JPH09133577A - 異常接触検出方法および装置 - Google Patents
異常接触検出方法および装置Info
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- JPH09133577A JPH09133577A JP28891495A JP28891495A JPH09133577A JP H09133577 A JPH09133577 A JP H09133577A JP 28891495 A JP28891495 A JP 28891495A JP 28891495 A JP28891495 A JP 28891495A JP H09133577 A JPH09133577 A JP H09133577A
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- JP
- Japan
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- rotor
- contact
- determination unit
- abnormal
- frequency component
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- Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 第１のロータ及び第２のロータから構成され
る回転流体機械の異常接触を検出する。 【解決手段】 第１のロータ及び第２のロータの回転１
次周波数成分（Ｒ１Ｖ）の少なくとも一方が所定レベル
（Ｖss）より高い場合は、ロータ相互接触判定部８でロ
ータ相互接触と判定する（ステップ１３）。第１のロー
タ及び第２のロータの回転１次周波数にロータの羽根の
枚数を乗じた周波数成分（ＲｎＶ）が所定レベル（Ｖs
t）より高い場合はロータ・ケーシング間接触判定部９
でロータ・ケーシング間接触と判定される（ステップ１
４）。波形レベル判定部５で波形レベル（Ｖｍ）が所定
レベル（st) よりも高く異常と判定され（ステップ１
５）、前記ロータ相互接触判定部８及び前記ロータ・ケ
ーシング間接触判定部９にて全て正常と判定された場合
には、封止材・ロータ間接触判定部１０で封止材・ロー
タ間接触と判定される。各判定部の判定結果は表示部１
２で表示される。
る回転流体機械の異常接触を検出する。 【解決手段】 第１のロータ及び第２のロータの回転１
次周波数成分（Ｒ１Ｖ）の少なくとも一方が所定レベル
（Ｖss）より高い場合は、ロータ相互接触判定部８でロ
ータ相互接触と判定する（ステップ１３）。第１のロー
タ及び第２のロータの回転１次周波数にロータの羽根の
枚数を乗じた周波数成分（ＲｎＶ）が所定レベル（Ｖs
t）より高い場合はロータ・ケーシング間接触判定部９
でロータ・ケーシング間接触と判定される（ステップ１
４）。波形レベル判定部５で波形レベル（Ｖｍ）が所定
レベル（st) よりも高く異常と判定され（ステップ１
５）、前記ロータ相互接触判定部８及び前記ロータ・ケ
ーシング間接触判定部９にて全て正常と判定された場合
には、封止材・ロータ間接触判定部１０で封止材・ロー
タ間接触と判定される。各判定部の判定結果は表示部１
２で表示される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、第１のロータ及び
第２のロータから構成される回転機械、例えばスクリュ
ー圧縮機などの異常接触を非破壊的にリアルタイムで診
断できる異常接触検出方法とそのための装置、及び当該
装置を備えた回転機械並びに回転機械の製造ラインに関
する。
第２のロータから構成される回転機械、例えばスクリュ
ー圧縮機などの異常接触を非破壊的にリアルタイムで診
断できる異常接触検出方法とそのための装置、及び当該
装置を備えた回転機械並びに回転機械の製造ラインに関
する。
【０００２】
【従来の技術】回転機械の摺動部、特に転がり軸受やす
べり軸受等の異常診断に関しては、従来よりＡＥ（Ａｃ
ｏｕｓｔｉｃ Ｅｍｉｓｓｉｏｎ）計測法が数多く用い
られている。例えば、特開昭６４−９１０３３号公報に
は、ＡＥセンサ信号と周期信号とから定常的に発生する
突発波を判別し、この突発波の波高値に比例した信号
と、少なくともＡＥセンサ信号中の連続波の波高値に比
例した信号との大きさを比較して運動装置の摺動部の異
常診断を行う技術が開示されている。また、関連する技
術としては、例えば、特開昭５８−３４３２６号公報、
特開昭６２−２３７３３９号公報および特開昭６２−２
３８４３８号公報などに開示された技術が公知である。
べり軸受等の異常診断に関しては、従来よりＡＥ（Ａｃ
ｏｕｓｔｉｃ Ｅｍｉｓｓｉｏｎ）計測法が数多く用い
られている。例えば、特開昭６４−９１０３３号公報に
は、ＡＥセンサ信号と周期信号とから定常的に発生する
突発波を判別し、この突発波の波高値に比例した信号
と、少なくともＡＥセンサ信号中の連続波の波高値に比
例した信号との大きさを比較して運動装置の摺動部の異
常診断を行う技術が開示されている。また、関連する技
術としては、例えば、特開昭５８−３４３２６号公報、
特開昭６２−２３７３３９号公報および特開昭６２−２
３８４３８号公報などに開示された技術が公知である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上に上げた公
知例では、いずれも１本のロータと軸受部からなる回転
流体機械の異常接触の判定を目的としており、例えば検
出されたＡＥ信号に含まれるロータの回転１次周波数成
分が所定のレベルより大きい場合を異常とする判定方法
を用いている。この場合、ロータが１本であるため、そ
の機械固有の１種類の回転１次周波数を監視すれば異常
判定が十分可能である。
知例では、いずれも１本のロータと軸受部からなる回転
流体機械の異常接触の判定を目的としており、例えば検
出されたＡＥ信号に含まれるロータの回転１次周波数成
分が所定のレベルより大きい場合を異常とする判定方法
を用いている。この場合、ロータが１本であるため、そ
の機械固有の１種類の回転１次周波数を監視すれば異常
判定が十分可能である。
【０００４】しかし、１対のロータを有する回転流体機
械においては、ロータが２本存在するためロータ相互接
触など１本のロータのみの場合には考慮する必要のなか
った現象が起こる。また、固定されていない封止材とロ
ータの接触では、検出した信号の周波数分析結果に特定
の周波数ピークが見られず広帯域の周波数分布となる場
合がある。従って、前述した公知例を用いた場合、２本
のロータを有する回転流体機械の各部の異常接触を診断
することはできなかった。
械においては、ロータが２本存在するためロータ相互接
触など１本のロータのみの場合には考慮する必要のなか
った現象が起こる。また、固定されていない封止材とロ
ータの接触では、検出した信号の周波数分析結果に特定
の周波数ピークが見られず広帯域の周波数分布となる場
合がある。従って、前述した公知例を用いた場合、２本
のロータを有する回転流体機械の各部の異常接触を診断
することはできなかった。
【０００５】本発明は、このような従来技術の実情に鑑
みてなされたもので、その目的は２本のロータを備えた
回転機械において、異常接触部分を確実に検出すること
ができる異常接触検出方法および検出装置を提供するこ
とにある。
みてなされたもので、その目的は２本のロータを備えた
回転機械において、異常接触部分を確実に検出すること
ができる異常接触検出方法および検出装置を提供するこ
とにある。
【０００６】また、他の目的は、製品個別もしくは製造
ラインで、回転機械内部において異常接触するような個
体と当該固体の異常接触部位を確実に識別できるように
することにある。
ラインで、回転機械内部において異常接触するような個
体と当該固体の異常接触部位を確実に識別できるように
することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、第１の手段は、第１のロータ及び第２のロータが対
となり構成される回転機械より放出される弾性波信号を
検波し、第１のロータの回転周波数成分及び第２のロー
タの回転周波数成分のうち少なくとも一方が検波信号に
所定レベル以上含まれる場合をロータ相互接触と同定す
ることを特徴としている。
め、第１の手段は、第１のロータ及び第２のロータが対
となり構成される回転機械より放出される弾性波信号を
検波し、第１のロータの回転周波数成分及び第２のロー
タの回転周波数成分のうち少なくとも一方が検波信号に
所定レベル以上含まれる場合をロータ相互接触と同定す
ることを特徴としている。
【０００８】前記目的を達成するため、第２の手段は、
第１のロータ及び第２のロータが対となり構成される回
転機械より放出される弾性波信号を検波し、第１のロー
タの羽根の枚数にロータの回転周波数及び第２のロータ
の羽根の枚数にロータの回転周波数を乗じた周波数成分
を調べ、それぞれの周波数成分が検波信号に所定レベル
以上含まれる場合をロータとケーシング間の接触と同定
することを特徴としている。
第１のロータ及び第２のロータが対となり構成される回
転機械より放出される弾性波信号を検波し、第１のロー
タの羽根の枚数にロータの回転周波数及び第２のロータ
の羽根の枚数にロータの回転周波数を乗じた周波数成分
を調べ、それぞれの周波数成分が検波信号に所定レベル
以上含まれる場合をロータとケーシング間の接触と同定
することを特徴としている。
【０００９】前記目的を達成するため、第３の手段は、
第１のロータ及び第２のロータが対となり構成される回
転機械より放出される弾性波信号を検波し、検波信号に
含まれる、第１のロータの回転周波数成分と第２のロー
タの回転周波数成分及び第１のロータの羽根の枚数にロ
ータの回転周波数を乗じた周波数成分と第２のロータの
羽根の枚数にロータの回転周波数を乗じた周波数成分が
全て所定レベルより小さいが、弾性波信号の波形レベル
が所定レベルよりも大きい場合をネジシールなどの封止
材とロータ間の接触と同定することを特徴としている。
第１のロータ及び第２のロータが対となり構成される回
転機械より放出される弾性波信号を検波し、検波信号に
含まれる、第１のロータの回転周波数成分と第２のロー
タの回転周波数成分及び第１のロータの羽根の枚数にロ
ータの回転周波数を乗じた周波数成分と第２のロータの
羽根の枚数にロータの回転周波数を乗じた周波数成分が
全て所定レベルより小さいが、弾性波信号の波形レベル
が所定レベルよりも大きい場合をネジシールなどの封止
材とロータ間の接触と同定することを特徴としている。
【００１０】前記目的を達成するため、第４の手段は、
第１のロータ及び第２のロータが対となり構成される回
転機械より放出される弾性波信号を検出し、前記弾性波
信号を検波し、第１のロータの回転周波数成分及び第２
のロータの回転周波数成分のうち少なくとも一方が検波
信号に所定レベル以上含まれる場合をロータ相互間の接
触と同定し、また、第１のロータの羽根の枚数にロータ
の回転周波数を乗じた周波数成分及び第２のロータの羽
根の枚数にロータの回転周波数を乗じた周波数成分が前
記検波信号に所定レベル以上含まれる場合をロータとケ
ーシング間の接触と同定し、さらには、波形レベルが所
定レベルより大きいが、前述したロータ相互接触並びに
ロータ・ケーシング間接触と同定されない場合には、ネ
ジシールなどの封止材とロータ間の接触と同定すること
を特徴としている。
第１のロータ及び第２のロータが対となり構成される回
転機械より放出される弾性波信号を検出し、前記弾性波
信号を検波し、第１のロータの回転周波数成分及び第２
のロータの回転周波数成分のうち少なくとも一方が検波
信号に所定レベル以上含まれる場合をロータ相互間の接
触と同定し、また、第１のロータの羽根の枚数にロータ
の回転周波数を乗じた周波数成分及び第２のロータの羽
根の枚数にロータの回転周波数を乗じた周波数成分が前
記検波信号に所定レベル以上含まれる場合をロータとケ
ーシング間の接触と同定し、さらには、波形レベルが所
定レベルより大きいが、前述したロータ相互接触並びに
ロータ・ケーシング間接触と同定されない場合には、ネ
ジシールなどの封止材とロータ間の接触と同定すること
を特徴としている。
【００１１】前記目的を達成するため、第５の手段は、
第１のロータ及び第２のロータが対となり構成される回
転機械より放出される弾性波信号を検出するＡＥセンサ
と、前記弾性波信号を検波する検波回路と、第１のロー
タの回転周波数成分及び第２のロータの回転周波数成分
のうち少なくとも一方が検波回路によって検波した検波
信号に所定レベル以上含まれている場合をロータ相互間
の接触と同定するロータ相互接触判定部と、判定結果を
出力する出力部とを備えていることを特徴としている。
第１のロータ及び第２のロータが対となり構成される回
転機械より放出される弾性波信号を検出するＡＥセンサ
と、前記弾性波信号を検波する検波回路と、第１のロー
タの回転周波数成分及び第２のロータの回転周波数成分
のうち少なくとも一方が検波回路によって検波した検波
信号に所定レベル以上含まれている場合をロータ相互間
の接触と同定するロータ相互接触判定部と、判定結果を
出力する出力部とを備えていることを特徴としている。
【００１２】前記目的を達成するため、第６の手段は、
第１のロータ及び第２のロータが対となり構成される回
転機械より放出される弾性波信号を検出するＡＥセンサ
と、前記弾性波信号を検波する検波回路と、第１のロー
タの羽根の枚数にロータの回転周波数を乗じた周波数成
分及び第２のロータの羽根の枚数にロータの回転周波数
を乗じた周波数成分が検波信号に所定レベル以上含まれ
ている場合をロータとケーシング間の接触と同定するロ
ータ・ケーシング間接触判定部と、判定結果を出力する
出力部とを備えていることを特徴としている。
第１のロータ及び第２のロータが対となり構成される回
転機械より放出される弾性波信号を検出するＡＥセンサ
と、前記弾性波信号を検波する検波回路と、第１のロー
タの羽根の枚数にロータの回転周波数を乗じた周波数成
分及び第２のロータの羽根の枚数にロータの回転周波数
を乗じた周波数成分が検波信号に所定レベル以上含まれ
ている場合をロータとケーシング間の接触と同定するロ
ータ・ケーシング間接触判定部と、判定結果を出力する
出力部とを備えていることを特徴としている。
【００１３】前記目的を達成するため、第７の手段は、
第１のロータ及び第２のロータが対となり構成される回
転機械より放出される弾性波信号を検出するＡＥセンサ
と、前記弾性波信号を検波する検波回路と、弾性波信号
の波形レベルが所定レベルより大きい場合を異常とする
レベル判定部と、前記レベル判定部にて異常と判定され
た場合に、前記検波回路によって検波された検波信号に
含まれる第１のロータの回転周波数と第２のロータの回
転周波数及び第１のロータの羽根の枚数にロータの回転
周波数を乗じた周波数成分と第２のロータの羽根の枚数
にロータの回転周波数を乗じた周波数成分が全て所定レ
ベルより小さい場合をネジシールなどの封止材とロータ
間の接触と同定する封止材・ロータ間接触判定部とを備
えていることを特徴としている。
第１のロータ及び第２のロータが対となり構成される回
転機械より放出される弾性波信号を検出するＡＥセンサ
と、前記弾性波信号を検波する検波回路と、弾性波信号
の波形レベルが所定レベルより大きい場合を異常とする
レベル判定部と、前記レベル判定部にて異常と判定され
た場合に、前記検波回路によって検波された検波信号に
含まれる第１のロータの回転周波数と第２のロータの回
転周波数及び第１のロータの羽根の枚数にロータの回転
周波数を乗じた周波数成分と第２のロータの羽根の枚数
にロータの回転周波数を乗じた周波数成分が全て所定レ
ベルより小さい場合をネジシールなどの封止材とロータ
間の接触と同定する封止材・ロータ間接触判定部とを備
えていることを特徴としている。
【００１４】前記目的を達成するため、第８の手段は、
第１のロータ及び第２のロータが対となり構成される回
転機械より放出される弾性波信号を検出するＡＥセンサ
と、前記弾性波信号を検波する検波回路と、第１のロー
タの回転周波数成分及び第２のロータの回転周波数成分
のうち少なくとも一方が検波信号に所定レベル以上含ま
れている場合をロータ相互間の接触と同定するロータ相
互接触判定部（第１の接触判定部）と、第１のロータの
羽根の枚数にロータの回転周波数を乗じた周波数成分及
び第２のロータの羽根の枚数にロータの回転周波数を乗
じた周波数成分が検波信号に所定レベル以上含まれる場
合をロータとケーシング間の接触と同定するロータ・ケ
ーシング間接触判定部（第２の接触判定部）と、弾性波
信号の波形レベルが所定レベルより大きい場合を異常と
するレベル判定部と、前記レベル判定部で異常と判定さ
れ、前記ロータ相互接触判定部及び前記ロータ・ケーシ
ング間接触判定部で所定レベル以下と判定された場合に
ネジシールなどの封止材とロータ間の接触と同定する封
止材・ロータ間接触判定部（第３の接触判定部）とを備
えていることを特徴としている。
第１のロータ及び第２のロータが対となり構成される回
転機械より放出される弾性波信号を検出するＡＥセンサ
と、前記弾性波信号を検波する検波回路と、第１のロー
タの回転周波数成分及び第２のロータの回転周波数成分
のうち少なくとも一方が検波信号に所定レベル以上含ま
れている場合をロータ相互間の接触と同定するロータ相
互接触判定部（第１の接触判定部）と、第１のロータの
羽根の枚数にロータの回転周波数を乗じた周波数成分及
び第２のロータの羽根の枚数にロータの回転周波数を乗
じた周波数成分が検波信号に所定レベル以上含まれる場
合をロータとケーシング間の接触と同定するロータ・ケ
ーシング間接触判定部（第２の接触判定部）と、弾性波
信号の波形レベルが所定レベルより大きい場合を異常と
するレベル判定部と、前記レベル判定部で異常と判定さ
れ、前記ロータ相互接触判定部及び前記ロータ・ケーシ
ング間接触判定部で所定レベル以下と判定された場合に
ネジシールなどの封止材とロータ間の接触と同定する封
止材・ロータ間接触判定部（第３の接触判定部）とを備
えていることを特徴としている。
【００１５】前記目的を達成するため、第９の手段は、
第１のロータ及び第２のロータが対となって回転する回
転機械に、前記第５ないし第８の手段のいずれかの異常
接触検出装置を装着したことを特徴としている。
第１のロータ及び第２のロータが対となって回転する回
転機械に、前記第５ないし第８の手段のいずれかの異常
接触検出装置を装着したことを特徴としている。
【００１６】さらに、前記目的を達成するため、第１０
の手段は、第１のロータ及び第２のロータが対となって
回転する回転流体機械を製造する製造ラインに前記第５
ないし第８の手段のいずれかの異常接触検出装置を設
け、流体機械の各部の接触状態が製造ライン上で検査可
能であることを特徴としている。
の手段は、第１のロータ及び第２のロータが対となって
回転する回転流体機械を製造する製造ラインに前記第５
ないし第８の手段のいずれかの異常接触検出装置を設
け、流体機械の各部の接触状態が製造ライン上で検査可
能であることを特徴としている。
【００１７】上記の手段では、１対のロータから構成さ
れる回転流体機械に異常が発生すると、２本のロータ間
及びロータとケーシング間、さらにはネジシールなどの
封止材とロータ間のクリアランスが一定に保たれなくな
って接触が起こり、同時に正常時と比較して弾性波のレ
ベルが大きくなる。そこで、本発明では、接触検出を以
下に記す原理に基づいて行った。
れる回転流体機械に異常が発生すると、２本のロータ間
及びロータとケーシング間、さらにはネジシールなどの
封止材とロータ間のクリアランスが一定に保たれなくな
って接触が起こり、同時に正常時と比較して弾性波のレ
ベルが大きくなる。そこで、本発明では、接触検出を以
下に記す原理に基づいて行った。
【００１８】すなわち、ロータ相互接触時には第１のロ
ータと第２のロータが１回転につき１回接触するので、
第１のロータの回転１次周波数成分と第２のロータの回
転１次周波数成分のうち少なくとも一方が検波信号に所
定のレベル以上含まれていることになる。
ータと第２のロータが１回転につき１回接触するので、
第１のロータの回転１次周波数成分と第２のロータの回
転１次周波数成分のうち少なくとも一方が検波信号に所
定のレベル以上含まれていることになる。
【００１９】ロータ・ケーシング間接触時にはロータの
すべての羽根がケーシングと接触するので、第１のロー
タの回転１次周波数にロータの羽根の枚数を乗じた周波
数成分及び第２のロータの回転１次周波数にロータの羽
根の枚数を乗じた周波数成分が検波信号に所定のレベル
以上含まれていることになる。
すべての羽根がケーシングと接触するので、第１のロー
タの回転１次周波数にロータの羽根の枚数を乗じた周波
数成分及び第２のロータの回転１次周波数にロータの羽
根の枚数を乗じた周波数成分が検波信号に所定のレベル
以上含まれていることになる。
【００２０】さらに、ネジシールなどの封止材とロータ
の接触時には封止材とロータが連続的に接触するため弾
性波信号レベルが大きくなり、検出した弾性波信号に含
まれる周波数成分は広帯域に分布し、回転に起因する周
波数ピークを持たないという特徴を有する。このように
検波信号の周波数成分に特徴のある周波数分布が接触部
位に対応して認められるため、これらの相違を調べるこ
とにより、接触個所の同定が可能となる。
の接触時には封止材とロータが連続的に接触するため弾
性波信号レベルが大きくなり、検出した弾性波信号に含
まれる周波数成分は広帯域に分布し、回転に起因する周
波数ピークを持たないという特徴を有する。このように
検波信号の周波数成分に特徴のある周波数分布が接触部
位に対応して認められるため、これらの相違を調べるこ
とにより、接触個所の同定が可能となる。
【００２１】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照し、本発明の実
施の形態について説明する。
施の形態について説明する。
【００２２】図３はこの実施形態に係るスクリュー圧縮
機の断面図である。スクリュー圧縮機は２本のロータを
有する流体機械の例としてここでは挙げてある。図３に
おいて、スクリュー圧縮機１は、電動機１００と２本の
ロータ１０２，１０３を備えたケーシング（本体部）１
０７とからなる。電動機１００はケーシング１０７内の
圧縮室１０８に設置されたＭロータ１０２を回転させ、
ギア１０１によってＭロータ１０２と平行に配置されて
いるＦロータ１０３を回転させる。Ｆロータ１０３及び
Ｍロータ１０２は共にベアリング１０４ａ，１０４ｂに
よって支持されている。また、圧縮室１０８で圧縮され
た空気をシールするためのカーボンリング１０５ａ，１
０５ｂが前記ベアリング１０４ａ，１０４ｂとロータ１
０２，１０３との間に設置され、さらに、圧縮室１０８
への潤滑油の混入を防止するためのネジシール１０６
ａ，１０６ｂが前記ベアリング１０４ａ，１０４ｂとカ
ーボンリング１０５ａ，１０５ｂとの間に設けられてい
る。通常は、２本のロータ１０２，１０３間、ロータ１
０２，１０３とケーシング１０７間、ロータ１０２，１
０３とカーボンリング１０５ａ，１０５ｂ間、ロータ１
０２，１０３とネジシール１０６ａ，１０６ｂ間は、そ
れぞれあらかじめ設定された微小なギャップを保ってお
り接触することはない。
機の断面図である。スクリュー圧縮機は２本のロータを
有する流体機械の例としてここでは挙げてある。図３に
おいて、スクリュー圧縮機１は、電動機１００と２本の
ロータ１０２，１０３を備えたケーシング（本体部）１
０７とからなる。電動機１００はケーシング１０７内の
圧縮室１０８に設置されたＭロータ１０２を回転させ、
ギア１０１によってＭロータ１０２と平行に配置されて
いるＦロータ１０３を回転させる。Ｆロータ１０３及び
Ｍロータ１０２は共にベアリング１０４ａ，１０４ｂに
よって支持されている。また、圧縮室１０８で圧縮され
た空気をシールするためのカーボンリング１０５ａ，１
０５ｂが前記ベアリング１０４ａ，１０４ｂとロータ１
０２，１０３との間に設置され、さらに、圧縮室１０８
への潤滑油の混入を防止するためのネジシール１０６
ａ，１０６ｂが前記ベアリング１０４ａ，１０４ｂとカ
ーボンリング１０５ａ，１０５ｂとの間に設けられてい
る。通常は、２本のロータ１０２，１０３間、ロータ１
０２，１０３とケーシング１０７間、ロータ１０２，１
０３とカーボンリング１０５ａ，１０５ｂ間、ロータ１
０２，１０３とネジシール１０６ａ，１０６ｂ間は、そ
れぞれあらかじめ設定された微小なギャップを保ってお
り接触することはない。
【００２３】図４は正常なスクリュー圧縮機１から検出
した弾性波信号の検波波形を示したものである。電動機
１００など外部の影響の他、ギア１０１部の摺動やＭロ
ータ１０２及びＦロータ１０３とベアリング１０４ａ，
１０４ｂ間の摺動により、正常時でも若干の弾性波が検
出されている。これに対し、異常接触時には図５に示す
ように弾性波信号の波形レベルが大きくなる。これは、
異常接触個所からレベルの大きい弾性波が放出されるた
めである。
した弾性波信号の検波波形を示したものである。電動機
１００など外部の影響の他、ギア１０１部の摺動やＭロ
ータ１０２及びＦロータ１０３とベアリング１０４ａ，
１０４ｂ間の摺動により、正常時でも若干の弾性波が検
出されている。これに対し、異常接触時には図５に示す
ように弾性波信号の波形レベルが大きくなる。これは、
異常接触個所からレベルの大きい弾性波が放出されるた
めである。
【００２４】異常接触の種類がロータ相互接触である場
合には、図６に示すように第１のロータの回転１次周波
数成分及び第２のロータの回転１次周波数成分のうち少
なくとも一方が弾性波の検波信号に多く含まれることに
なる。これは双方のロータ１回転につき１回接触するた
めである。
合には、図６に示すように第１のロータの回転１次周波
数成分及び第２のロータの回転１次周波数成分のうち少
なくとも一方が弾性波の検波信号に多く含まれることに
なる。これは双方のロータ１回転につき１回接触するた
めである。
【００２５】異常接触の種類がロータとケーシングとの
間の接触ならば、図７に示すように、ロータの回転１次
周波数にロータの羽根の枚数を乗じた周波数成分が弾性
波の検波信号に多く含まれることになる。これはロータ
が１回転する間にロータの全ての羽根がケーシング１０
７と接触するためである。
間の接触ならば、図７に示すように、ロータの回転１次
周波数にロータの羽根の枚数を乗じた周波数成分が弾性
波の検波信号に多く含まれることになる。これはロータ
が１回転する間にロータの全ての羽根がケーシング１０
７と接触するためである。
【００２６】異常接触の種類が封止材とロータとの間の
接触である場合には、図８に示すように、弾性波の検波
波形の周波数分析結果には特定の周波数ピークが見られ
ない。これは封止材とロータの接触が連続的で、回転に
同期した周波数成分が表れないためである。
接触である場合には、図８に示すように、弾性波の検波
波形の周波数分析結果には特定の周波数ピークが見られ
ない。これは封止材とロータの接触が連続的で、回転に
同期した周波数成分が表れないためである。
【００２７】以上の物理的要因により起こる異常接触を
検出し異常接触部位を同定するための異常接触診断装置
のブロック図を図２に示す。すなわち、スクリュー圧縮
機１より放出される弾性波をＡＥセンサ２で検出し、ア
ンプ３で増幅する。増幅された弾性波信号は検波回路４
で検波され、波形レベル判定部５及び周波数分析部７に
入力される。波形レベル判定部５では、入力信号が波形
レベル設定部６で設定されたレベル以上であるかどうか
を調べ、設定レベル以上であれば異常接触と判定し、結
果を封止材・ロータ間接触判定部１０へ入力する。一
方、周波数分析部７で入力信号を周波数分析し、周波数
分析結果をロータ相互接触判定部８とロータ・ケーシン
グ間接触判定部９へ入力する。周波数分析結果におい
て、第１のロータの回転１次周波数及び第２のロータの
回転１次周波数のうち少なくとも一方が接触レベル設定
部１１で設定されたレベル以上である場合は、ロータ相
互接触判定部８でロータ相互接触と判定され、結果は表
示部１２と封止材・ロータ間接触判定部１０へ入力され
る。
検出し異常接触部位を同定するための異常接触診断装置
のブロック図を図２に示す。すなわち、スクリュー圧縮
機１より放出される弾性波をＡＥセンサ２で検出し、ア
ンプ３で増幅する。増幅された弾性波信号は検波回路４
で検波され、波形レベル判定部５及び周波数分析部７に
入力される。波形レベル判定部５では、入力信号が波形
レベル設定部６で設定されたレベル以上であるかどうか
を調べ、設定レベル以上であれば異常接触と判定し、結
果を封止材・ロータ間接触判定部１０へ入力する。一
方、周波数分析部７で入力信号を周波数分析し、周波数
分析結果をロータ相互接触判定部８とロータ・ケーシン
グ間接触判定部９へ入力する。周波数分析結果におい
て、第１のロータの回転１次周波数及び第２のロータの
回転１次周波数のうち少なくとも一方が接触レベル設定
部１１で設定されたレベル以上である場合は、ロータ相
互接触判定部８でロータ相互接触と判定され、結果は表
示部１２と封止材・ロータ間接触判定部１０へ入力され
る。
【００２８】ここで、第１のロータの回転１次周波数に
ロータの羽根の枚数を乗じた周波数及び第２のロータの
回転１次周波数にロータの羽根の枚数を乗じた周波数が
接触レベル設定部１１で設定されたレベル以上である場
合は、ロータ・ケーシング間接触判定部９でロータ・ケ
ーシング間接触と判定され、結果は表示部１２と封止材
・ロータ間接触判定部１０へ入力される。波形レベル判
定部５で異常接触と判定されたが、前記ロータ相互接触
判定部８及び前記ロータ・ケーシング間接触判定部９で
は共に正常と判定された場合は、封止材・ロータ間接触
判定部１０で封止材・ロータ間接触と判定され、結果は
表示部１２に入力され、最後に表示部１２で正常／異常
の判定結果が表示される。さらに異常である場合は、異
常部位を表示する。なお、この実施形態では、表示部１
２に表示するように構成されているが、判定結果をプリ
ントアウトするように構成することもできるし、ハード
コピーとして出力することも可能であり、さらには、他
のコンピュータなどの処理装置に判定結果として出力す
ることもできる。
ロータの羽根の枚数を乗じた周波数及び第２のロータの
回転１次周波数にロータの羽根の枚数を乗じた周波数が
接触レベル設定部１１で設定されたレベル以上である場
合は、ロータ・ケーシング間接触判定部９でロータ・ケ
ーシング間接触と判定され、結果は表示部１２と封止材
・ロータ間接触判定部１０へ入力される。波形レベル判
定部５で異常接触と判定されたが、前記ロータ相互接触
判定部８及び前記ロータ・ケーシング間接触判定部９で
は共に正常と判定された場合は、封止材・ロータ間接触
判定部１０で封止材・ロータ間接触と判定され、結果は
表示部１２に入力され、最後に表示部１２で正常／異常
の判定結果が表示される。さらに異常である場合は、異
常部位を表示する。なお、この実施形態では、表示部１
２に表示するように構成されているが、判定結果をプリ
ントアウトするように構成することもできるし、ハード
コピーとして出力することも可能であり、さらには、他
のコンピュータなどの処理装置に判定結果として出力す
ることもできる。
【００２９】図１は、図２に示したシステムの動作を判
り易く説明するための処理手順を示すフローチャートで
ある。
り易く説明するための処理手順を示すフローチャートで
ある。
【００３０】この図から分かるように、この処理手順で
は、ステップ１３、１４、１５で回転１次周波数Ｒ１Ｖ
と、回転１次周波数にロータの羽根の枚数を乗じた周波
数成分ＲｎＶ及び波形レベルＶｍが、この順で判定値Ｖ
ｓｓ，Ｖｓｔ，Ｖｓｆとそれぞれ比較され、圧縮機の正
常と異常判定及び異常接触部位の同定がなされる。
は、ステップ１３、１４、１５で回転１次周波数Ｒ１Ｖ
と、回転１次周波数にロータの羽根の枚数を乗じた周波
数成分ＲｎＶ及び波形レベルＶｍが、この順で判定値Ｖ
ｓｓ，Ｖｓｔ，Ｖｓｆとそれぞれ比較され、圧縮機の正
常と異常判定及び異常接触部位の同定がなされる。
【００３１】図９は本発明の他の実施形態を示したもの
である。前述したスクリュー圧縮機などで接触異常が発
生すると、その接触異常は圧縮機回転部のロックを引き
起こす原因となる。特に回転機械が大型で、工場におい
て製品の生産に利用されている場合などは致命的打撃を
与えることになる。従って、異常接触を早期に検出し重
大な事態に到るのを防ぐため、スクリュー圧縮機１に、
図２に示した異常接触検出装置２００を搭載する。そし
て、この異常接触検出装置２００でモニターを行えば異
常接触の兆候が発見できるので、当該兆候を発見した時
点で適切な処置を行えば、スクリュー圧縮機１が大事故
に到るのを回避できる。
である。前述したスクリュー圧縮機などで接触異常が発
生すると、その接触異常は圧縮機回転部のロックを引き
起こす原因となる。特に回転機械が大型で、工場におい
て製品の生産に利用されている場合などは致命的打撃を
与えることになる。従って、異常接触を早期に検出し重
大な事態に到るのを防ぐため、スクリュー圧縮機１に、
図２に示した異常接触検出装置２００を搭載する。そし
て、この異常接触検出装置２００でモニターを行えば異
常接触の兆候が発見できるので、当該兆候を発見した時
点で適切な処置を行えば、スクリュー圧縮機１が大事故
に到るのを回避できる。
【００３２】図１０はさらに他の実施形態を示したもの
である。スクリュー圧縮機１の生産ライン３０１上でス
クリュー圧縮機１を駆動装置３００で運転して、回転状
態を検出するもので、運転時にＡＥセンサ２をスクリュ
ー圧縮機１に装着し、図２に示した異常接触検出装置２
００にて異常診断を行なうようになっている。そして、
異常接触検出装置２００でスクリュー圧縮機１に異常接
触が認められた場合は、その圧縮機の出荷を防止するな
どの検査が確実に精度良く行える。
である。スクリュー圧縮機１の生産ライン３０１上でス
クリュー圧縮機１を駆動装置３００で運転して、回転状
態を検出するもので、運転時にＡＥセンサ２をスクリュ
ー圧縮機１に装着し、図２に示した異常接触検出装置２
００にて異常診断を行なうようになっている。そして、
異常接触検出装置２００でスクリュー圧縮機１に異常接
触が認められた場合は、その圧縮機の出荷を防止するな
どの検査が確実に精度良く行える。
【００３３】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、回転１
次周波数、回転１次周波数にロータの羽根の枚数を乗じ
た周波数、弾性波信号のレベルなどを調べることによ
り、第１のロータ及び第２のロータから構成される回転
流体機械の異常接触を非破壊的にリアルタイムで診断す
ることができる。その際、異常接触の部位まで確実に精
度良く特定できるので、修理も効率良く行える。
次周波数、回転１次周波数にロータの羽根の枚数を乗じ
た周波数、弾性波信号のレベルなどを調べることによ
り、第１のロータ及び第２のロータから構成される回転
流体機械の異常接触を非破壊的にリアルタイムで診断す
ることができる。その際、異常接触の部位まで確実に精
度良く特定できるので、修理も効率良く行える。
【００３４】また、異常接触検出装置を回転機械に搭載
しておけば、適宜異常接触のチェックもしくは識別が可
能となり、メンテナンスが容易になる。
しておけば、適宜異常接触のチェックもしくは識別が可
能となり、メンテナンスが容易になる。
【００３５】さらに、異常接触検出装置を回転機械の製
造ラインに設けておき、製造工程で異常接触のチェック
を行うことによって、不良品の識別が可能となり、出荷
前の検査が確実に行える。
造ラインに設けておき、製造工程で異常接触のチェック
を行うことによって、不良品の識別が可能となり、出荷
前の検査が確実に行える。
【図１】本発明の実施形態に係る異常接触検出方法を示
すフローチャートである。
すフローチャートである。
【図２】本発明の実施形態に係る異常接触検出装置を示
すブロック図である。
すブロック図である。
【図３】本発明の実施形態に係るスクリュー圧縮機の構
造を示す断面図である。
造を示す断面図である。
【図４】正常時のスクリュー圧縮機から検出した弾性波
信号の検波波形の一例を示す図である。
信号の検波波形の一例を示す図である。
【図５】異常接触時のスクリュー圧縮機から検出した弾
性波信号の検波波形の一例を示す図である。
性波信号の検波波形の一例を示す図である。
【図６】ロータ相互接触時に検出された弾性波信号の検
波波形の周波数分析結果を示す図である。
波波形の周波数分析結果を示す図である。
【図７】ロータ・ケーシング間接触時の弾性波信号の検
波波形の周波数分析結果を示す図である。
波波形の周波数分析結果を示す図である。
【図８】封止材・ロータ間接触時の弾性波信号の検波波
形の周波数分析結果を示す図である。
形の周波数分析結果を示す図である。
【図９】本発明の異常接触検出装置を備えたスクリュー
圧縮機を示す図である。
圧縮機を示す図である。
【図１０】本発明の異常接触検出装置を製造ラインに設
けた例を示す図である。
けた例を示す図である。
１ スクリュー圧縮機 ２ ＡＥセンサ ３ アンプ ４ 検波回路 ５ 波形レベル判定部 ６ 波形レベル設定部 ７ 周波数分析部 ８ ロータ相互接触判定部 ９ ロータ・ケーシング間接触判定部 １０ 封止材・ロータ間接触判定部 １１ 接触レベル設定部 １２ 表示部 ２００ 異常接触検出装置 ３００ 駆動装置 ３９１ スクリュー圧縮機生産ライン
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 牟田 豊 茨城県土浦市神立町603番地 株式会社日 立製作所土浦工場内 (72)発明者 吉田 博史 茨城県土浦市神立町603番地 株式会社日 立製作所土浦工場内 (72)発明者 米山 隆雄 茨城県日立市幸町三丁目２番２号 株式会 社日立エンジニアリングサービス内 (72)発明者 土田 健二 茨城県日立市幸町三丁目２番２号 株式会 社日立エンジニアリングサービス内 (72)発明者 佐藤 弌也 茨城県日立市幸町三丁目２番２号 株式会 社日立エンジニアリングサービス内 (72)発明者 妹尾 誠 茨城県日立市大みか町七丁目２番１号 株 式会社日立製作所電力・電機開発本部内
Claims (15)
- 【請求項１】 第１のロータ及び第２のロータが対とな
って回転する回転機械の異常接触状態を検出する異常接
触検出方法において、 前記回転機械から放出される弾性波信号を検波し、検波
した弾性波信号に前記第１のロータの回転周波数成分及
び前記第２のロータの回転周波数成分のうち少なくとも
一方が所定レベル以上含まれている場合には、ロータ相
互間の接触と同定することを特徴とする異常接触検出方
法。 - 【請求項２】 第１のロータ及び第２のロータが対とな
って回転する回転機械の異常接触状態を検出する異常接
触検出方法において、 前記回転機械から放出される弾性波信号を検波し、検波
した弾性波信号に含まれる前記第１のロータの羽根の枚
数にロータの回転周波数を乗じた周波数成分及び前記第
２のロータの羽根の枚数にロータの回転周波数を乗じた
周波数成分を調べ、前記検波した弾性波信号に前記第１
および第２のロータの周波数成分が所定レベル以上含ま
れている場合にはロータとケーシング間の接触と同定す
ることを特徴とする異常接触検出方法。 - 【請求項３】 第１のロータ及び第２のロータが対とな
って回転する回転機械の異常接触状態を検出する異常接
触検出方法において、 前記回転機械から放出される弾性波信号を検波し、検波
した弾性波信号に含まれる前記第１のロータの回転周波
数成分と前記第２のロータの回転周波数成分、及び前記
第１のロータの羽根の枚数にロータの回転周波数を乗じ
た周波数成分と前記第２のロータの羽根の枚数にロータ
の回転周波数を乗じた周波数成分が全て所定レベルより
小さいが、前記回転機械から放出される弾性波信号の波
形レベルが所定レベルよりも大きい場合には封止材とロ
ータの接触と同定することを特徴とする異常接触検出方
法。 - 【請求項４】 第１のロータ及び第２のロータが対とな
って回転する回転機械の異常接触状態を検出する異常接
触検出方法において、 前記回転機械から放出される弾性波信号を検波し、 前記第１のロータの回転周波数成分及び前記第２のロー
タの回転周波数成分のうち少なくとも一方が前記検波さ
れた弾性波信号に所定レベル以上含まれる場合にはロー
タ相互間の接触と同定し、 前記第１のロータの羽根の枚数にロータの回転周波数を
乗じた周波数成分及び前記第２のロータの羽根の枚数に
ロータの回転周波数を乗じた周波数成分が前記検波信号
に所定レベル以上含まれる場合にはロータとケーシング
間の接触と同定し、 前記回転機械から放出される弾性波信号の波形レベルが
所定レベルよりも大きいが、前述したロータ相互接触並
びにロータ・ケーシング間接触と同定されない場合に
は、封止材とロータ間の接触と同定することを特徴とす
る異常接触検出方法。 - 【請求項５】 第１のロータ及び第２のロータが対とな
って回転する回転機械の異常接触状態を検出する異常接
触検出装置において、 前記回転機械から放出される弾性波信号を検出するＡＥ
センサと、 前記弾性波信号を検波する検波回路と、 前記第１のロータの回転周波数成分及び前記第２のロー
タの回転周波数成分の少なくとも一方が前記検波回路に
よって検波された検波信号に所定レベル以上含まれてい
るかどうかを判定する接触判定部と、 この接触判定部によって判定された結果を出力する出力
部と、を備えていることを特徴とする異常接触検出装
置。 - 【請求項６】 前記接触判定部における判定が、ロータ
相互間の接触の有無であることを特徴とする請求項５記
載の異常接触検出装置。 - 【請求項７】 第１のロータ及び第２のロータが対とな
って回転する回転機械の異常接触状態を検出する異常接
触検出装置において、 前記回転機械から放出される弾性波信号を検出するＡＥ
センサと、 前記弾性波信号を検波する検波回路と、 前記第１のロータの羽根の枚数にロータの回転周波数を
乗じた周波数成分及び前記第２のロータの羽根の枚数に
ロータの回転周波数を乗じた周波数成分が前記検波回路
によって検波された検波信号に所定レベル以上含まれて
いるかどうかを判定する接触判定部と、 この接触判定部によって判定された結果を出力する出力
部と、を備えていることを特徴とする異常接触検出装
置。 - 【請求項８】 前記接触判定部による判定が、ロータと
ケーシング間の接触の有無であることを特徴とする請求
項７記載の異常接触検出装置。 - 【請求項９】 第１のロータ及び第２のロータが対とな
って回転する回転機械の異常接触状態を検出する異常接
触検出装置において、 前記回転機械から放出される弾性波信号を検出するＡＥ
センサと、 前記弾性波信号を検波する検波回路と、 前記検波回路で検波した検波信号の波形レベルが所定レ
ベルより大きい場合に異常と判定するレベル判定部と、 前記レベル判定部にて異常と判定された場合に、前記検
波信号に含まれる前記第１のロータの回転周波数成分と
前記第２のロータの回転周波数成分、及び前記第１のロ
ータの羽根の枚数にロータの回転周波数を乗じた周波数
成分と前記第２のロータの羽根の枚数にロータの回転周
波数を乗じた周波数成分が全て所定レベルより小さいか
どうかを判定する接触判定部と、 前記接触判定部で判定された結果を出力する出力部と、
を備えていることを特徴とする異常接触検出装置。 - 【請求項１０】 前記接触判定部による判定が、封止材
とロータ間の接触であることを特徴とする請求項９記載
の異常接触検出装置。 - 【請求項１１】 第１のロータ及び第２のロータが対と
なって回転する回転機械の回転機械の接触状態を検出す
る異常接触検出装置において、 前記回転機械から放出される弾性波信号を検出するＡＥ
センサと、 前記弾性波信号を検波する検波回路と、 前記第１のロータの回転周波数成分及び前記第２のロー
タの回転周波数成分のうち少なくとも一方が前記検波回
路によって検波された検波信号に所定レベル以上含まれ
ているかどうかを判定する第１の接触判定部と、 前記第１のロータの羽根の枚数にロータの回転周波数を
乗じた周波数成分及び前記第２のロータの羽根の枚数に
ロータの回転周波数を乗じた周波数成分が前記検波信号
に所定レベル以上含まれているかどうかを判定する第２
の接触判定部と、 前記弾性波信号の波形レベルが所定レベルより大きいか
どうかを判定するレベル判定部と、 前記レベル判定部の判定結果と前記第１及び第２の接触
判定部での判定結果とから封止材とローラ間の接触状態
を判定する第３の接触判定部と、 少なくとも第３の接触判定部の判定結果を含む判定結果
を出力する出力部と、を備えていることを特徴とする異
常接触判定装置。 - 【請求項１２】 前記第３の接触判定部は、前記レベル
判定部にて異常と判定され、前記第１の接触判定部及び
前記第２の接触判定部で全て所定レベル以下と判定され
た場合には、封止材とロータ間の接触と同定することを
特徴とする請求項１１記載の異常接触検出装置。 - 【請求項１３】 前記出力部が表示装置からなることを
特徴とする請求項５、７、９及び１１のいずれか１項に
記載の異常接触検出装置。 - 【請求項１４】 第１のロータ及び第２のロータが対と
なって回転する回転機械に、前記請求項５ないし１２の
いずれか１項に記載された異常接触検出装置が装着され
ていることを特徴とする回転機械。 - 【請求項１５】 第１のロータ及び第２のロータが対と
なって回転する回転機械を製造する製造ラインに前記請
求項５ないし１２のいずれか１項に記載された異常接触
検出装置と前記回転機械を駆動する駆動装置とが備えら
れ、前記駆動装置により製造ライン上で前記駆動機械を
駆動し、前記異常接触検出装置によって各部の接触状態
が検査可能であることを特徴とする回転機械の製造ライ
ン。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28891495A JPH09133577A (ja) | 1995-11-07 | 1995-11-07 | 異常接触検出方法および装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28891495A JPH09133577A (ja) | 1995-11-07 | 1995-11-07 | 異常接触検出方法および装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09133577A true JPH09133577A (ja) | 1997-05-20 |
Family
ID=17736434
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28891495A Pending JPH09133577A (ja) | 1995-11-07 | 1995-11-07 | 異常接触検出方法および装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09133577A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP3193144A1 (en) | 2016-01-18 | 2017-07-19 | Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho (Kobe Steel, Ltd.) | Rotary machine abnormality detection device and method thereof and rotary machine |
| US10054481B2 (en) | 2014-09-12 | 2018-08-21 | Kobe Steel, Ltd. | Rotating machine abnormality diagnosis device, rotating machine abnormality diagnosis method, and rotating machine |
| CN109690279A (zh) * | 2016-10-06 | 2019-04-26 | 株式会社神户制钢所 | 旋转机异常检测装置及其方法和旋转机 |
| US10288475B2 (en) | 2014-09-12 | 2019-05-14 | Kobe Steel, Ltd. | Rotating machine abnormality detection device, rotating machine abnormality detection method, and rotating machine |
| US10620090B2 (en) | 2015-10-28 | 2020-04-14 | Kobe Steel, Ltd. | Rotating machine abnormality detection device, rotating machine abnormality detection method, and rotating machine |
| CN115840139A (zh) * | 2023-02-14 | 2023-03-24 | 济宁矿业集团海纳科技机电股份有限公司 | 一种电机用转子生产质量检测系统 |
| US11841290B2 (en) | 2017-05-22 | 2023-12-12 | Waukesha Bearings Corporation | Bearing monitoring/analysis system |
-
1995
- 1995-11-07 JP JP28891495A patent/JPH09133577A/ja active Pending
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| EP3193144A1 (en) | 2016-01-18 | 2017-07-19 | Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho (Kobe Steel, Ltd.) | Rotary machine abnormality detection device and method thereof and rotary machine |
| JP2017129379A (ja) * | 2016-01-18 | 2017-07-27 | 株式会社神戸製鋼所 | 回転機異常検出装置および該方法ならびに回転機 |
| CN109690279A (zh) * | 2016-10-06 | 2019-04-26 | 株式会社神户制钢所 | 旋转机异常检测装置及其方法和旋转机 |
| US11143632B2 (en) | 2016-10-06 | 2021-10-12 | Kobe Steel, Ltd. | Rotating machine abnormality detection device and method, and rotating machine |
| US11841290B2 (en) | 2017-05-22 | 2023-12-12 | Waukesha Bearings Corporation | Bearing monitoring/analysis system |
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