JPH065193B2 - 軸受残存寿命予知装置 - Google Patents

軸受残存寿命予知装置

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JPH065193B2
JPH065193B2 JP62107113A JP10711387A JPH065193B2 JP H065193 B2 JPH065193 B2 JP H065193B2 JP 62107113 A JP62107113 A JP 62107113A JP 10711387 A JP10711387 A JP 10711387A JP H065193 B2 JPH065193 B2 JP H065193B2
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奉之 三枝
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    • G01M13/04—Bearings
    • G01M13/045—Acoustic or vibration analysis

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  • Acoustics & Sound (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
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Description

【発明の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ この発明は、アコースティックエミッション（ＡＥ）を
利用した軸受の残存寿命予知装置に関する。
＜従来の技術＞ 従来、ＡＥを利用したすべり軸受の異常検出方法とし
て、油膜切れに伴うスリーブとブッシュの相互接触で生
じる金属表面の損傷によって放出されるＡＥ信号により
軸受の異常を検出する方法がある。また、ころがり軸受
の異常予知方法としては、軸受から放出される全ての周
波数のＡＥ信号または数１００ＫHzの範囲の周波数のＡ
Ｅ信号により軸受の異常を検出したり、はくり等の異常
を予知する方法がある。
＜発明が解決しようとする問題点＞ しかしながら、上記従来のすべり軸受の異常検出方法で
は、金属表面の損傷によるＡＥを検出するため損傷の予
知ができないという問題がある。また、ころがり軸受の
異常予知方法では、広範囲の周波数のＡＥ信号を検出
し、損傷に特有な周波数範囲のＡＥ信号を検出しないた
め軸受の異常判定やはくり等の異常予知判定の精度が悪
いという問題がある。従来の如く転がり軸受から放出さ
れる全ての周波数のＡＥ信号によってはくり等の異常を
予知する場合、転がり軸受の運転時間がはくり時間の４
０〜８０％の段階で危険判定をしなければならないとい
う問題がある。
そこで、この発明の目的は、転がり軸受のはくりの前兆
として現れる特定周波数帯域のＡＥ信号を検出して高い
制度で軸受の残存寿命を予知する軸受残存寿命予知装置
を提供することにある。
＜問題点を解決するための手段＞ 本発明者は、はくりの前兆であるクラックや白層などが
発生した転がり軸受からは第２図に示すように１５０Ｋ
Hz〜４００ＫHzの間でパワー値が大きいスペクトルのＡ
Ｅ信号が信号されることを発見した。また、第３図に示
すように転がり軸受からのＡＥ信号のうち１５０ＫHzか
ら４００ＫHzの間の特定周波数帯域（約３０ＫHz幅）の
ＡＥ信号のパワー値が、転がり軸受の運転時間がはくり
時間の７０％以上の場合は７０％以下の場合に比べて著
しく大きいことを発見した。また、上記ＡＥ信号のうち
１５０ＫHz〜４００ＫHzの間にあって上記特定周波数帯
域以外のＡＥ信号のパワー値は第４図に示すように、軸
受をはくり時間に至るまで運転しても顕著な変化が現れ
ないことを発見した。なお、上記特定周波数帯域はクラ
ックや白層などの発生状況により若干変動することも発
見した。
上記現象に基づき、この発明の軸受残存寿命予知装置
は、軸受からのアコースティックエミッションを検出す
るセンサと、上記センサからの出力のうち、１５０ＫHz
〜４００ＫHzの周波数帯域内にあるそれぞれ異なった特
定周波数帯域の出力を通過させる複数のバンドパスフィ
ルタと、上記バンドパスフィルタの出力と上記特定周波
数帯域における基準値とを比較する比較手段とを備え
て、上記比較手段の出力に基づいて軸受の残存寿命を予
知するようにしたことを特徴としている。
＜作用＞ 軸受からのＡＥはセンサにより検出され、このセンサか
らの出力は複数のバンドパスフィルタに入力される。上
記複数のバンドパスフィルタにより上記出力のうち１５
０ＫHz〜４００ＫHzの周波数帯域内にあるそれぞれに異
なった特定周波数帯域の出力だけが通過させられ、比較
手段に入力される。上記比較手段で上記特定周波数帯域
の出力が基準値と比較され、上記比較手段の出力に基づ
いて軸受の残存寿命が予知される。
＜実施例＞ 以下、この発明を図示の実施例により詳細に説明する。
第１図において、１は軸受に取り付けられ、軸受からの
ＡＥを検出するセンサ、２は上記センサ１からのＡＥ信
号を増巾するアンプ、３・１，３・2,…,3・nは上記増巾
されたＡＥ信号の内１５０ＫHz〜４００ＫHzの間にある
例えば５ＫHzから２０ＫHzの幅の特定周波数帯域のＡＥ
信号だけを通過させるバンドパスフィルタ、４・１，４
・2,…,4・nは上記バンドパスフィルタ３・１，３・2,
…,3・nの出力を基準値と比較して、上記バンドパスフィ
ルタの出力のパワー値が基準値を上回ったときに信号を
出力する比較回路、５は上記比較回路４・１，４・2,
…,4・nからの出力をうけて警報を発するオア回路であ
る。
上記構成により、センサ１によって検出されたＡＥ信号
は、アンプ２を介してバンドパスフィルタ３・１，３・
2,…,3・nに入力される。上記バンドパスフィルタは１５
０ＫHz〜４００ＫHzの間にある５ＫHzから２０ＫHzの幅
の周波数帯域のＡＥ信号だけを通過させ比較回路４・
１，４・2,…,4・nに入力する。上記比較回路は上記ＡＥ
信号のパワー値を基準値と比較して、上記パワー値が基
準値を上回ったときに信号をオア回路５に入力する。上
記オア回路５は上記比較回路のいずれか一つから信号を
うけたときに警報を発する。
このようにして、軸受から発生するＡＥ信号のうち１５
０ＫHz〜４００ＫHzの間にある５ＫHzから２０ＫHzの幅
の特定周波数帯域のＡＥ信号のパワー値を基準値と比較
しているので、軸受の運転時間がはくり時間の７０％〜
９０％の状態、すなわちはくりの前兆であるクラックや
白層などが発生した状態を検出でき、軸受の残存寿命を
高い精度で予知することができる。
また、複数のバンドパスフィルタを用いているので、特
定の帯域を精度良く検出でき、雑音の影響を緩和でき
る。
上記実施例においては、オア回路５は比較回路４・１，
４・2,…,4・nのいずれか一つから信号をうけたときに警
報を発するようにしたが、上記オア回路に代えてアンド
回路を用い上記全ての比較回路からの信号を受けたとき
に警報を発するようにしてもよい。
また、上記実施例においては、比較手段をアナログ回路
である比較回路４・１，４・2,…,4・nとで構成したが、
マイクロコンピュータのソフトウエアで構成してもよ
い。
＜発明の効果＞ 以上より明らかなように、この発明の軸受残存寿命予知
装置は、１５０ＫHz〜４００ＫHzの間にある特定周波数
帯域のＡＥ信号だけを通す複数のバンドパスフィルタと
上記ＡＥ信号のパワー値と基準値を比較する比較手段を
備えているので、軸受の運転時間がはくり時間の７０％
〜９０％の状態、すなわちはくりの前兆であるクラック
や白層などが発生した状態を検出でき、軸受の残存寿命
を高い精度で予知することができる。
また、この発明の軸受残存寿命予知装置は、軸受からの
ＡＥ信号のうち１５０ＫHz〜４００ＫHzの間にある特定
周波数帯域のＡＥ信号だけを通過させるバンドパスフィ
ルタを複数個設けているので、雑音等の影響を少なくす
ることが可能であり、また、クラックや白層などの発生
状況による特定周波数帯域の変動に精度良く対処するこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
第１図はこの発明の一実施例の軸受残存寿命予知装置の
回路構成を示すブロック図、第２図ははくりの前兆であ
るクラックや白層などが発生した軸受からのＡＥ信号の
スペクトル図、第３図は軸受からのＡＥ信号のうち１５
０ＫHz〜４００ＫHzの間にある特定周波数帯域のＡＥ信
号のパワー値と軸受の運転時間との関係を示す図、第４
図は１５０ＫHz〜４００ＫHzの間にあって上記特定周波
数帯域以外のＡＥ信号のパワー値と軸受の運転時間との
関係を示す図である。 １…センサ、２…アンプ、 ３・１，３・2,…,3・n…バンドパスフィルタ、 ４・１，４・2,…,4・n…比較回路、 ５…オア回路。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】軸受からのアコースティックエミッション
    を検出するセンサと、 上記センサからの出力のうち、１５０ＫHz〜４００ＫHz
    の周波数帯域内にあるそれぞれ異なった特定周波数帯域
    の出力を通過させる複数のバンドパスフィルタと、 上記バンドパスフィルタの出力と上記特定周波数帯域に
    おける基準値とを比較する比較手段とを備えて、上記比
    較手段の出力に基づいて軸受の残存寿命を予知するよう
    にしたことを特徴とする軸受残存寿命予知装置。
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