JPH0548856B2 - - Google Patents
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- JPH0548856B2 JPH0548856B2 JP60120508A JP12050885A JPH0548856B2 JP H0548856 B2 JPH0548856 B2 JP H0548856B2 JP 60120508 A JP60120508 A JP 60120508A JP 12050885 A JP12050885 A JP 12050885A JP H0548856 B2 JPH0548856 B2 JP H0548856B2
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- 230000005856 abnormality Effects 0.000 claims description 30
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 claims description 21
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 15
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- 239000010687 lubricating oil Substances 0.000 claims description 8
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 claims description 5
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 12
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Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/40—Engine management systems
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- Testing Of Devices, Machine Parts, Or Other Structures Thereof (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials Using Thermal Means (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
Ａ 産業上の利用分野
本発明は軸受の温度異常を検出する方法に関
し、水温等の外乱に影響されずに確実に軸受の温
度異常が検出できるように企図したものである。
し、水温等の外乱に影響されずに確実に軸受の温
度異常が検出できるように企図したものである。
Ｂ 発明の概要
本発明は軸受の温度異常を検出する方法におい
て、潤滑油冷却水温度と軸受温度とから軸受換算
温度を定め、この軸受換算温度から求めた軸受評
価温度上昇率と、軸受温度から求めた軸受温度上
昇率を比べて軸受の温度異常を検出するようにし
たもので、潤滑油冷却水温度の変化に係わらず全
ての温度範囲にわたり軸受の温度異常が検出でき
るようにしたものである。
て、潤滑油冷却水温度と軸受温度とから軸受換算
温度を定め、この軸受換算温度から求めた軸受評
価温度上昇率と、軸受温度から求めた軸受温度上
昇率を比べて軸受の温度異常を検出するようにし
たもので、潤滑油冷却水温度の変化に係わらず全
ての温度範囲にわたり軸受の温度異常が検出でき
るようにしたものである。
Ｃ 従来の技術
一般に、水力発電所に発電機や水車の軸受に
は、軸受保護のために温度検出装置が取り付けら
れ、その軸受の温度が異常温度となつた場合に警
報を発して水車等の運転を停止させて機器の損傷
を防止している。
は、軸受保護のために温度検出装置が取り付けら
れ、その軸受の温度が異常温度となつた場合に警
報を発して水車等の運転を停止させて機器の損傷
を防止している。
従来、この軸受温度検出装置による軸受温度の
検出監視は、第４図で示すように許容される最高
温度θ2を設定し、検出される軸受温度θ1が許容最
高温度θ2を越えた時警報を発するようにしてい
る。ところがこの検出方法では軸受が低温時（始
動直後）に異常上昇した場合、軸受温度の上昇は
線０１の如く、軸受温度θ1が異常上昇開始時点か
ら許容最高温度θ2に達するまでに時間t1を要し、
t1時間経過後に始めて軸受温度θ1が異常状態であ
ることが確認できる。このため、警報が出た時は
すでに軸受部の焼付等重大な故障に発展してしま
うことがある。
検出監視は、第４図で示すように許容される最高
温度θ2を設定し、検出される軸受温度θ1が許容最
高温度θ2を越えた時警報を発するようにしてい
る。ところがこの検出方法では軸受が低温時（始
動直後）に異常上昇した場合、軸受温度の上昇は
線０１の如く、軸受温度θ1が異常上昇開始時点か
ら許容最高温度θ2に達するまでに時間t1を要し、
t1時間経過後に始めて軸受温度θ1が異常状態であ
ることが確認できる。このため、警報が出た時は
すでに軸受部の焼付等重大な故障に発展してしま
うことがある。
そこで上記方法の欠点を解消するため軸受温度
の上昇過程の異常を監視することに着目し、第５
図で示すように軸受温度の関数として正常な軸受
温度θ3の温度上昇率dθ3／dtを定め、この温度上昇率 dθ3／dtを基準に許容温度上昇率dθ4／dtを設定し、軸
受 の温度上昇率がこの許容温度上昇率dθ4／dtを越えた 時警報を発するようにしたものが提案されてい
る。この方法によると温度上昇率により異常判断
を行なうため応答性が良好であり、しかも軸受温
度θの変化に応じて適確な異常判断値としての温
度上昇率を変化させるため、起動時あるいは長時
間運転後にかからわず適切な温度異常判断を行な
うことができる。
の上昇過程の異常を監視することに着目し、第５
図で示すように軸受温度の関数として正常な軸受
温度θ3の温度上昇率dθ3／dtを定め、この温度上昇率 dθ3／dtを基準に許容温度上昇率dθ4／dtを設定し、軸
受 の温度上昇率がこの許容温度上昇率dθ4／dtを越えた 時警報を発するようにしたものが提案されてい
る。この方法によると温度上昇率により異常判断
を行なうため応答性が良好であり、しかも軸受温
度θの変化に応じて適確な異常判断値としての温
度上昇率を変化させるため、起動時あるいは長時
間運転後にかからわず適切な温度異常判断を行な
うことができる。
ところで、潤滑油冷却水の温度が季節により変
化すると第６図の如く軸受温度θにも変化が生じ
る。即ち、夏場の水温Ｂと冬場の水温Ａには△tC
の差があり、軸受飽和温度にも△tBの差が生じ、
軸受温度曲線を温度上昇率と軸受温度の関係で表
わす第７図で示すように軸受温度の上昇率は冷却
水温度によつて異なつた値となる。ここで軸受飽
和温度差△tBは一般的に冷却水温度差△tCの約半
分になることが判明しており、冷却水温の年間変
化はおおむね20℃であるので、軸受温度の変化は
約10℃となる。尚、第６図において、冷却水温度
がＡの場合の各時間に対する軸受温度θは下式で
表わすことができる。
化すると第６図の如く軸受温度θにも変化が生じ
る。即ち、夏場の水温Ｂと冬場の水温Ａには△tC
の差があり、軸受飽和温度にも△tBの差が生じ、
軸受温度曲線を温度上昇率と軸受温度の関係で表
わす第７図で示すように軸受温度の上昇率は冷却
水温度によつて異なつた値となる。ここで軸受飽
和温度差△tBは一般的に冷却水温度差△tCの約半
分になることが判明しており、冷却水温の年間変
化はおおむね20℃であるので、軸受温度の変化は
約10℃となる。尚、第６図において、冷却水温度
がＡの場合の各時間に対する軸受温度θは下式で
表わすことができる。
θ＝θA（１−ε-t/TA） ……(1)
(1)式より
dθ／dt＝θA／TAε-t/TA ……(2)
また(1)式より
θ＝θA−θAε-t/TA
∴ε-t/TA＝１−θ／θA ……(3)
(2)、(3)式より軸受温度の変化率は、
dθ／dt＝θA／TA×（１−θ／θA）
∴dθ／dt＝θA／TA×θA−θ／θA＝１／TA（θA−θ
） ∴dθ／dt＝−１／TAθ＋θA／TA ……(4) となる。
） ∴dθ／dt＝−１／TAθ＋θA／TA ……(4) となる。
上式においてｔは時間、TAは時間常数（タイ
ムコンスタント）である。
ムコンスタント）である。
また冷却水温がＢの場合も同様に計算すること
ができる。
ができる。
Ｄ 発明が解決しようとする問題点
上述した方法では軸受温度上昇率を異常判断の
基準としているため、始動時に軸受温度が急上昇
した場合は速やかに異常判断を行なうことができ
る等、運転状態に合わせた異常判断が可能である
が、軸受温度に無視できない影響を与える潤滑油
冷却水温に対する考慮がない。その結果、特に夏
と冬で冷却水温の差が大きい場所で使用される発
電機等の軸受の温度異常検出は精度良く行なうこ
とが不可能であつた。
基準としているため、始動時に軸受温度が急上昇
した場合は速やかに異常判断を行なうことができ
る等、運転状態に合わせた異常判断が可能である
が、軸受温度に無視できない影響を与える潤滑油
冷却水温に対する考慮がない。その結果、特に夏
と冬で冷却水温の差が大きい場所で使用される発
電機等の軸受の温度異常検出は精度良く行なうこ
とが不可能であつた。
本発明は上述した欠点を解決するためなされた
もので、軸受温度と潤滑油冷却水温度を基にして
軸受温度の異常を検出する方法を提供し、もつて
全ての温度範囲にわたつて短時間に軸受温度異常
を検出できるようにすると共に、冷却水温度変化
などの外乱を防止して精度良く軸受温度異常を検
出できるようにすることを目的とする。
もので、軸受温度と潤滑油冷却水温度を基にして
軸受温度の異常を検出する方法を提供し、もつて
全ての温度範囲にわたつて短時間に軸受温度異常
を検出できるようにすると共に、冷却水温度変化
などの外乱を防止して精度良く軸受温度異常を検
出できるようにすることを目的とする。
Ｅ 問題点を解決するための手段・作用
上記のような欠点を解決する本発明は、潤滑油
冷却水温度に軸受構造毎に定められる定数を乗じ
た値と軸受温度とを演算して軸受換算温度を定
め、この軸受換算温度から軸受評価温度上昇率を
求めると共に軸受温度から軸受温度上昇率を求
め、この軸受温度上昇率と前記軸受評価温度上昇
率とを比べ軸受温度上昇率がその時点の軸受評価
温度上昇率を越えた場合に軸受温度異常とみなす
ようにしたものである。
冷却水温度に軸受構造毎に定められる定数を乗じ
た値と軸受温度とを演算して軸受換算温度を定
め、この軸受換算温度から軸受評価温度上昇率を
求めると共に軸受温度から軸受温度上昇率を求
め、この軸受温度上昇率と前記軸受評価温度上昇
率とを比べ軸受温度上昇率がその時点の軸受評価
温度上昇率を越えた場合に軸受温度異常とみなす
ようにしたものである。
Ｆ 実施例
以下本発明の一実施例を図面に基づき詳細に説
明する。
明する。
第１図は本発明の一実施例に係る軸受温度異常
検出方法を示すグラフ、第２図は本発明方法を適
用した立形水車発電機の推力軸受の部分縦断面、
第３図は本発明の示すフローチヤートである。推
力軸受の回転軸１は回転子２と一体となつてお
り、又回転軸１には回転部材（スラストボス）３
が一体的に取付けられている。回転部材３の周面
はラジアルジヤーナル部４となつており、又回転
部材３にはリング状の回転板５が取付けられ、回
転板５の下面はスラストジヤーナル部６となつて
いる。一方、枠体７には回転板５及び回転部材３
を収容し且つ潤滑用の油８が貯えられた油槽９が
設けられている。油槽９の上部には前記ラジサル
ジヤーナル部４を囲繞するラジアル軸受（ガイド
メタル）１０が設けられ、回転部材３には油８を
前記ラジアルジヤーナル部４とラジアル軸受１０
との間に導くための導油孔１１が設けられてい
る。油槽９の底部には前記スラストジヤーナル部
６と面するスラスト軸受（セクターメタル）１２
が固定されて、スラスト軸受１２には図示しない
抵抗温度計が設けられている。又、油槽９内の油
８中には多数の冷却水管１３が配管され、その中
を冷却水が通されるようになつており、冷却水管
１３の入口側には図示しない抵抗温度計が設けら
れている。
検出方法を示すグラフ、第２図は本発明方法を適
用した立形水車発電機の推力軸受の部分縦断面、
第３図は本発明の示すフローチヤートである。推
力軸受の回転軸１は回転子２と一体となつてお
り、又回転軸１には回転部材（スラストボス）３
が一体的に取付けられている。回転部材３の周面
はラジアルジヤーナル部４となつており、又回転
部材３にはリング状の回転板５が取付けられ、回
転板５の下面はスラストジヤーナル部６となつて
いる。一方、枠体７には回転板５及び回転部材３
を収容し且つ潤滑用の油８が貯えられた油槽９が
設けられている。油槽９の上部には前記ラジサル
ジヤーナル部４を囲繞するラジアル軸受（ガイド
メタル）１０が設けられ、回転部材３には油８を
前記ラジアルジヤーナル部４とラジアル軸受１０
との間に導くための導油孔１１が設けられてい
る。油槽９の底部には前記スラストジヤーナル部
６と面するスラスト軸受（セクターメタル）１２
が固定されて、スラスト軸受１２には図示しない
抵抗温度計が設けられている。又、油槽９内の油
８中には多数の冷却水管１３が配管され、その中
を冷却水が通されるようになつており、冷却水管
１３の入口側には図示しない抵抗温度計が設けら
れている。
この装置では、回転軸１と共に回転部材３が回
転し、その遠心力により油８がスラストジヤーナ
ル部６とスラスト軸受１２との間並びに導油管１
１を通つてラジアルジヤーナル部４とラジアル軸
受１０と間に供給され、各軸受部がそれぞれ冷却
されると共に、冷却に供された油８は冷却水管１
３内を流れる水によつて冷却される。
転し、その遠心力により油８がスラストジヤーナ
ル部６とスラスト軸受１２との間並びに導油管１
１を通つてラジアルジヤーナル部４とラジアル軸
受１０と間に供給され、各軸受部がそれぞれ冷却
されると共に、冷却に供された油８は冷却水管１
３内を流れる水によつて冷却される。
スラスト軸受１２と冷却水の温度はスラスト軸
受１２と冷却水管１３の入口側に設けられた抵抗
温度計によつて計測され、計測された温度を基に
して下式の如く軸受評価温度上昇率Ｄを軸受温度
に冷却水温の補正を加えた軸受評価温度θXの関数
として表わす。
受１２と冷却水管１３の入口側に設けられた抵抗
温度計によつて計測され、計測された温度を基に
して下式の如く軸受評価温度上昇率Ｄを軸受温度
に冷却水温の補正を加えた軸受評価温度θXの関数
として表わす。
θX＝θN−θCN−Ｋ（θCO−θCN） ……(5)
Ｄ＝−AθX＋Ｂ ……(6)
θX：軸受換算温度
θN：刻々の軸受温度
θCN：刻々の冷却水温度
Ｋ：冷却水温変化の補正係数
θCO：初期値（基準値）の冷却水温度
Ｄ：軸受評価温度上昇率
Ａ、Ｂ：それぞれ軸受の大きさ、構造によつて決
まる係数及び定数。単位はそれぞれ１／min及び ℃／min。
まる係数及び定数。単位はそれぞれ１／min及び ℃／min。
尚、(5)式中の補正係数Ｋは軸受構造及びその冷
却構造などにより異なつた値となる。水車発電機
の軸受例では0.4〜0.8程度でる。このＫの値を軸
受構造の異なつた実測例毎に用意しておけば類似
機の冷却水温度変化の補正係数Ｋは事前に推定す
ることが可能である。
却構造などにより異なつた値となる。水車発電機
の軸受例では0.4〜0.8程度でる。このＫの値を軸
受構造の異なつた実測例毎に用意しておけば類似
機の冷却水温度変化の補正係数Ｋは事前に推定す
ることが可能である。
この(5)(6)式により第６図で示した冷却水温度
Ａ、Ｂそれぞれの軸受温度上昇率Ｄと軸受評価温
度θXとの関係を表わすと第１図で示したようにな
る。即ち冷却水温度に大きな差があつても軸受温
度θAとθBの特性がほとんど一致しているので軸受
換算温度θXに対して軸受評価温度上昇率Ｄは略同
じ値となり、軸受温度の異常を正確に検出するこ
とができる。尚、冷却水温度に△tCになる大きな
差があつても極くわずかな差△tBXの範囲の誤差
となることは軸受温度θAとθBが略一致しているの
で当然の結果である。
Ａ、Ｂそれぞれの軸受温度上昇率Ｄと軸受評価温
度θXとの関係を表わすと第１図で示したようにな
る。即ち冷却水温度に大きな差があつても軸受温
度θAとθBの特性がほとんど一致しているので軸受
換算温度θXに対して軸受評価温度上昇率Ｄは略同
じ値となり、軸受温度の異常を正確に検出するこ
とができる。尚、冷却水温度に△tCになる大きな
差があつても極くわずかな差△tBXの範囲の誤差
となることは軸受温度θAとθBが略一致しているの
で当然の結果である。
次に具体的な異常検出について第３図のフロー
チヤートを参照して説明する。まず軸受温度と冷
却水温度がコンピユータに入力され軸受評価温度
θXが(5)式に基づき演算され、この軸受評価温度θX
から(6)に基づき軸受評価温度上昇率Ｄが演算され
る。また実際の軸受温度上昇率dθ／dtも演算され る。次に軸受温度上昇率dθ／dtと軸受評価温度上昇 率Ｄが比較され、軸受温度上昇率dθ／dtが軸受評価 温度上昇率Ｄよりも大きくなつた場合には異常警
報が発せられ、軸受温度上昇率dθ／dtが軸受評価温 度上昇率Ｄよりも小さいかあるいは等しい場合に
は軸受温度と冷却水温度の検出が続けられる。
チヤートを参照して説明する。まず軸受温度と冷
却水温度がコンピユータに入力され軸受評価温度
θXが(5)式に基づき演算され、この軸受評価温度θX
から(6)に基づき軸受評価温度上昇率Ｄが演算され
る。また実際の軸受温度上昇率dθ／dtも演算され る。次に軸受温度上昇率dθ／dtと軸受評価温度上昇 率Ｄが比較され、軸受温度上昇率dθ／dtが軸受評価 温度上昇率Ｄよりも大きくなつた場合には異常警
報が発せられ、軸受温度上昇率dθ／dtが軸受評価温 度上昇率Ｄよりも小さいかあるいは等しい場合に
は軸受温度と冷却水温度の検出が続けられる。
尚上記一実施例は水車発電機の軸受に適用した
ものであるが、軸受潤滑油を水で冷却する型の軸
受であれば上記一実施例に限定されるものではな
い。
ものであるが、軸受潤滑油を水で冷却する型の軸
受であれば上記一実施例に限定されるものではな
い。
Ｇ 発明の効果
本発明に係る軸受温度異常検出方法において
は、軸受温度と冷却水温度に基づき軸受換算温度
を求めこの軸受換算温度から軸受評価温度上昇率
を演算し、この軸受評価温度上昇率と実際の軸受
温度上昇率を比較して軸受温度の異常を検出して
いるので、全ての温度範囲にわたつて短時間に軸
受温度異常の検出ができる。更に冷却水温度変化
などの外乱を防止して精度良く軸受温度異常の検
出ができる。
は、軸受温度と冷却水温度に基づき軸受換算温度
を求めこの軸受換算温度から軸受評価温度上昇率
を演算し、この軸受評価温度上昇率と実際の軸受
温度上昇率を比較して軸受温度の異常を検出して
いるので、全ての温度範囲にわたつて短時間に軸
受温度異常の検出ができる。更に冷却水温度変化
などの外乱を防止して精度良く軸受温度異常の検
出ができる。
第１図は本発明の一実施例に係る軸受温度異常
検出方法を示すグラフ、第２図は本発明方法を適
用した立形水車発電機の推力軸受の部分縦断面
図、第３図は本発明方法を示すフローチヤート、
第４図は許容最高温度を決めて軸受温度の異常検
出を行なう方法を示すグラフ、第５図は軸受温度
上昇率に基づいて軸受温度の異常検出を行なう方
法を示すグラフ、第６図は冷却水温度と軸受温度
の変化を示すグラフ、第７図は第６図で示した軸
受温度曲線を温度上昇率と軸受温度の関係で表わ
すグラフである。 図面中、１は回転軸、１０はラジアル軸受、１
２はスラスト軸受、１３は冷却水管、θXは軸受換
算温度、Ｄは軸受評価温度上昇率である。
検出方法を示すグラフ、第２図は本発明方法を適
用した立形水車発電機の推力軸受の部分縦断面
図、第３図は本発明方法を示すフローチヤート、
第４図は許容最高温度を決めて軸受温度の異常検
出を行なう方法を示すグラフ、第５図は軸受温度
上昇率に基づいて軸受温度の異常検出を行なう方
法を示すグラフ、第６図は冷却水温度と軸受温度
の変化を示すグラフ、第７図は第６図で示した軸
受温度曲線を温度上昇率と軸受温度の関係で表わ
すグラフである。 図面中、１は回転軸、１０はラジアル軸受、１
２はスラスト軸受、１３は冷却水管、θXは軸受換
算温度、Ｄは軸受評価温度上昇率である。
Claims (1)
- １ 潤滑油冷却水温度に軸受構造毎に定められる
定数を乗じた値と実際の軸受温度とを基にして軸
受換算温度を定め、該軸受換算温度から軸受評価
温度上昇率を求めると共に、実際の軸受温度から
軸受温度上昇率を求め、当該軸受温度上昇率と前
記軸受評価温度上昇率を比較し、軸受温度上昇率
が軸受評価温度上昇率よりも高くなつた場合に軸
受温度の異常と判定することを特徴とする軸受温
度の異常検出方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60120508A JPS61280552A (ja) | 1985-06-05 | 1985-06-05 | 軸受温度の異常検出方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60120508A JPS61280552A (ja) | 1985-06-05 | 1985-06-05 | 軸受温度の異常検出方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61280552A JPS61280552A (ja) | 1986-12-11 |
| JPH0548856B2 true JPH0548856B2 (ja) | 1993-07-22 |
Family
ID=14787940
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60120508A Granted JPS61280552A (ja) | 1985-06-05 | 1985-06-05 | 軸受温度の異常検出方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61280552A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011089786A (ja) * | 2009-10-20 | 2011-05-06 | Toyota Motor Corp | 潤滑システム |
| CN111521427A (zh) * | 2020-05-30 | 2020-08-11 | 华能澜沧江水电股份有限公司 | 一种基于传热系数变化实时检测导轴承冷却器异常的方法 |
-
1985
- 1985-06-05 JP JP60120508A patent/JPS61280552A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61280552A (ja) | 1986-12-11 |
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