TW202340713A - 狀態診斷方法、狀態診斷裝置、及程式 - Google Patents
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Abstract
本發明之狀態診斷方法用於具備電性連接之複數個滾動軸承之軸承裝置，藉由利用交流電源一面使頻率變化一面向前述複數個滾動軸承施加電壓，而測定前述複數個滾動軸承整體之阻抗，藉由將前述所測定之阻抗基於前述複數個滾動軸承串聯連接而成之等效電路進行擬合，而導出前述複數個滾動軸承各者之阻抗，基於前述所導出之前述複數個滾動軸承各者之阻抗，診斷前述複數個滾動軸承各者之狀態。
Description
本申請案發明係關於一種狀態診斷方法、狀態診斷裝置、及程式。
先前，在軸承裝置等滾動裝置中，廣泛普及使用潤滑劑(例如，潤滑油或潤滑脂)對其旋轉進行潤滑之構成。另一方面，對軸承裝置等之旋轉零件定期地進行狀態診斷，藉此進行早期檢測損傷或磨耗而抑制旋轉零件之故障等之發生。
在使用潤滑劑之滾動裝置中，為了診斷其動作狀態，而追求適切地檢測內部之狀態。另一方面，根據裝置之種類，有使用複數個軸承裝置來支持旋轉動作者。例如，在專利文獻1中顯示如下構成：以由2個滾動軸承支持旋轉軸之構成之裝置為對象，在對旋轉輪或滾動體非接觸之狀態下，判定滾動軸承之潤滑膜之狀態。
[先前技術文獻]
[專利文獻]
[專利文獻1]日本特開2007-239779號公報
[發明所欲解決之課題]
另一方面，在專利文獻1之方法中，使用2個滾動軸承之靜電電容之合計值進行了測定。然而，在專利文獻1之方法中，無法掌握各個滾動軸承之狀態。然而，對於包含複數個滾動軸承之裝置，有希望以更少之測定而掌握各個滾動軸承之狀態之要求。
鑒於上述課題，本申請案發明之目的在於提供一種手法，其在包含複數個滾動軸承之裝置中，能夠根據複數個滾動軸承之測定結果而診斷各個滾動軸承之狀態。
[解決課題之技術手段]
為了解決上述課題，本申請案發明具有以下之構成。即，一種狀態診斷方法，其係用於具備電性連接之複數個滾動軸承之軸承裝置者，且包含如下步序：
測定步序，其藉由利用交流電源一面使頻率變化一面向前述複數個滾動軸承施加電壓，而測定前述複數個滾動軸承整體之阻抗；
導出步序，其藉由將在前述測定步序中所測定之阻抗基於前述複數個滾動軸承串聯連接而成之等效電路進行擬合，而導出前述複數個滾動軸承各者之阻抗；及
診斷步序，其基於在前述導出步序中導出之前述複數個滾動軸承各者之阻抗，診斷前述複數個滾動軸承各者之狀態。
又，本申請案發明之又一形態具有以下之構成。即，一種狀態診斷裝置，其係用於具備電性連接之複數個滾動軸承之軸承裝置者，且包含如下機構：
測定機構，其藉由利用交流電源一面使頻率變化一面向前述複數個滾動軸承施加電壓，而測定前述複數個滾動軸承整體之阻抗；
導出機構，其藉由將由前述測定機構所測定之阻抗基於前述複數個滾動軸承串聯連接而成之等效電路進行擬合，而導出前述複數個滾動軸承各者之阻抗；及
診斷機構，其基於由前述導出機構導出之前述複數個滾動軸承各者之阻抗，診斷前述複數個滾動軸承各者之狀態。
又，本申請案發明之又一形態具有以下之構成。即，一種程式，
其用於使電腦執行如下步序：
測定步序，其藉由利用交流電源一面使頻率變化一面向電性連接之複數個滾動軸承施加電壓，而測定前述複數個滾動軸承整體之阻抗；
導出步序，其藉由將在前述測定步序中所測定之阻抗基於前述複數個滾動軸承串聯連接而成之等效電路進行擬合，而導出前述複數個滾動軸承各者之阻抗；及
診斷步序，其基於在前述導出步序中導出之前述複數個滾動軸承各者之阻抗，診斷前述複數個滾動軸承各者之狀態。
[發明之效果]
根據本申請案發明，在包含複數個滾動軸承之裝置中，能夠根據複數個滾動軸承之測定結果而診斷各個滾動軸承之狀態。
以下，參照圖式等對於用於實施本申請案發明之形態進行說明。再者，以下所說明之實施形態係用於說明本申請案發明之一實施形態，並非意圖限定本申請案發明而解釋者，又，各實施形態中所說明之所有構成未必係為了解決本申請案發明之課題而必須之構成。又，於各圖式中，對於相同之構成要素，藉由賦予相同之參考符號而表示對應關係。
＜第1實施形態＞
以下，對於本發明之第1實施形態進行說明。再者，本發明之測定方法可將包含複數個一面藉由潤滑劑潤滑一面進行滾動舉動之滾動軸承之裝置作為對象而適用。例如，作為可適用本發明之診斷方法之滾動軸承之種類，可舉出深溝滾珠軸承、斜角滾珠軸承、圓錐滾子軸承、圓柱滾子軸承、自動調心滾子軸承等。
[裝置構成]
圖1係顯示可適用本實施形態之狀態診斷方法之系統之整體構成之一例之概略構成圖。在圖1中，顯示使用本實施形態之狀態診斷方法之診斷裝置1、LCR測試儀8、及作為診斷對象之軸承裝置10。再者，圖1所示之構成係一例，可根據診斷對象等而使用不同之構成。
軸承裝置10包含2個滾動軸承而構成。在圖1之例中，顯示滾子軸承2與滾珠軸承3之組合之例。滾子軸承2及滾珠軸承3設置於旋轉軸5之周圍，構成為可繞旋轉軸5旋轉。在滾子軸承2及滾珠軸承3內部，藉由規定之潤滑方式而減輕各軸承內之摩擦。潤滑方式並無特別限定，例如使用脂潤滑或油潤滑等，供給至各滾動軸承內部。對於潤滑劑之種類亦無特別限定。又，在各滾動軸承中使用之潤滑劑可互不相同。
滾子軸承2包含外環2a、滾動體即複數個滾子2b、內環2c而構成。滾珠軸承3包含外環3a、滾動體即複數個滾珠3b、內環3c而構成。在本實施形態中，以各滾動軸承之內環為滾動環，以外環為固定環進行說明，但亦可為相反之構成。
線性引導件4為了導引滾子軸承2之旋轉軸方向之移動而使用。在本實施形態中，設為滾子軸承2沿著旋轉軸方向負荷軸向荷重，滾子軸承2可相應於該軸向荷重而隨著線性引導件4移動。
馬達6係驅動用之馬達，對旋轉軸5供給藉由旋轉而實現之動力。LCR測試儀8與滾子軸承2及滾珠軸承3電性連接，此時，LCR測試儀8亦可作為對滾子軸承2及滾珠軸承3之交流電源發揮功能。
診斷裝置1作為可執行本實施形態之檢測方法之檢測裝置而動作。診斷裝置1在診斷時，對LCR測試儀8將交流電源之角頻率ω、及交流電壓V作為輸入而指示，作為針對其之輸出而自LCR測試儀8取得滾子軸承2及滾珠軸承3之阻抗|Z|(|Z|表示Z之絕對值)、及相位角θ。然後，診斷裝置1使用該等值進行滾子軸承2及滾珠軸承3之潤滑劑之油膜之監測。關於狀態診斷方法之詳情將於後述。
診斷裝置1例如利用包含未圖示之控制裝置、記憶裝置、及輸出裝置而構成之資訊處理裝置而實現。控制裝置可由CPU(Central Processing Unit，中央處理單元)、MPU(Micro Processing Unit，微處理單元)、DSP(Digital Single Processor，數位訊號處理器)、或専用電路等構成。記憶裝置係由HDD(Hard Disk Drive，硬碟機)、ROM(Read Only Memory，唯讀記憶體)或RAM(Random Access Memory，隨機存取記憶體)等揮發性及不揮發性之記憶媒體構成，可藉由來自控制裝置之指示而進行各種資訊之輸入輸出。輸出裝置係由揚聲器或燈、或者液晶顯示器等顯示器件等構成，藉由來自控制裝置之指示進行向作業者之報知。由輸出裝置執行之報知方法並無特別限定，例如可為藉由聲音而實現之聽覺性之報知，亦可為藉由畫面輸出而實現之視覺性之報知。又，輸出裝置可為具備通訊功能之網路介面，亦可藉由經由網路(未圖示)之向外部裝置(未圖示)之資料發送而進行報知動作。此處之報知內容例如在基於檢測結果進行狀態診斷之情形下，不限定於檢測出異常時之報知，亦可包含軸承裝置10為正常之主旨之報知。
[電路]
圖2係顯示滾動軸承內之潤滑劑周圍之在電性上等效之電路之圖。電路E具有由潤滑劑構成之電容器C及由其周邊之要素引起之電阻R並聯連接之構成。此處之周邊之要素可舉出構成滾動軸承之滾動體(滾子或滾珠等)、內環、外環等。又，利用Z表示電路E之阻抗。此處，施加於電路E之交流電壓V、在電路E中流動之電流I、及電路E整體之複素數阻抗Z係由以下之式(1)～(3)表示。
V=|V|exp(jωt) …(1)
I=|I|exp(j(ωt-θ)) …(2)
Z=V/I=|V/I|exp(jθ)=|Z|exp(jθ) …(3)
j：虛數
ω：電壓之角頻率
t：時間
θ：相位角(電壓與電流之相位之偏移)
又，在本實施形態中，應用電化學阻抗譜進行診斷。因電化學阻抗譜為周知之手法，故省略此處之詳細之說明，係對溶液、電極/溶液界面之阻抗舉動予以區別並處理之手法。
如圖1所示般，在本實施形態中，使用2個滾動軸承。在根據LCR測試儀8觀察時，其可視為串聯連接之電路。圖3顯示滾子軸承2與滾珠軸承3之在電性上等效之電路。在本實施形態中，設想滾動體及內外環之表面粗糙度，使用CPE(恆定相位元件(Constant Phase Element)；贗電容)。
此處，將滾子軸承2之電阻表示為R1，將CPE表示為CPE1。同樣地，將滾珠軸承3之電阻表示為R2，將CPE表示為CPE2。
CPE係同時具有因電極表面之凹凸或不均一性引起之電容器與電阻之要素之電路元件。在CPE中時間常數不確定為1個。CPE之阻抗藉由以下之式(4)表示。在p=1時，為基於CPE常數T
CPE之電容器，在p=0時，為電阻值為1/T
CPE之電阻。再者，R-CPE並聯電路表示塌陷之半圓，其塌陷情況依存於p。
[數1]
Z
CPE：阻抗
j：虛數
π：圓周率
f：頻率
T
CPE：CPE常數
p：CPE指數
在本實施形態中，藉由基於圖3所示之等效電路適用阻抗分光法，而分離地判定各個滾動軸承之油膜舉動。再者，LCR測試儀8對於各滾動軸承電性連接於作為固定環之外環，與旋轉軸5為非接觸。
[處理流程]
圖4係本實施形態之狀態診斷處理之流程圖。本處理係利用診斷裝置1而執行，例如可藉由診斷裝置1所含之控制裝置(未圖示)自記憶裝置(未圖示)讀出用於實現本實施形態之處理之程式並執行而實現。再者，以下之處理中之擬合或參數之導出可構成為使用泛用之軟體之功能而實現其一部分。
在S401中，診斷裝置1對LCR測試儀8以使用LCR測試儀8所具備之交流電源(未圖示)將角頻率ω之交流電壓V之電力賦予軸承裝置10(即，滾子軸承2及滾珠軸承3)之方式進行控制。藉此，於各滾動軸承內之潤滑劑施加有角頻率ω之交流電壓V。
在S402中，診斷裝置1自LCR測試儀8取得阻抗|Z|及相位角θ作為針對在S101中指示之輸入之輸出。即，LCR測試儀8將阻抗|Z|及相位角θ作為針對輸入即角頻率ω之交流電壓V的軸承裝置10之測定結果而輸出至診斷裝置1。
在S403中，診斷裝置1基於在S402中取得之阻抗|Z|及相位角θ、在S401中指示之角頻率ω之交流電壓V之資訊，進行向基於圖3所示之等效電路之式之擬合(fitting)。
在S404中，診斷裝置1可根據S403之擬合之結果，特定與圖3所示之等效電路對應之式(1)中之各參數。此處被特定之參數為R、T
CPE(CPE常數)、p(CPE指數)。此時，導出與串聯連接之各滾動軸承對應之上述參數。
在S405中，診斷裝置1使用在S404中導出之各參數，導出複數個滾動軸承各者之阻抗Z之頻率依存性。關於阻抗Z之頻率依存性之導出之例將於後述。
在S406中，診斷裝置1基於在S405中導出之阻抗Z之頻率依存性之結果，進行各滾動軸承之潤滑劑之狀態診斷。此處之診斷內容並無特別限定，例如，可藉由如由本專利申請人申請之專利第6729633號記載之手法，導出潤滑油膜厚度h或金屬接觸比例α。而且，可為如下構成：對潤滑油膜厚度h或金屬接觸比例α預先設定規定之臨限值，藉由與該臨限值之比較而診斷正常或異常。又，亦可可為如下構成：預先設定與異常之緊急度相應之複數個臨限值，藉由與該等臨限值之比較而診斷緊急度。又，亦可為如下之構成：對於複數個滾動軸承各者預先設定臨限值或評估基準，藉由與該等之比較而進行各個滾動軸承之狀態診斷。關於導出潤滑油膜厚度h或金屬接觸比例α之情形下之本實施形態之測定精度，將作為試驗例而於後述。
在S407中，診斷裝置1將在S406中獲得之診斷結果對使用者進行報知。此處之報知方法並無特別限定，例如，可為如將判斷為異常之參數或項目在畫面上顯示，或利用聲音來通知之構成。然後，結束本處理流程。
[試驗]
以下，對於使用上述之診斷方法而進行之試驗之結果進行說明。此處，對於2個不同之試驗條件之結果進行說明。試驗之條件如以下所述般。在試驗1中，將圓錐滾子軸承與滾珠軸承之2個滾動軸承設為串聯電路，使用相同之潤滑劑(黏度)進行試驗。另一方面，在試驗2中，使用2個相同之滾珠軸承，使用黏度不同之潤滑劑進行試驗。
(試驗條件1)
使用軸承：圓錐滾子軸承(型號：HR32206)、滾珠軸承(型號：6306)
軸向荷重：300[N]
徑向荷重：0[N]
基礎油黏度：47[cSt](40℃下)
潤滑脂：脲系
封入量：3.6[g]
轉速：400[min
-1]
交流頻率：20～1000000[Hz]
交流電壓：0.2[V]
(試驗結果1)
圖5A～圖5C係表示試驗條件1之測定結果之圖。在圖5A中，橫軸表示頻率f[Hz]之對數log，縱軸表示阻抗|Z|[Ω]之對數log。在圖5B中，橫軸表示頻率f[Hz]之對數log，縱軸表示相位角θ[°]。圖5A之標繪501及圖5B之標繪511之資訊利用上述之圖4所示之S401、S402之步序之動作而特定。
在圖5A中，標繪502表示利用試驗1中使用之圓錐滾子軸承單體進行計測之結果。又，曲線503表示：基於作為標繪501而獲得之結果，藉由擬合於圖3所示之電路構成，作為對圓錐滾子軸承之推定值而推定出之結果。曲線503作為圖4所示之S404、S405之結果而獲得。同樣地，標繪504表示利用試驗1中使用之滾珠軸承單體進行計測之結果。又，曲線505表示：基於作為標繪501而得之結果，藉由擬合於圖3所示之電路構成，作為對於滾珠軸承單體之推定值而推定出之結果。曲線505作為圖4所示之S404、S405之結果而獲得。
在圖5B中，標繪512表示利用試驗1中使用之圓錐滾子軸承單體進行計測之結果。又，曲線513表示：基於作為標繪511而獲得之結果，藉由擬合於圖3所示之電路構成，作為對圓錐滾子軸承之推定值而推定出之結果。曲線513作為圖4所示之S404、S405之結果而獲得。同樣地，標繪514表示利用試驗1中使用之滾珠軸承單體進行計測之結果。又，曲線515表示：基於作為標繪511而獲得之結果，藉由擬合於圖3所示之電路構成，作為對滾珠軸承單體之推定值而推定出之結果。曲線515作為圖4所示之S404、S405之結果而獲得。
圖5C係顯示上述之圖4所示之S403、S404之處理之結果之圖。在圖5C中，橫軸表示阻抗Z之實數部Z
re，縱軸表示阻抗Z之虛數部Z
im。標繪521利用S402之步序之動作而特定。曲線522表示使用標繪521進行擬合之結果，在圖4之S403中求出。又，曲線524係表示藉由圖4之S404、S405之處理而獲得之在試驗1中使用之圓錐軸承之阻抗之頻率依存性之曲線。再者，標繪523表示利用圓錐軸承單體進行計測之情形之測定結果。曲線526係表示藉由圖4之S404、S405之處理而獲得之在試驗1中使用之滾珠軸承之阻抗之頻率依存性之曲線。再者，標繪525表示利用滾珠軸承單體進行計測之情形之測定結果。
在圖5A中，進行藉由本手法導出之曲線503與利用單體下之計測而獲得之標繪502之比較、及藉由本手法導出之曲線505與利用單體下之計測而獲得之標繪504之比較。藉此，可知在本實施形態之手法中，可導出與單體下計測時之標繪大致相同之推定值。
同樣地，在圖5B中，進行藉由本手法導出之曲線513與利用單體下之計測而獲得之標繪512之比較、及藉由本手法導出之曲線515與利用單體下之計測而獲得之標繪514之比較。藉此，可知在本實施形態之手法中，可導出與單體下計測時之標繪大致相同之推定值。
同樣地，在圖5C中，進行藉由本手法導出之曲線524與利用單體下之計測而獲得之標繪523之比較、及藉由本手法導出之曲線526與利用單體下之計測而獲得之標繪525之比較。藉此，可知在將不同種類之滾動軸承設為串聯構造之測定對象中，藉由本實施形態之測定手法可精度良好地進行測定。
(試驗條件2)
使用軸承：滾珠軸承(型號：6306)×2
軸向荷重：436[N]
徑向荷重：0[N]
基礎油黏度：17[cSt](40℃下)、411[cSt](40℃下)
潤滑脂：脲系
封入量：3.6[g]
轉速：500[min
-1]
交流頻率：20～1000000[Hz]
交流電壓：0.2[V]
(試驗結果2)
圖6A～圖6C係顯示試驗條件2之測定結果之圖。在圖6A中，橫軸表示頻率f[Hz]之對數log，縱軸表示阻抗|Z|[Ω]之對數log。在圖6B中，橫軸表示頻率f[Hz]之對數log，縱軸表示相位角θ[°]。圖6A之標繪601及圖6B之標繪611之資訊係由上述之圖4所示之S401、S402之步序之動作而特定。
在圖6A中，標繪602表示利用試驗2中使用之滾珠軸承中之使用基礎油黏度為17cSt之潤滑劑之滾珠軸承單體進行計測之結果。又，曲線603表示：基於作為標繪601而獲得之結果，藉由擬合於圖3所示之電路構成，作為對使用基礎油黏度為17cSt之潤滑劑之滾珠軸承單體之推定值而推定出之結果。曲線603作為圖4所示之S404、S405之結果而獲得。同樣地，標繪604表示利用試驗2中使用之滾珠軸承中之使用基礎油黏度為411cSt之潤滑劑之滾珠軸承單體進行計測之結果。又，曲線605表示：基於作為標繪601而獲得之結果，藉由擬合於圖3所示之電路構成，作為對於使用基礎油黏度為411cSt之潤滑劑之滾珠軸承單體之推定值而推定出之結果。曲線605作為圖4所示之S404、S405之結果而獲得。
在圖6B中，標繪612表示利用試驗2中使用之滾珠軸承中之使用基礎油黏度為17cSt之潤滑劑之滾珠軸承單體進行計測之結果。又，曲線613表示：基於作為標繪611而獲得之結果，藉由擬合於圖3所示之電路構成，作為對使用基礎油黏度為17cSt之潤滑劑之滾珠軸承單體之推定值而推定出之結果。曲線613作為圖4所示之S404、S405之結果而獲得。同樣地，標繪614表示利用試驗2中使用之滾珠軸承中之使用基礎油黏度為411cSt之潤滑劑之滾珠軸承單體進行計測之結果。又，曲線615表示：基於作為標繪611而獲得之結果，藉由擬合於圖3所示之電路構成，作為對使用411cSt之潤滑劑之滾珠軸承單體之推定值而推定出之結果。曲線615作為圖4所示之S404、S405之結果而獲得。
圖6C係顯示上述之圖4所示之S403、S404之處理之結果之圖。在圖6C中，橫軸表示阻抗Z之實數部Z
re，縱軸表示阻抗Z之虛數部Z
im。標繪621利用S402之步序之動作特定。曲線622表示使用標繪621進行擬合之結果，在圖4之S403中求出。又，曲線624係表示藉由圖4之S404、S405之處理而獲得之在本試驗2中使用之使用基礎油黏度為17cSt之潤滑劑之滾珠軸承之阻抗之頻率依存性之曲線。再者，標繪623表示利用使用基礎油黏度為17cSt之潤滑劑之滾珠軸承單體進行計測之情形之測定結果。曲線626係表示藉由圖4之S404、S405之處理而獲得之在試驗2中使用之基礎油黏度為411cSt之潤滑劑之滾珠軸承之阻抗之頻率依存性之曲線。再者，標繪625表示利用滾珠軸承單體進行計測之情形之測定結果。
在圖6A中，進行藉由本手法導出之曲線603與利用單體下之計測而獲得之標繪602之比較、及藉由本手法導出之曲線605與利用單體下之計測而獲得之標繪604之比較。藉此，可知在本實施形態之手法中，可導出與單體下計測時之標繪大致相同之推定值。
同樣地，在圖6B中，進行藉由本手法導出之曲線613與利用單體下之計測而獲得之標繪612之比較、及藉由本手法導出之曲線615與利用單體下之計測而獲得之標繪614之比較。藉此，可知在本實施形態之手法中，可導出與單體下計測時之標繪大致相同之推定值。
同樣地，在圖6C中，進行藉由本手法導出之曲線624與利用單體下之計測而獲得之標繪623之比較、及藉由本手法導出之曲線626與利用單體下之計測而獲得之標繪625之比較。藉此，可知在將使用不同種類之潤滑劑之同一滾動軸承設為串聯構造之測定對象中，藉由本實施形態之測定手法可精度良好地進行測定。
在本實施形態中進一步在圖4之S406中推定出各軸承之阻抗Z之頻率依存性之後，使用該推定值，算出各軸承之油膜厚度h及金屬接觸比例α。使用圖7A及圖7B對於此處之算出結果與在各軸承中之測定結果之比較結果進行說明。此處，基於試驗2之條件進行說明。
在圖7A中，橫軸表示理論油膜厚度h
theory[m]，縱軸表示油膜厚度h[m]。此處之理論油膜厚度h
theory表示使用周知之Hamrock＆Dowson之式而算出之值。在圖7A中，虛線701表示理論油膜厚度h
theory。以圓圈表示之標繪702、703分別表示藉由本實施形態之手法推定出之基於基礎油黏度為17cSt之潤滑劑之滾珠軸承及基礎油黏度為411cSt之潤滑劑之滾珠軸承之推定值而導出之油膜厚度h。以四角表示之標繪704表示基於利用基礎油黏度為17cSt之潤滑劑之滾珠軸承單體進行測定之結果而導出之油膜厚度h。又，以三角表示之標繪705表示基於利用基礎油黏度為411cSt之潤滑劑之滾珠軸承單體進行測定之結果而導出之油膜厚度h。
在圖7B中，橫軸表示理論油膜厚度h
theory[m]，縱軸表示金屬接觸比例α。在圖7B中，以圓圈表示之標繪711、712分別表示藉由本實施形態之手法推定出之基於基礎油黏度為17cSt之潤滑劑之滾珠軸承及基礎油黏度為411cSt之潤滑劑之滾珠軸承之推定值而導出之金屬接觸比例α。以四角表示之標繪713表示基於利用基礎油黏度為17cSt之潤滑劑之滾珠軸承單體進行測定之結果而導出之金屬接觸比例α。又，以三角表示之標繪714表示基於利用基礎油黏度為411cSt之潤滑劑之滾珠軸承單體進行測定之結果而導出之金屬接觸比例α。
參照圖7A及圖7B，可知使用藉由本實施形態之手法而推定之對各軸承之推定值而導出之油膜厚度h及金屬接觸比例α，以與單體下之測定結果大致一致之精度導出。即，在本實施形態之手法中，可對於在先前方法中不得不個別地進行計測之複數個軸承，彙總地進行計測，又，可獲得與個別之計測同等之精度。
再者，在上述之例中，將2個滾動軸承視為串聯電路進行了說明，但不限定於此。例如，即便為3個以上之滾動軸承，亦可根據各滾動軸承之特性、或在各滾動軸承中使用之潤滑劑之特性，適用本實施形態之手法。
以上，根據本實施形態，在包含複數個滾動軸承之裝置中，可根據複數個滾動軸承之測定結果進行各個滾動軸承之狀態之診斷。特別是，可特定表示複數個滾動軸承各者之潤滑劑之電氣特性之參數。然後，可基於表示該電氣特性之參數，容易地診斷潤滑劑之狀態。
＜其他實施形態＞
又，在本申請案發明中，亦可實現如下之處理，即：使用網路或記憶媒體等將用於實現上述1個以上之實施形態之功能之程式或應用程式供給至系統或裝置，由該系統或裝置之電腦中之一個以上之處理器讀出並執行程式。
又，亦可藉由實現一個以上之功能之電路(例如，ASIC(Application Specific Integrated Circuit，特定應用積體電路)或FPGA(Field-Programmable Gate Array，現場可程式化閘陣列))而實現。
如上述般，本發明並非限定於上述之實施形態者，相互組合實施形態之各構成、或基於說明書之記載、以及周知之技術由本領域技術人員進行變更、應用亦為本發明之計劃實施者，包含於要求保護之範圍內。
如以上所述般，本說明書揭示如下事項。
(1) 一種狀態診斷方法，其特徵在於係用於具備電性連接之複數個滾動軸承之軸承裝置者，且包含如下步序：
測定步序，其藉由利用交流電源一面使頻率變化一面向前述複數個滾動軸承施加電壓，而測定前述複數個滾動軸承整體之阻抗；
導出步序，其藉由將在前述測定步序中所測定之阻抗基於前述複數個滾動軸承串聯連接而成之等效電路進行擬合，而導出前述複數個滾動軸承各者之阻抗；及
診斷步序，其基於在前述導出步序中導出之前述複數個滾動軸承各者之阻抗，診斷前述複數個滾動軸承各者之狀態。
根據該構成，在包含複數個滾動軸承之裝置中，能夠根據複數個滾動軸承之測定結果而診斷各個滾動軸承之狀態。
(2) 如(1)之狀態診斷方法，其中前述等效電路藉由與前述複數個滾動軸承各者對應之贗電容構成。
根據該構成，可基於複數個滾動軸承各者之贗電容之特性，特定各個滾動軸承之阻抗之頻率依存性。
(3) 如(1)或(2)之狀態診斷方法，其中前述複數個滾動軸承係由不同種類之滾動軸承構成，
前述複數個滾動軸承使用相同種類之潤滑劑。
根據該構成，可對由不同種類之滾動軸承構成之裝置進行各個滾動軸承之狀態診斷。
(4) 如(1)或(2)之狀態診斷方法，其中前述複數個滾動軸承係由相同種類之滾動軸承構成，
前述複數個滾動軸承分別使用不同種類之潤滑劑。
根據該構成，可對由使用不同潤滑劑之相同種類之滾動軸承構成之裝置進行各個滾動軸承之狀態診斷。
(5) 一種狀態診斷裝置，其特徵在於係用於具備電性連接之複數個滾動軸承之軸承裝置者，且包含如下機構：
測定機構，其藉由利用交流電源一面使頻率變化一面向前述複數個滾動軸承施加電壓，而測定前述複數個滾動軸承整體之阻抗；
導出機構，其藉由將由前述測定機構所測定之阻抗基於前述複數個滾動軸承串聯連接而成之等效電路進行擬合，而導出前述複數個滾動軸承各者之阻抗；及
診斷機構，其基於由前述導出機構導出之前述複數個滾動軸承各者之阻抗，診斷前述複數個滾動軸承各者之狀態。
根據該構成，在具備複數個滾動軸承之裝置中，能夠根據複數個滾動軸承之測定結果而診斷各個滾動軸承之狀態。
(6) 一種程式，其用於使電腦執行如下步序：
測定步序，其藉由利用交流電源一面使頻率變化一面向電性連接之複數個滾動軸承施加電壓，而測定前述複數個滾動軸承整體之阻抗；
導出步序，其藉由將在前述測定步序中所測定之阻抗基於前述複數個滾動軸承串聯連接而成之等效電路進行擬合，而導出前述複數個滾動軸承各者之阻抗；及
診斷步序，其基於在前述導出步序中導出之前述複數個滾動軸承各者之阻抗，診斷前述複數個滾動軸承各者之狀態。
根據該構成，在包含複數個滾動軸承之裝置中，能夠根據複數個滾動軸承之測定結果而診斷各個滾動軸承之狀態。
以上，一面參照圖式一面對於各種實施形態進行了說明，當然，本發明並不限定於所述之例。若為本領域技術人員，顯然可在申請專利範圍所記載之範疇內想到各種變更例或修正例，應瞭解其等當然亦屬於本發明之技術性範圍內。又，可在不脫離發明之旨趣之範圍內，任意組合上述實施形態中之各構成要素。
以上，對於各種實施形態進行了說明，當然，本發明並不限定於所述之例。若為本領域技術人員，顯然可在申請專利範圍所記載之範疇內想到各種變更例或修正例，應瞭解其等當然亦屬於本發明之技術性範圍內。又，可在不脫離發明之旨趣之範圍內，任意組合上述實施形態中之各構成要素。
再者，本申請案係基於2022年3月16日申請之日本專利申請案(發明專利申請2022-041692)者，其內容在本申請案中作為參照而被援用。
1:診斷裝置
2:滾子軸承
2a:外環
2b:滾子(滾動體)
2c:內環
3:滾珠軸承
3a:外環
3b:滾珠(滾動體)
3c:內環
4:線性引導件
5:旋轉軸
6:馬達
8:LCR測試儀
10:軸承裝置
501,502,504,511,512,514,521,523,525,601,602,604,611,612,614,621,623,625,702,703,704,705,711,712,713,714:標繪
503,505,513,515,522,524,526,603,605,613,615,622,624,626:曲線
701:虛線
C:電容器
CPE1,CPE2:電路元件
E:電路
f:頻率
h:油膜厚度
h
theory:理論油膜厚度
R,R1,R2:電阻
Z:阻抗
Z
im:虛數部
Z
re:實數部
α:金屬接觸比例
θ:相位角
圖1係顯示可適用本申請案發明之一實施形態之狀態診斷方法之裝置之構成例之圖。
圖2係用於說明本申請案發明之一實施形態之滾動軸承內之潤滑劑周圍之等效電路之概念圖。
圖3係用於說明本申請案發明之一實施形態之滾動軸承之等效電路之概略圖。
圖4係本申請案發明之一實施形態之狀態診斷處理之流程圖。
圖5A係用於說明本申請案發明之一實施形態之狀態診斷處理之結果之圖。
圖5B係用於說明本申請案發明之一實施形態之狀態診斷處理之結果之圖。
圖5C係用於說明本申請案發明之一實施形態之狀態診斷處理之結果之圖。
圖6A係用於說明本申請案發明之一實施形態之狀態診斷處理之結果之圖。
圖6B係用於說明本申請案發明之一實施形態之狀態診斷處理之結果之圖。
圖6C係用於說明本申請案發明之一實施形態之狀態診斷處理之結果之圖。
圖7A係用於說明本申請案發明之一實施形態之狀態診斷處理之結果之圖。
圖7B係用於說明本申請案發明之一實施形態之狀態診斷處理之結果之圖。
1:診斷裝置
2:滾子軸承
2a:外環
2b:滾子(滾動體)
2c:內環
3:滾珠軸承
3a:外環
3b:滾珠(滾動體)
3c:內環
4:線性引導件
5:旋轉軸
6:馬達
8:LCR測試儀
10:軸承裝置
Claims (6)
- 一種狀態診斷方法，其特徵在於係用於具備電性連接之複數個滾動軸承之軸承裝置者，且包含如下步序： 測定步序，其藉由利用交流電源一面使頻率變化一面向前述複數個滾動軸承施加電壓，而測定前述複數個滾動軸承整體之阻抗； 導出步序，其藉由將在前述測定步序中所測定之阻抗基於前述複數個滾動軸承串聯連接而成之等效電路進行擬合，而導出前述複數個滾動軸承各者之阻抗；及 診斷步序，其基於在前述導出步序中導出之前述複數個滾動軸承各者之阻抗，診斷前述複數個滾動軸承各者之狀態。
- 如請求項1之狀態診斷方法，其中前述等效電路藉由與前述複數個滾動軸承各者對應之贗電容構成。
- 如請求項1或2之狀態診斷方法，其中前述複數個滾動軸承係由不同種類之滾動軸承構成， 前述複數個滾動軸承使用相同種類之潤滑劑。
- 如請求項1或2之狀態診斷方法，其中前述複數個滾動軸承係由相同種類之滾動軸承構成， 前述複數個滾動軸承分別使用不同種類之潤滑劑。
- 一種狀態診斷裝置，其特徵在於係用於具備電性連接之複數個滾動軸承之軸承裝置者，且包含如下機構： 測定機構，其藉由利用交流電源一面使頻率變化一面向前述複數個滾動軸承施加電壓，而測定前述複數個滾動軸承整體之阻抗； 導出機構，其藉由將由前述測定機構所測定之阻抗基於前述複數個滾動軸承串聯連接而成之等效電路進行擬合，而導出前述複數個滾動軸承各者之阻抗；及 診斷機構，其基於由前述導出機構導出之前述複數個滾動軸承各者之阻抗，診斷前述複數個滾動軸承各者之狀態。
- 一種程式，其用於使電腦執行如下步序： 測定步序，其藉由利用交流電源一面使頻率變化一面向電性連接之複數個滾動軸承施加電壓，而測定前述複數個滾動軸承整體之阻抗； 導出步序，其藉由將在前述測定步序中所測定之阻抗基於前述複數個滾動軸承串聯連接而成之等效電路進行擬合，而導出前述複數個滾動軸承各者之阻抗；及 診斷步序，其基於在前述導出步序中導出之前述複數個滾動軸承各者之阻抗，診斷前述複數個滾動軸承各者之狀態。
Applications Claiming Priority (2)
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|---|---|---|---|
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| JP2022041692 | 2022-03-16 |
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