JPH0257657B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0257657B2 JPH0257657B2 JP57230442A JP23044282A JPH0257657B2 JP H0257657 B2 JPH0257657 B2 JP H0257657B2 JP 57230442 A JP57230442 A JP 57230442A JP 23044282 A JP23044282 A JP 23044282A JP H0257657 B2 JPH0257657 B2 JP H0257657B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- bearing
- abnormality
- signal
- circuit
- rolling
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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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
- G01M13/00—Testing of machine parts
- G01M13/04—Bearings
- G01M13/045—Acoustic or vibration analysis
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)
- Testing Of Devices, Machine Parts, Or Other Structures Thereof (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
この発明は転がり軸受の異常検出方法に関する
ものである。
ものである。
［従来の技術］
転がり軸受の運転中には、転がり軸受から、音
響、振動またはAE（acoustic emission）が第１
図に示すように発生し、その発生状況は転がり軸
受の損傷に良く対応している。このことから、転
がり軸受の異常検出にこの様な信号を利用する異
常検出方法が各種開発されており、この様な異常
検出方法としては、例えば、(イ)振動加速度のr.m.
s.値の増加分等から診断するものや、(ロ)異常に起
因する振動加速度の最大振幅値の増大から診断す
るものや、(ハ)r.m.s.値と振動加速度の最大振幅値
の増大との相対的な関係から異常検出と破損状態
を判断するものや、(ニ)原信号または検波後の処理
信号の周波数解析から判定するものや、(ホ)振幅分
布を統計的に処理し、そのパターンから判定する
方法などがある。
響、振動またはAE（acoustic emission）が第１
図に示すように発生し、その発生状況は転がり軸
受の損傷に良く対応している。このことから、転
がり軸受の異常検出にこの様な信号を利用する異
常検出方法が各種開発されており、この様な異常
検出方法としては、例えば、(イ)振動加速度のr.m.
s.値の増加分等から診断するものや、(ロ)異常に起
因する振動加速度の最大振幅値の増大から診断す
るものや、(ハ)r.m.s.値と振動加速度の最大振幅値
の増大との相対的な関係から異常検出と破損状態
を判断するものや、(ニ)原信号または検波後の処理
信号の周波数解析から判定するものや、(ホ)振幅分
布を統計的に処理し、そのパターンから判定する
方法などがある。
［発明が解決しようとする課題］
しかるに上記従来の異常検出方法は軸受に異常
が生じたことはわかるが、具体的に軸受のどの部
品に異常が生じたかを判定することができない。
また、特に(イ)、(ロ)、(ハ)、(ホ)の検出方法では、異
常
に係わる信号も、異常とは無関係な信号も全部一
緒に処理しているために、ノイズの中に真の異常
に起因する信号が埋つてしまう恐れがあつて、検
出精度を上げることが困難であつた。
が生じたことはわかるが、具体的に軸受のどの部
品に異常が生じたかを判定することができない。
また、特に(イ)、(ロ)、(ハ)、(ホ)の検出方法では、異
常
に係わる信号も、異常とは無関係な信号も全部一
緒に処理しているために、ノイズの中に真の異常
に起因する信号が埋つてしまう恐れがあつて、検
出精度を上げることが困難であつた。
この発明は上記のごとき事情に鑑みてなされた
ものであつて、異常に起因する信号を利用し、異
常に係わる信号のみを抽出し、かつ異常の中身を
より具体的に診断して判定精度を容易に向上させ
ることができる転がり軸受の異常検出方法を提供
することを目的とするものである。
ものであつて、異常に起因する信号を利用し、異
常に係わる信号のみを抽出し、かつ異常の中身を
より具体的に診断して判定精度を容易に向上させ
ることができる転がり軸受の異常検出方法を提供
することを目的とするものである。
［課題を解決するための手段］
この目的に対応して、この発明の転がり軸受の
異常検出方法は、被検対象である転がり軸受の運
転時に前記転がり軸受から発生する信号のうち、
しきい値を越える振幅の信号をトリガー信号とし
て一定のサンプリングタイムだけ稼働するクロツ
クを始動し、前記トリガー信号からの前記サンプ
リングタイム内における前記しきい値を越える振
幅の信号の発生時間間隔を計測し、その動作を繰
返して前記発生時間間隔の分布のパターンによつ
て軸受の異常を検出することを特徴としている。
異常検出方法は、被検対象である転がり軸受の運
転時に前記転がり軸受から発生する信号のうち、
しきい値を越える振幅の信号をトリガー信号とし
て一定のサンプリングタイムだけ稼働するクロツ
クを始動し、前記トリガー信号からの前記サンプ
リングタイム内における前記しきい値を越える振
幅の信号の発生時間間隔を計測し、その動作を繰
返して前記発生時間間隔の分布のパターンによつ
て軸受の異常を検出することを特徴としている。
［作用］
転がり軸受から発生する信号のうち、しきい値
を越える振幅の信号をトリガー信号として一定の
サンプリングタイム内のしきい値を越える振幅の
信号の発生時間間隔をくり返し測定し積算する
と、損傷に特有のパターンを得ることができる。
このパターンによつて軸受の異常を検出する。
を越える振幅の信号をトリガー信号として一定の
サンプリングタイム内のしきい値を越える振幅の
信号の発生時間間隔をくり返し測定し積算する
と、損傷に特有のパターンを得ることができる。
このパターンによつて軸受の異常を検出する。
［実施例］
以下この発明の詳細を一実施例を示す第２図及
び第３図について説明する。
び第３図について説明する。
第２図にはこの発明の実施に使用する検出装置
が示されている。検出装置１はパルス化回路２、
クロツク回路３、計時回路４、累積回路５、記憶
回路６とを備えている。パルス化回路２は入力信
号が前もつて設定されている電圧レベル（しきい
値）を越えるときパルスを発生する。クロツク回
路３はパルス化回路２のパルスを受けてクロツク
を作動し、一定時間後に作動を停止し、この動作
を繰返す。計時回路４はパルス化回路２で発生し
たパルスの発生時間を計測する。累積回路５は計
時回路４で測定されたパルスを発生時間毎に累積
する。記憶回路６は累積結果を記憶し、記憶内容
を出力するものである。
が示されている。検出装置１はパルス化回路２、
クロツク回路３、計時回路４、累積回路５、記憶
回路６とを備えている。パルス化回路２は入力信
号が前もつて設定されている電圧レベル（しきい
値）を越えるときパルスを発生する。クロツク回
路３はパルス化回路２のパルスを受けてクロツク
を作動し、一定時間後に作動を停止し、この動作
を繰返す。計時回路４はパルス化回路２で発生し
たパルスの発生時間を計測する。累積回路５は計
時回路４で測定されたパルスを発生時間毎に累積
する。記憶回路６は累積結果を記憶し、記憶内容
を出力するものである。
この発明の転がり軸受の異常検出方法はこのよ
うに構成された異常検出装置を使用して以下のよ
うに行なう。
うに構成された異常検出装置を使用して以下のよ
うに行なう。
被検対象である転がり軸受からの運転中の信
号、例えば振動の信号が第３図に示すようであつ
たとする。この信号がパルス化回路２に入力す
る。パルス化回路２は入力信号のうち前もつて設
定されている電圧レベル（しきい値）を越える
P1、P2、P3…が入力したとき、それぞれ対応す
るパルスP1′、P2′、P3′…を発生する。クロツク
回路３はパルス化回路２からのパルスのうちパル
スP1′をトリガー信号としてクロツクを作動し、
一定サンプリングタイムＴ経過後に作動を停止
し、かつ、停止後の最初のパルスP5′、パルス
P9′をトリガー信号としてこの動作を繰返す。次
ぎに計時回路４でパルス化回路２からのパルスの
発生時間を計測する。すなわち、それぞれのパル
スPo′について計時開始から時間t(o-1)計測する。
次ぎに累積回路５が計時回路４で測定されたパル
スを発生時間毎に累積する。この累積結果は記憶
回路６に記憶され、かつ出力する。つまり、記憶
回路６から出力される累積結果は、転がり軸受か
ら発生する信号のうち、しきい値を越える振幅の
信号の発生時間間隔の分布であり、この分布は、
例えばスラスト玉軸受の場合は、第４図に示すよ
うになる。このパターンは軸受の回転速度や内部
寸法によつて決定されるものであり、したがつて
時間間隔分布のパターンから、その異常が内輪に
関するもの（内輪破損、パターンＡ）、外輪に関
するもの（外輪破損、パターンＢ）、あるいは玉
に関するもの（玉破損、パターンＣ）であるか、
また単なるノイズ（パターンＤ）であるかを判定
することができる。なお、一般的には、前記のパ
ターンは軸受の種類や大きさ、運転条件によつて
異なる固有のものとなるのは言うまでもない。
号、例えば振動の信号が第３図に示すようであつ
たとする。この信号がパルス化回路２に入力す
る。パルス化回路２は入力信号のうち前もつて設
定されている電圧レベル（しきい値）を越える
P1、P2、P3…が入力したとき、それぞれ対応す
るパルスP1′、P2′、P3′…を発生する。クロツク
回路３はパルス化回路２からのパルスのうちパル
スP1′をトリガー信号としてクロツクを作動し、
一定サンプリングタイムＴ経過後に作動を停止
し、かつ、停止後の最初のパルスP5′、パルス
P9′をトリガー信号としてこの動作を繰返す。次
ぎに計時回路４でパルス化回路２からのパルスの
発生時間を計測する。すなわち、それぞれのパル
スPo′について計時開始から時間t(o-1)計測する。
次ぎに累積回路５が計時回路４で測定されたパル
スを発生時間毎に累積する。この累積結果は記憶
回路６に記憶され、かつ出力する。つまり、記憶
回路６から出力される累積結果は、転がり軸受か
ら発生する信号のうち、しきい値を越える振幅の
信号の発生時間間隔の分布であり、この分布は、
例えばスラスト玉軸受の場合は、第４図に示すよ
うになる。このパターンは軸受の回転速度や内部
寸法によつて決定されるものであり、したがつて
時間間隔分布のパターンから、その異常が内輪に
関するもの（内輪破損、パターンＡ）、外輪に関
するもの（外輪破損、パターンＢ）、あるいは玉
に関するもの（玉破損、パターンＣ）であるか、
また単なるノイズ（パターンＤ）であるかを判定
することができる。なお、一般的には、前記のパ
ターンは軸受の種類や大きさ、運転条件によつて
異なる固有のものとなるのは言うまでもない。
［発明の効果］
このようにこの発明の異常検出方法では、軸受
に異常が生じたことがわかるだけでなく、具体的
に軸受のどの部品に異常が生じたかを判定するこ
とができる。
に異常が生じたことがわかるだけでなく、具体的
に軸受のどの部品に異常が生じたかを判定するこ
とができる。
［実験例］
この発明の発明者はこの発明の転がり軸受の異
常検出方法の性能を、スラスト玉軸受の構成をシ
ミユレーシヨンした試験軸受の転がり疲れの実験
において調べた。
常検出方法の性能を、スラスト玉軸受の構成をシ
ミユレーシヨンした試験軸受の転がり疲れの実験
において調べた。
（実験条件）
試験軸受として、Ａタイプを使用した。タイプ
Ａの試験軸受はスラスト玉軸受51105（内径25mm、
外径42mm、軸受高さ11mm）をシミユレートしたも
ので、外径6.35mmの玉を３個組込んだ点と、外輪
と玉の接触が平面と球の接触になつている点がス
ラスト玉軸受と異なつている。
Ａの試験軸受はスラスト玉軸受51105（内径25mm、
外径42mm、軸受高さ11mm）をシミユレートしたも
ので、外径6.35mmの玉を３個組込んだ点と、外輪
と玉の接触が平面と球の接触になつている点がス
ラスト玉軸受と異なつている。
実験条件として、アキシヤル荷重3.14kN、回
転数660rpmとし、JIS VG56の鉱油による油浴潤
滑とした。この荷重条件における接触応力は、試
験軸受タイプＡの玉と平面の接触では5.68GPa、
玉と軌道溝の接触では3.41GPaであつた。
転数660rpmとし、JIS VG56の鉱油による油浴潤
滑とした。この荷重条件における接触応力は、試
験軸受タイプＡの玉と平面の接触では5.68GPa、
玉と軌道溝の接触では3.41GPaであつた。
実験中、試験軸受の振動を検出し、AEの異常
信号発生時間間隔の測定では振動加速度が4.9〜
7.8ｍ／s2を、振動の測定では9.8ｍ／s2を超えた
時実験を自動的に停止した。寿命は試験機モータ
と連動する積算時間計で測定した。
信号発生時間間隔の測定では振動加速度が4.9〜
7.8ｍ／s2を、振動の測定では9.8ｍ／s2を超えた
時実験を自動的に停止した。寿命は試験機モータ
と連動する積算時間計で測定した。
（実験結果）
第５図は異常信号発生時間間隔のヒストグラム
である。第５図の横軸は異常信号の時間間隔で、
分解能を0.5ｍｓとしたので０〜128ｍｓの範囲に
ある。縦軸は測定時間におけるAEの事象数（発
生数）で、各時間間隔ごとに累積値で示してい
る。測定時間P2は30minである。第５図では、期
間P2において時間間隔60ｍｓと120ｍｓの近くに
鋭いピークがみられる。
である。第５図の横軸は異常信号の時間間隔で、
分解能を0.5ｍｓとしたので０〜128ｍｓの範囲に
ある。縦軸は測定時間におけるAEの事象数（発
生数）で、各時間間隔ごとに累積値で示してい
る。測定時間P2は30minである。第５図では、期
間P2において時間間隔60ｍｓと120ｍｓの近くに
鋭いピークがみられる。
転動体が１公転するに要する時間TRは、一般
的に式(1)から求められる。
的に式(1)から求められる。
TR＝（２／Ｎ）×｛Dp／（Dp−Ccosα）｝ (1)
なお、Ｎは軸受の内輪の回転数で、Dpはピツ
チ円径で、Ｄは転動体の直径、αは接触角であ
る。
チ円径で、Ｄは転動体の直径、αは接触角であ
る。
本実験に使用した試験軸受では、α＝90゜なの
で、TR＝２／Ｎとなる。
で、TR＝２／Ｎとなる。
内輪或いは外輪の軌道上のある一点を隣り合う
玉が通過する時間間隔Trは、３個の玉が軌道上
に等間隔に配置されていることを考慮すると、 Tr＝（２／Ｎ）×（１／３） (2) となる。
玉が通過する時間間隔Trは、３個の玉が軌道上
に等間隔に配置されていることを考慮すると、 Tr＝（２／Ｎ）×（１／３） (2) となる。
本実験ではＮ＝11Hzであつたので、Tr＝60.6ｍ
ｓとなり、期間P2で観測された異常信号の時間
間隔の値と一致する。また、ノイズを任意のノイ
ズ除去技術によつて前もつて可能な限り除去して
おく場合には異常に係わる信号も、異常とは無関
係な信号も全部一緒に処理するのではなく、異常
に係わる信号のみを抽出して処理するので、無駄
な処理が無く、ノイズの中に真の異常に起因する
信号が埋つてしまう恐れもなく、検出速度を高
め、かつ、検出精度を上げることが容易である。
ｓとなり、期間P2で観測された異常信号の時間
間隔の値と一致する。また、ノイズを任意のノイ
ズ除去技術によつて前もつて可能な限り除去して
おく場合には異常に係わる信号も、異常とは無関
係な信号も全部一緒に処理するのではなく、異常
に係わる信号のみを抽出して処理するので、無駄
な処理が無く、ノイズの中に真の異常に起因する
信号が埋つてしまう恐れもなく、検出速度を高
め、かつ、検出精度を上げることが容易である。
なお、以上の説明は、転がり軸受からの信号の
うち、振動を利用して異常検出をしたものの実施
例についてのものであるが、この発明は振動のほ
か、音響、AEを利用することもできる。
うち、振動を利用して異常検出をしたものの実施
例についてのものであるが、この発明は振動のほ
か、音響、AEを利用することもできる。
第１図は転がり軸受から出る信号を示すグラ
フ、第２図は検出装置の構成を示すブロツク図、
第３図は転がり軸受から出る信号としきい値の関
係を示すグラフ、第４図は信号パルスの発生時間
間隔の分布パターンを示すグラフ、及び第５図は
AE信号発生時間間隔の測定結果を示すグラフで
ある。 １……検出装置、２……パルス化回路、３……
クロツク回路、４……計時回路、５……累積回
路、６……記憶回路。
フ、第２図は検出装置の構成を示すブロツク図、
第３図は転がり軸受から出る信号としきい値の関
係を示すグラフ、第４図は信号パルスの発生時間
間隔の分布パターンを示すグラフ、及び第５図は
AE信号発生時間間隔の測定結果を示すグラフで
ある。 １……検出装置、２……パルス化回路、３……
クロツク回路、４……計時回路、５……累積回
路、６……記憶回路。
Claims (1)
- １ 被検対象である転がり軸受の運転時に前記転
がり軸受から発生する信号のうち、しきい値を越
える振幅の信号をトリガー信号として一定のサン
プリングタイムだけ稼働するクロツクを始動し、
前記トリガー信号からの前記サンプリングタイム
内における前記しきい値を越える振幅の信号の発
生時間間隔を計測し、その動作を繰返して前記発
生時間間隔の分布のパターンによつて軸受の異常
を検出することを特徴とする転がり軸受の異常検
出方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57230442A JPS59116526A (ja) | 1982-12-24 | 1982-12-24 | 転がり軸受の異常検出方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57230442A JPS59116526A (ja) | 1982-12-24 | 1982-12-24 | 転がり軸受の異常検出方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59116526A JPS59116526A (ja) | 1984-07-05 |
| JPH0257657B2 true JPH0257657B2 (ja) | 1990-12-05 |
Family
ID=16907961
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57230442A Granted JPS59116526A (ja) | 1982-12-24 | 1982-12-24 | 転がり軸受の異常検出方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59116526A (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59173720A (ja) * | 1983-03-24 | 1984-10-01 | Nippon Kokan Kk <Nkk> | 低速回転機の振動診断方法および装置 |
| JPS603527A (ja) * | 1983-06-20 | 1985-01-09 | Tokico Ltd | ブレーキ鳴き試験装置 |
| JPS62226033A (ja) * | 1986-03-28 | 1987-10-05 | Agency Of Ind Science & Technol | メカニカルシ−ル摺動状態評価装置 |
| JPH0616001B2 (ja) * | 1987-10-02 | 1994-03-02 | 日本たばこ産業株式会社 | ころがり軸受の非破壊検査方法及び装置 |
| JP6382539B2 (ja) * | 2014-03-17 | 2018-08-29 | サクサ株式会社 | 振動検出装置 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4829478A (ja) * | 1971-08-21 | 1973-04-19 |
-
1982
- 1982-12-24 JP JP57230442A patent/JPS59116526A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59116526A (ja) | 1984-07-05 |
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