uses a thermocouple 3 inside the bearing back metal 2.
This is a means for monitoring the heat generated by metal burnout, etc., by attaching a thermocouple 3b inside the cover member 4, and monitoring the heat generated by metal burnout, etc., through the waste oil. This is a means of monitoring metal burnout, etc. by measuring the

〔考案が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention attempts to solve]

しかし、前述したメタル温度測定においては、
熱電対3aはバビツトメタル5の軸受裏金2に設
置されており、しかも軸受摺動面より離れた位置
にあるため、例えば片当りやワイプの如く、軽微
なメタル焼損などが発生しても異常を検出できな
い場合もあり、かつ異常が発生しても熱電対3a
にて感知するには一定時間を要する。また、前述
した排油温度測定においても同様に、異常を検知
するまでには一定時間を要する。また、前述した
温度測定法以外には、軸受本体にひずみゲージを
貼り、そのひずみ値より異常を知る手段やギヤツ
プセンサによるフライメント変化測定法などがあ
るが、いずれも異常がある程度進展した後の検出
であるため、軸受焼損等につながるメタルワイプ
の初期の検出は困難であることはもちろん、メタ
ルワイプ発生初期からその進展状況を経時的に知
ることは困難であつた。
However, in the metal temperature measurement mentioned above,
The thermocouple 3a is installed on the bearing back metal 2 of the Babbitt metal 5, and is further away from the bearing sliding surface, so it can detect abnormalities even if slight metal burnout occurs, such as from uneven contact or wipes. In some cases, this may not be possible, and even if an abnormality occurs, the thermocouple 3a
It takes a certain amount of time to detect it. Similarly, in the above-mentioned drain oil temperature measurement, a certain amount of time is required until an abnormality is detected. In addition to the above-mentioned temperature measurement method, there are methods such as attaching a strain gauge to the bearing body and detecting abnormalities from the strain value, and measuring flyment changes using a gap sensor, but both detect the abnormality after it has progressed to a certain extent. Therefore, it is not only difficult to detect metal wipes that can lead to bearing burnout in the early stages, but also difficult to understand the progress of metal wipes over time from the initial stage of their occurrence.

本発明の目的は、メタルワイプ現象が発生した
ら直ちに検知できることはもちろん、その進展状
況も経時的に知らしめる軸受異常診断装置を提供
することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a bearing abnormality diagnosing device that can not only detect the metal wipe phenomenon immediately after it occurs, but also inform the user of its progress over time.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

本考案の特徴は、回転機械に使用されるすべり
軸受において、軸受メタルもしくは軸受外表面上
のメタルワイプによつて生じる超音波信号を検知
出来る箇所に設置された音響検知素子と、前記音
響検知素子の出力信号が設定されたしきい値を越
えたときパルス信号を出力する手段と、該パルス
信号を一定周期毎に計数する手段と、該計数値を
入力し、前回の周期の計数値と今回の周期の計数
値との比を求める手段とを備え、該計数値との比
を用いてメタルワイプの発生を検知する軸受異常
診断装置にある。
The present invention is characterized by an acoustic detection element installed at a location where ultrasonic signals generated by the bearing metal or a metal wipe on the outer surface of the bearing can be detected in a plain bearing used in a rotating machine, and the acoustic detection element. means for outputting a pulse signal when the output signal exceeds a set threshold; means for counting the pulse signal at regular intervals; and a means for determining the ratio of the period of the present invention to a count value, and detects occurrence of metal wipe using the ratio to the count value.

〔実施例〕〔Example〕

以下本考案を図面を用いて説明する。 The present invention will be explained below using the drawings.

第2図にメタルワイプ発生時T前後におけるバ
ビツト温度A、排油温度B及び超音波信号のカウ
ント数Cを示す。第2図に示すそれぞれの出力値
は、メタルワイプ現象を再現させ、得られたデー
タであり、それぞれの検出器は第3図に示される
ようバビツト11及び被蓋部材12内に熱電対1
3a,13bを取り付け、温度を測定し、超音波
信号は、バビツトメタル11に音響感知素子14
を取り付け、その信号をプリアンプ15、メイン
アンプ16にて増巾し、カウンタ17により発生
した超音波信号をカウントした値である。
FIG. 2 shows Babbitt temperature A, drain oil temperature B, and ultrasonic signal count number C before and after T when metal wipe occurs. The respective output values shown in FIG. 2 are data obtained by reproducing the metal wipe phenomenon, and each detector has a thermocouple installed in the Babbitt 11 and cover member 12 as shown in FIG.
3a and 13b are attached to measure the temperature, and the ultrasonic signal is sent to the acoustic sensing element 14 on the Babbitt metal 11.
This is the value obtained by counting the ultrasonic signal generated by the counter 17 after the signal is amplified by the preamplifier 15 and main amplifier 16.

第2図からわかるように、排油温度及びバビツ
ト温度は運転開始時より徐々に温度上昇を示す
が、メタルワイプ発生時における温度変化は、バ
ビツト温度に若干の温度上昇が見られるが、大幅
な変化がないことがわかる。
As can be seen from Figure 2, the drain oil temperature and Babbitt temperature show a gradual rise in temperature from the start of operation, but the temperature change when metal wipe occurs shows that although there is a slight rise in Babbitt temperature, there is a large increase in temperature. It can be seen that there is no change.

これに対し、超音波信号のカウント数は、メタ
ルワイプ発生と同時に急激に上昇を開始し、メタ
ルワイプの進行に伴つて同一勾配で上昇する。
On the other hand, the count number of the ultrasonic signal starts to rise rapidly at the same time as the metal wipe occurs, and rises at the same slope as the metal wipe progresses.

次にメタルワイプによつて発生した超音波信号
出力波形を第4図に示す。横軸は時間を示し、T
はメタルワイプ発生時を示している。
Next, FIG. 4 shows the ultrasonic signal output waveform generated by the metal wipe. The horizontal axis shows time, T
indicates when a metal wipe occurs.

図からわかるようにメタルワイプにて発生する
超音波信号の発生周期はほとんど同一であり、ま
た信号出力波形の大きさも同様であるばかりか、
前記した信号波形の発生周期及び大きさはメタル
ワイプ発生直後からメタルワイプ進行過程におい
てもほとんど変化しないのが特徴である。
As can be seen from the figure, the generation cycles of the ultrasonic signals generated by the metal wipe are almost the same, and the signal output waveforms are not only similar in size, but also
The generation cycle and magnitude of the signal waveform described above are characterized in that they hardly change from immediately after the metal wipe occurs to during the progress of the metal wipe.

以上述べたように、軸受焼損等につながるメタ
ルワイプとそれに伴つて発生する超音波信号には
特徴的な関係のあることから、これら超音波信号
を検知することにより、メタルワイプ発生を早期
に検出できるばかりか、メタルワイプの進行状態
をも判定することが可能である。
As mentioned above, there is a characteristic relationship between metal wipes that can lead to bearing burnout and the accompanying ultrasonic signals, so by detecting these ultrasonic signals, the occurrence of metal wipes can be detected early. Not only that, but it is also possible to judge the progress of the metal wipe.

次に本考案の具体的実施例である軸受異常診断
装置のブロツク図を第5図に示す。
Next, FIG. 5 shows a block diagram of a bearing abnormality diagnosing device which is a specific embodiment of the present invention.

ジヤーナル20をささえる軸受21のメタルも
しくは軸受外表面上のメタルワイプによつて生じ
る超音波信号を検知出来うる箇所に音響検知素子
22(例えば圧電セラミツク素子を用いたもの)
を圧着または接着により設置し、前記音響検知素
子22にて得られた信号をターニング判定回路2
3に入力する。前記ターニング判定回路23で
は、回転数を取り込みターニングであるのか、運
転状態であるのかを判定し、ターニングのときの
み前記音響検知素子22からの出力信号をプリア
ンプ24に入力する。前記プリアンプ24にて増
幅された信号は、フイルタ25に通され、ノイズ
を除去される。さらに、ノイズを除去した信号を
メインアンプ26にて増幅し、その信号を検波回
路27にて検波し、仕に比較回路28にて、第4
図に示した超音波信号1発に対し、1パルスの信
号を出力する。パルス化された信号は、周期性判
定回路29を入力され、パルスの周期性よりメタ
ルワイプの有無を判定し、メタルワイプの発生が
あつたときのみ前記比較回路からのパルスをカウ
ンタ30に通す。前記カウンタ30では入力され
たパルスを計数し、パルス数に比例した信号をメ
タルワイプ表示器31に入力する。メタルワイプ
表示器31は、前記カウンタ30からの信号を判
定し、メタルワイプ発生及びメタルワイプの進行
状況を表示する。
An acoustic detection element 22 (for example, one using a piezoelectric ceramic element) is placed at a location where an ultrasonic signal generated by the metal of the bearing 21 supporting the journal 20 or a metal wipe on the outer surface of the bearing can be detected.
is installed by crimping or gluing, and the signal obtained by the acoustic detection element 22 is sent to the turning judgment circuit 2.
Enter 3. The turning determination circuit 23 takes in the rotational speed, determines whether the vehicle is turning or is in an operating state, and inputs the output signal from the acoustic detection element 22 to the preamplifier 24 only when turning. The signal amplified by the preamplifier 24 is passed through a filter 25 to remove noise. Furthermore, the signal from which noise has been removed is amplified by the main amplifier 26, the signal is detected by the detection circuit 27, and finally the signal is detected by the comparison circuit 28.
One pulse signal is output for one ultrasonic signal shown in the figure. The pulsed signal is input to a periodicity determining circuit 29, which determines the presence or absence of a metal wipe based on the periodicity of the pulse, and passes the pulse from the comparison circuit to the counter 30 only when a metal wipe occurs. The counter 30 counts the input pulses and inputs a signal proportional to the number of pulses to the metal wipe indicator 31. The metal wipe indicator 31 determines the signal from the counter 30 and displays the occurrence of metal wipe and the progress of metal wipe.

次に周期性判定回路の構成と動作原理を具体的
に説明する。第6図に周期性判定回路のブロツク
図を、第7図に前記周期性判定回路を説明するう
えで理解しやすいよう、各回路の動作及びその出
力波形を示す。
Next, the configuration and operating principle of the periodicity determination circuit will be specifically explained. FIG. 6 shows a block diagram of the periodicity determining circuit, and FIG. 7 shows the operation of each circuit and its output waveform for ease of understanding when explaining the periodicity determining circuit.

第7図にメタルワイプ発生前後において、前記
比較回路28より出力されたパルス信号を示す。
図からわかるように、メタルワイプが発生すれば
前述したように周期的なパルス信号が出力される
が、それ以外、つまり、メタルワイプ発生前にお
いては、外部ノイズ等により周期性をもたないパ
ルス信号が出力される。
FIG. 7 shows pulse signals output from the comparator circuit 28 before and after the metal wipe occurs.
As can be seen from the figure, if a metal wipe occurs, a periodic pulse signal is output as described above, but otherwise, that is, before a metal wipe occurs, a pulse signal that does not have periodicity due to external noise etc. A signal is output.

次に、前記パルス信号は、第6図に示すゲート
回路40に入力される。前記ゲート回路40に
は、タイマー41が内蔵されており、前記タイマ
ー41によつてゲート(A)42a、ゲート(B)42b
を第7図で示されるように交互にON、OFF動作
させ、前記比較回路28より出力された信号を交
互に取り出す、前記ゲート(A)42a,(B)42bを
通され出力された信号を第7図に示す。
Next, the pulse signal is input to a gate circuit 40 shown in FIG. The gate circuit 40 has a built-in timer 41, and the timer 41 controls the gate (A) 42a and the gate (B) 42b.
are turned ON and OFF alternately as shown in FIG. 7, and the signals outputted from the comparison circuit 28 are taken out alternately.The signals outputted through the gates (A) 42a and (B) 42b are It is shown in FIG.

次に、前記ゲート(A)42a,(B)42bより出力
された信号は、第6図で示すデイジタルメモリ回
路(A)43a、デイジタルメモリ回路(B)43bに入
力される。前記したそれぞれのデイジタルメモリ
回路に入力された信号は、第6図で示す除算器4
4に入力され、43aの出力と43bの出力の比
が演算される。前記除算器44では、第7図に示
されるようなデータ取り込み時間t1,t2,t3,t4
……の時間ごとに、前記デイジタルメモリ(A)43
a,(B)43bに入力されメモリされた信号を取り
込み、第7図で示される時間A1/B1,A1/B2
A2/B2……の演算を行い(図中、太線は演算時
間を示す。)、分子/分母が1となつたときのみ、
第7図にて示されるような直流電圧5Vを出力す
るようになつている。つまり、メタルワイプが発
生すれば超音波信号は前述したように周期的に発
生するため、分子、分母の比は1:1となるゆえ
メタルワイプの有無を判定できるわけである。な
お、前述したそれぞれのデイジタルメモリ回路
は、新しい信号が入力された場合それ以前にメモ
リされていた信号をクリアし、新しい信号を取り
込むデイジタル回路である。
Next, the signals output from the gates (A) 42a and (B) 42b are input to a digital memory circuit (A) 43a and a digital memory circuit (B) 43b shown in FIG. The signals input to each of the digital memory circuits described above are input to the divider 4 shown in FIG.
4, and the ratio between the output of 43a and the output of 43b is calculated. In the divider 44, data acquisition times t 1 , t 2 , t 3 , t 4 as shown in FIG.
Every time..., the digital memory (A) 43
a, (B) 43b, and the signals inputted and stored in the memory are taken in, and the times A 1 /B 1 , A 1 /B 2 ,
Perform the calculation A 2 /B 2 ... (in the figure, the thick line indicates the calculation time), and only when the numerator/denominator becomes 1,
It is designed to output a DC voltage of 5V as shown in FIG. In other words, if a metal wipe occurs, the ultrasonic signal is generated periodically as described above, so the ratio of the numerator and denominator is 1:1, so it is possible to determine the presence or absence of a metal wipe. Each of the digital memory circuits described above is a digital circuit that, when a new signal is input, clears the previously stored signal and takes in the new signal.

ここで、前記除算器44による演算方法を理解
しやすいよう、第7図を用いて具体的に説明す
る。まず、データ取り込みの時間t1における除算
器の演算を調べてみる。前記デイジタルメモリ回
路を介し、t1時間に前記除算器44に入力される
信号は、前記ゲート(A)42aより出力された信号
のA1(パルス数3発)と前記ゲート(B)42bより
出力された信号のB1(パルス数1発)であり、
A1/B1は1とならないため、前記除算器44か
ら信号は出力されない。t2時間についても同様に
A1/B2は1とはならないため、前記除算器44
からの信号出力はない。
Here, in order to make it easier to understand the calculation method by the divider 44, it will be specifically explained using FIG. 7. First, let us examine the operation of the divider at time t 1 of data acquisition. The signal input to the divider 44 at time t 1 via the digital memory circuit is a combination of the signal A 1 (3 pulses) output from the gate (A) 42a and the signal from the gate (B) 42b. B 1 (number of pulses: 1) of the output signal,
Since A 1 /B 1 is not 1, no signal is output from the divider 44. t Similarly for 2 hours
Since A 1 /B 2 is not 1, the divider 44
There is no signal output from.

次にt3時間について調べてみると、t3時間はメ
タルワイプが発生しはじめた時間である。t3時間
内に前記デイジタルメモリ回路を介し、前記除算
器44に入力される信号は、前記ゲート(A)42a
より出力された信号のA2(パルス数5発)と前記
ゲート(B)42bより出力された信号のB2(パルス
数5発)であり、A2/B2は1となるゆえ、前記
除算器44からは5Vの直流電圧が出力される。
なお、実際には、分子と分母の比は計測上の誤差
等から数学的に1:1とスツキリした値となるこ
とは少いゆえ、前記除算器44の演算には分子/
分母=1±αとしてαだけ誤差があつても出力電
圧を発生させるようにしてある。
Next, when we examine time t 3 , we find that time t 3 is the time when metal wipes begin to occur. The signal input to the divider 44 via the digital memory circuit within time t3 is input to the gate (A) 42a.
A 2 (5 pulses) of the signal output from the gate (B) 42b and B 2 (5 pulses) of the signal output from the gate (B) 42b. Since A 2 /B 2 is 1, the above The divider 44 outputs a DC voltage of 5V.
In reality, the ratio of the numerator to the denominator is rarely a mathematically uniform value of 1:1 due to measurement errors, so the calculation by the divider 44 involves the numerator/denominator ratio.
The denominator is set to 1±α so that an output voltage is generated even if there is an error of α.

前述した除算方法は、デイジタル方式である
が、前記比較回路28より出力された信号をアナ
ログに変換し、除算を行つてもデイジタル方式と
同様の結果が得られることはもちろんである。
The above-mentioned division method is a digital method, but it goes without saying that the same result as the digital method can be obtained even if the signal output from the comparison circuit 28 is converted into analog and division is performed.

次に、前記除算器44からの信号は第6図にて
示されるAND回路45に入力され、第7図の比
較回路出力波形とのANDが取られ、第7図にて
示されるようなAND回路出力波形が得られる。
メタルワイプの発生がなければ、前記除算器44
からの出力がないため、AND出力は取れず、パ
ルス発生しないことはもちろんである。
Next, the signal from the divider 44 is input to an AND circuit 45 shown in FIG. 6, and ANDed with the output waveform of the comparator circuit shown in FIG. 7. The circuit output waveform is obtained.
If no metal wipe occurs, the divider 44
Since there is no output from the circuit, AND output cannot be obtained, and of course no pulses will be generated.

以上、メタルワイプ判定回路を具体的に述べた
が、計測に際し、アコーステイツク・エミツシヨ
ン(Acoustic・Emission)信号やラビング異常
音信号等も前述した計測系にて受信する可能性が
あるため、メタルワイプによる超音波信号と区別
する必要がある。
The metal wipe determination circuit has been specifically described above, but since there is a possibility that the above-mentioned measurement system may also receive acoustic emission signals and rubbing abnormal sound signals during measurement, it is important to note that the metal wipe determination circuit It is necessary to distinguish it from ultrasonic signals caused by

しかし、幸いなことにAcoustic・Emission信
号は周期的に発生することはほとんどないため、
前述したメタルワイプ判定回路にてカツトされて
しまう。また、ラビング信号は、1回転に1発と
いう周期で発生するのが常であるが、ターニング
運転は2rpm程度の回転数であるため、発生して
も周期が非常に長く、メタルワイプにて発生する
超音波信号の周期とは格段の差があるため、
Acoustic・Emission信号と同様、メタルワイプ
判定回路にてカツトされてしまう。
However, fortunately, acoustic/emission signals rarely occur periodically, so
It will be cut by the metal wipe determination circuit mentioned above. In addition, rubbing signals usually occur at a cycle of once per revolution, but since turning operation has a rotation speed of about 2 rpm, the cycle is extremely long even when it occurs, and it occurs with metal wipes. Because there is a significant difference in the period of the ultrasonic signal,
Like the Acoustic Emission signal, it will be cut by the metal wipe judgment circuit.

第8図に本考案の応用例である軸受異常診断装
置を示す。
FIG. 8 shows a bearing abnormality diagnosis device which is an application example of the present invention.

ジヤーナル50をささえる軸受51のメタルも
しくは軸受外表面上のメタルワイプによつて生じ
る超音波信号を検知出来得る箇所に音響検知素子
52(例えば圧電セラミツク素子を用いたもの)
を圧着または接着により設置し、前記音響検知素
子52にて得られた信号をターニング判定回路5
3に入力する。前記ターニング判定回路53では
回転数を取り込み、ターニングであるのか運転状
態であるのかを判定し、ターニングのときのみ、
前記音響検知素子52からの出力信号をプリアン
プ54に入力する。
An acoustic detection element 52 (for example, one using a piezoelectric ceramic element) is placed at a location where an ultrasonic signal generated by the metal of the bearing 51 supporting the journal 50 or the metal wipe on the outer surface of the bearing can be detected.
is installed by pressure bonding or gluing, and the signal obtained by the acoustic detection element 52 is sent to the turning judgment circuit 5.
Enter 3. The turning determination circuit 53 takes in the rotational speed and determines whether it is turning or an operating state, and only when turning,
The output signal from the acoustic detection element 52 is input to a preamplifier 54.

前記プリアンプ54にて増幅された信号はフイ
ルタ55に通され、ノイズを除去される。さらに
ノイズを除去した信号をメインアンプ56にて増
幅し、その信号を検波回路57にて検波し、次に
比較回路58にて第4図に示した超音波信号1発
に対し、1パルスの信号を出力する。次に、パル
ス化された信号をマイクロコンピユータ59に入
力し、前述した同期性判定回路と同様にマイクロ
コンピユータにてパルス信号の周期性を判定し、
メタルワイプの発生の有無、メタルワイプ発生時
間及びメタルワイプ進展状況等を演算し、その結
果をCRTデイスプレイ60にて表示する。
The signal amplified by the preamplifier 54 is passed through a filter 55 to remove noise. Furthermore, the signal from which noise has been removed is amplified by the main amplifier 56, the signal is detected by the detection circuit 57, and then the comparator circuit 58 generates one pulse for each ultrasonic signal shown in FIG. Output a signal. Next, the pulsed signal is input to the microcomputer 59, and the periodicity of the pulse signal is determined by the microcomputer in the same manner as the synchronization determination circuit described above.
The presence or absence of metal wipe occurrence, the metal wipe occurrence time, the progress status of metal wipe, etc. are calculated, and the results are displayed on the CRT display 60.

〔考案の効果〕[Effect of idea]

以上、説明したように本考案によれば、軸受メ
タルワイプの発生を早期に検知できるばかりか、
メタルワイプの進展状況も知ることができ、また
Acoustic・Emission信号やラビング信号のよう
なメタルワイプとは異種の信号とも区別できるこ
となどより、軸受異常検出のオンラインモニター
として利用でき、工業上極めて有効であるという
顕著な効果がある。
As explained above, according to the present invention, not only can occurrence of bearing metal wipe be detected early, but also
You can also learn about the progress of metal wipes, and
Since it can be distinguished from signals of different types from metal wipes such as acoustic/emission signals and rubbing signals, it can be used as an online monitor for bearing abnormality detection, and has the remarkable effect of being extremely effective industrially.

さらに、上記軸受異常診断装置を用いれば、
CRTデイスプレイ面上にメタルワイプの有無を
知らせるばかりか、たとえ作業者がメタルワイプ
の初期を見のがしたとしても、メタルワイプの発
生時間をCRTデイスプレイ面上に表示できるた
め、作業者はメタルワイプ発生時間を知り得るこ
とができる。また、CRTデイスプレイ面上にメ
タルワイプ進展状況をグラフ等を表示するため、
作業者はメタルワイプの進展状況が一目でわかる
という利点があり、軸受異常オンラインモニタと
して極めて有効である。
Furthermore, if the above-mentioned bearing abnormality diagnosis device is used,
In addition to informing the presence or absence of a metal wipe on the CRT display surface, even if the worker misses the initial stage of the metal wipe, the occurrence time of the metal wipe can be displayed on the CRT display surface, allowing the worker to easily detect the metal wipe. You can know the time of occurrence. In addition, in order to display graphs etc. of the metal wipe progress status on the CRT display surface,
The operator has the advantage of being able to see the progress of the metal wipe at a glance, making it extremely effective as an online monitor for bearing abnormalities.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は軸受の簡略化した断面構造と軸受メタ
ル温度、排油温度測定における各熱電対の設置箇
所を示す図である。第2図はメタルワイプ発生前
後におけるバビツト温度、排油温度及び超音波信
号出力のカウント数を示すグラフである。第3図
には第2図で示されたデータを取得した際の各検
出器の設置箇所と計測方法を示す。第4図にはメ
タルワイプによつて発生する超音波信号の出力波
形を示す図である。第5図は本考案の軸受異常診
断装置のブロツク図である。第6図は周期性判定
回路の具体的な構成を示すブロツク図。第7図は
周期性判定回路の動作を説明するための波形図で
ある。第8図は本考案の応用例である軸受異常診
断装置を示す図である。 20……ジヤーナル、21……軸受、22……
音響検知素子、23……ターニング判定回路、2
4……プリアンプ、25……フイルタ、26……
メインアンプ、27……検波回路、28……比較
回路、29……周期性判定回路、30……カウン
タ、31……メタルワイプ表示器。
FIG. 1 is a diagram showing a simplified cross-sectional structure of the bearing and the installation locations of each thermocouple for measuring the bearing metal temperature and the exhaust oil temperature. FIG. 2 is a graph showing the Babbitt temperature, the drain oil temperature, and the count number of ultrasonic signal output before and after the occurrence of metal wipe. FIG. 3 shows the installation locations and measurement methods of each detector when acquiring the data shown in FIG. 2. FIG. 4 is a diagram showing the output waveform of an ultrasonic signal generated by the metal wipe. FIG. 5 is a block diagram of the bearing abnormality diagnosis device of the present invention. FIG. 6 is a block diagram showing a specific configuration of the periodicity determination circuit. FIG. 7 is a waveform diagram for explaining the operation of the periodicity determination circuit. FIG. 8 is a diagram showing a bearing abnormality diagnosis device which is an application example of the present invention. 20... Journal, 21... Bearing, 22...
Acoustic detection element, 23... Turning determination circuit, 2
4...Preamplifier, 25...Filter, 26...
Main amplifier, 27...Detection circuit, 28...Comparison circuit, 29...Periodicity determination circuit, 30...Counter, 31...Metal wipe indicator.

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】[Scope of utility model registration request] 回転機械に使用されるすべり軸受において、軸
受メタルもしくは軸受外表面上のメタルワイプに
よつて生じる超音波信号を検知出来る箇所に設置
された音響検知素子と、前記音響検知素子の出力
信号が設定されたしきい値を越えたときパルス信
号を出力する手段と、該パルス信号を一定周期毎
に計数する手段と、該計数値を入力し、前回の周
期の計数値と今回の周期の計数値との比を求める
手段とを備え、該計数値との比を用いてメタルワ
イプの発生を検知することを特徴とする軸受異常
診断装置。
In a sliding bearing used in a rotating machine, an acoustic detection element is installed at a location where an ultrasonic signal generated by the bearing metal or a metal wipe on the outer surface of the bearing can be detected, and the output signal of the acoustic detection element is set. a means for outputting a pulse signal when the threshold value exceeds a threshold; a means for counting the pulse signal at regular intervals; and a means for inputting the counted value and comparing it with the counted value of the previous cycle and the counted value of the current cycle. A bearing abnormality diagnosing device comprising: means for determining a ratio of the count value, and detecting occurrence of metal wipe using the ratio with the count value.
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JPS5477189A (en) * 1977-12-02 1979-06-20 Hitachi Ltd Bearing trouble inspector

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