JPH0249384Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この考案は、ころがり軸受の異常や異常の程度
を即時に発見できる異常検出器に関するものであ
る。

従来より、ころがり軸受の振動を測定してその
異常を検出する場合には、ころがり軸受の振動の
実効値、ピーク値または平均値等により、軸受の
異常を評価していた。しかし軸受の振動値は、軸
受のサイズや、回転数、さらに軸受まわりの構造
等により、大幅に異るため、軸受の良否を正確に
判定するためには対象機械ごとにデータを積ま重
ねて、良否の判定基準を作成する必要があつた。

このため特開昭47−9446号公報や実開昭53−
72951号公報には、上記の欠点を克腹するために、
振動の絶対値（実効値、平均値、ピーク値等）で
はなく、振動のピーク値と実効値の比（波高率）
に基づいて異常を検出する装置が示されている。
この波高率（ピーク値／実効値）でころがり軸受
の異常を検出する方法は、以下の通りである。

一般に正常状態にあるころがり軸受の振動は、
軸受のサイズや使用条件によつて異つた振動値を
もち、その振動波形は第１照に示すようにホワイ
トノイズによく似たランダムな形をしている。こ
のために振動の絶対値は軸受ごとに異なつていて
も、振動の波高率は、軸受が正常である限り、ど
の軸受でもほぼ一定の値（約３〜５）になる。こ
れに対して、軸受部品の軌道面や転動面に傷やフ
レーキングが生ずると、この欠陥部分と係合する
軸受の部品が衝突する（例えば外輪の軌道面に傷
がある場合には、傷に転動体が衝突する）ために
軸受の振動波形は、第２図のようにホワイトノイ
ズ波形の上に衝突による衝撃振動が重畳したもの
になる。このときの軸受の振動値は、衝撃振動の
個々の発生時間が短かいために、時間平均を行う
振動の実効値はあまり増加しないが、ピーク値の
増加は著しい。したがつて波高率を求めると、正
常時の値よりめ通常かなり大きくなる。

この軸受異常に伴う波高率の増加の仕方は、軸
受のサイズや回転数および軸受まわりの影響を受
けにくいため、どのような機械装置に対しても一
定の判定基準により軸受の良否が判断できる。こ
れにより、過去の振動データの積み重ねがなくて
も、即時に軸受の異常が診断できるという利点が
生ずる。

前記公報に記載された発明と考案は、いずれも
上述の軸受振動の波高率と異常との関係を利用し
た軸受の異常検出装置であるが、実際に装置を製
作する場合には、次のような問題点がある。

波高率、即ちピーク値／実効値を算出するため
には、割算を行わねばならないが、そのためには
高精度のアナログ割算回路を必要とするため、微
妙な回路調整作業と、高価な部品が不可欠であつ
た。

この考案は、上記の欠点を除去し、ころがり軸
受の異常および異常の程度をも検出できる実用性
の高い異常検出器の提供を目的とするもので、こ
ろがり軸受の振動を振動センサにより検出し、振
動の実効値を予め定めた倍率に増幅し、この増幅
された実効値と振動の瞬時値とを比較し、振動の
瞬時値が前記の増幅した実効値のレベルを超えた
とし、その超えている時間に等しい時間幅をもつ
パルス信号がシユミツトトリガ回路から出力さ
れ、パルス信号が出力される度に一定の時間幅の
別のパルスが単安定マルチバイブレータによつて
出力され、このパルスによつて警報が発せられる
ように構成された警報回路を備えたころがり軸受
の異常検出器である。

次にこの考案の一実施例を図を参照しながら説
明する。第３図の検出器は、被検出ころがり軸受
Ｂの異常の有無を検出するもので、１は前記ころ
がり軸受Ｂの機械的振動を検出し、これを電気信
号に変換する振動センサであり、２は振動センサ
１からの微小な電気信号を増幅するための増幅
器、３はこの増幅後の信号から前記軸受の駆動系
や他の機械系から生ずる不要な外乱成分を除去す
るための帯域波器で、例えば1KHz、数10KHz
の通過特性をもつ帯域波器である。４は帯域
波器３の出力から、その実効値を求めるための実
効値回路であり、５は実効値回路４からの出力を
予め定めた倍率、即ちＫ倍（通常10倍程度）する
ための直流増幅器、６は帯域波器３からの出力
がＫ倍された実効値のレベルを超えたとき、その
超えている時間に等しい時間幅をもつパルス信号
が出力されるシユミツトトリガー回路である。７
は前記パルス信号が出力されるその度ごとに一定
の時間間隔Ｔ（Ｔ＝数10msec〜数100msecに選ば
れる）の別のパルスが出力される単安定マルチバ
イブレータで、この単安定マルチバイブレータ７
の出力パルスによつて警報回路８から警報が発せ
られるように構成されている。前記警報回路８に
は警報を表示する発光ダイオードやブザー等の構
成部品を単独にあるいは適宜併用すればよい。

軸受に有害な傷があると、その傷に基づく衝撃
振動は比較的軽度のものであつても、実効値の10
倍以上にまでなる。このため、実効値の10倍程度
に閾値を設定して、この閾値をえた振動につい
て、パルスカウントすることにより、どのような
軸受、即ち外乱振動が少なければ、どのような機
械装置でもほぼ一定の判定基準で、軸受の良否が
判定できる。

上記の倍率Ｋは、軸受の形式により多少異る
が、通常10倍程度にとればよく、ころがり軸受の
異常の程度をどの程度まで許容するかにより、適
宜選択する数値である。

上記の検査器において、ころがり軸受Ｂが正常
な場合には、検出された振動の瞬間値は、Ｋ倍さ
れた実効値を超えることがないので、シユミツト
トリガー回路６から信号は出力されず、従つてそ
れ以降の回路からは出力されないので警報も発せ
られないが、ころがり軸受Ｂに異常が生じて、振
動の瞬間値が第４図に示されたようにＫ倍された
実効値を超えることが起ると、シユミツトトリガ
ー回路６から第５図のようにパルス信号が出力さ
れ、この出力された信号は単安定マルチバイブレ
ータ７に入り、単安定マルチバイブレータ７から
は、第６図のような一定間隔のパルス信号が出力
され、この信号が警報回路８に入力されて、警報
が発せられ、ころがり軸受Ｂの異常を知ることが
できる。

ころがり軸受の異常が進行すると、軸受部品の
転走面の傷が増加し、第２図に示した衝突による
衝撃振動の頻度も増える。このためシユミツトト
リガー回路６の発生パルス数が増え、結局単安定
マルチバイブレータ７から出力されるパルス信号
の頻度も増加する。このことから、単安定マルチ
バイブレータ７の出力パルスの頻度は、軸受の劣
化程度を表わすといえる。従つてこの出力パルス
の頻度に応じて警報出力のレベル（例えば発光ダ
イオードの光量や、ブザーの音量）を変化させる
ようにすれば、軸受の異常の有無のみならず、そ
の程度も知ることができる。

上記の実施例においては、振動にもとずく信号
の実効値を用いたが、この実効値の代わりに、前
記信号の平均値に波形率（軸受の振動の場合、約
1.2）を乗じた数値で代用することもでき、この
場合には実効値回路の代りに平均値回路を使用す
ればよい。

この考案の検出器は、特開昭47−9446号公報や
実開昭53−72951号公報に記載された検出装置に
使用されているアナログ割算器を用いずに、シユ
ミツトトリガー回路と、単安定マルチバイブレー
タのような簡単な電気回路を使用しているため、
割算器におけるような微妙な調整作業や高価な部
品を必要とせず、コンパクトでしかも安価な検出
器であり、さらにこの検出器では、ころがり軸受
における傷を単安定マルチバイブレータの出力パ
ルスの頻度として検出するので、傷の数に応じて
出力パルスが増え、これによりころがり軸受の異
常の程度まで知り得ると云う有用な特徴もある。

【図面の簡単な説明】

第１図は正常なころがり軸受の振動波形図、第
２図は異常のあるころがり軸受の振動波形図、第
３図はこの考案の一実施例を示す検出器のブロツ
ク図、第４図はシユミツトトリガー回路への入力
波形図、第５図はシユミツトトリガー回路の出力
波形図、第６図は単安定マルチバイブレータの出
力波形図である。 符号の説明、１は振動センサ、２は増幅器、３
は帯域炉波器、４は実効値回路、５は直流増幅
器、６はシユミツトトリガー回路、７は単安定マ
ルチバイブレータ、８は警報回路。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. ころがり軸受における機械的振動を振動センサ
   によつて電気信号に変換検出し、この検出された
   信号をもとにころがり軸受の異常を検出する装置
   において、振動センサからの微小信号を増幅する
   ための増幅器と、不要な信号を除去するための帯
   域漏波器と、帯域漏波器の出力からその実効値を
   求める実効値回路と、実効値検出回路の出力をＫ
   倍に増幅する直流増幅器と、Ｋ倍に増幅された実
   効値と帯域漏波器からの出力とを比較し帯域漏波
   器の出力がＫ倍の実効値を超えた場合に超えてい
   る時間に等しい時間幅をもつパルス信号を出力す
   るシユミツトトリガ回路と、前記パルス信号によ
   り作動する単安定マルチバイブレータと、この単
   安定マルチバイブレータからの出力信号の頻度に
   応じて出力のレベルを変化させるよう調整できる
   警報回路とを備えたころがり軸受の異常検出器。