JPS5863832A - 周期運動体の監視方法 - Google Patents

周期運動体の監視方法

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JPS5863832A
JPS5863832A JP56163806A JP16380681A JPS5863832A JP S5863832 A JPS5863832 A JP S5863832A JP 56163806 A JP56163806 A JP 56163806A JP 16380681 A JP16380681 A JP 16380681A JP S5863832 A JPS5863832 A JP S5863832A
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JP56163806A
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JPS644611B2 (ja
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Kazuhiro Takeyasu
数博 竹安
Satoshi Ueda
智 上田
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Nippon Steel Corp
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Sumitomo Metal Industries Ltd
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Publication date
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01MTESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M13/00Testing of machine parts
    • G01M13/02Gearings; Transmission mechanisms
    • G01M13/021Gearings

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)
  • Transmission Devices (AREA)
  • Rolling Contact Bearings (AREA)
  • Testing Of Devices, Machine Parts, Or Other Structures Thereof (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はベアリング、歯車等のように周期運動を行う物
体即ち周期運動体及びこnを備えた機器の監視方法に関
する。
一般にベアリング、歯車等の周期運動体及びこハらを備
えた機器において、部品の傷、回転軸の偏心、潤滑の不
良等の異常が発生した場合には、こnを放置するとベア
リング、山車等の部品的破損のみならず、こnを備えた
轡械全体の故障、破壊を惹起する。従ってこのような異
常を正確に把握することはベアリング、山車等をイイす
る機器の保守・び埋土、極めて21(装な諌頭である。
従来このような異常を正fに把握するためVC周Jul
運動体にセンサを取り付け、その出力信号から得られる
1時系列データより、その実効値即ち下記(1)式に示
すRMS (Root Mean Squ、are )
値を求め、その解析によってベアリング、歯車等の周期
運動体、更にはこれらを備えた機器も含めた被監視体の
診断、監視が行わn、ていた。
但し、x(t) :時系列データ(t = 1.2 ・
N)N :データ数 i:時系列データガt)の平均値 この方法はその長所として被監視体の劣化度を全体的[
把握するのに有利であることがあげられるが、RMS値
が被監視体のサイズ、負荷の大小、回転速度等によって
区々に異なり、普遍的なモ」新基準を設けることができ
な°いので、個々の正常時のデータを蓄積しておく必要
があった。捷た微妙な異常を判定する場合vcは周波数
成分間のゆらぎはあっても信号全体のRMEI値は変化
しないという感度の低さが間枳であった。
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、被監
視体の劣化度を全体的に把握することができる上に普遍
的な判断基準にてW+価でき、更には微妙な異常に対し
ても感度よく判定できる周期運動体の監視方法を提供す
ることを目的とする。
本発明に係る周期運動体の監視方法は、周期運動体の振
動を一定周期でサンプリングして得た時系列データを基
に、その実効値と、その確率密度関数の4次モーメント
をその分散にて除して正規化した指標と、任意に選択し
た周波数に関して求めたパイコヒーレンスとを求め、こ
nらを組み会わせて周期運動体の劣化度を総合的に判定
することによりその異常を検知することを%徴とする。
上述した各値のうち、実効値は前述した如く被監視体の
劣化度を全体的に把握するのに有利であり、また時系列
データの確率密度関数の4次モーメントを時系列データ
の分散にて除して正規化した指標は被監視体のサイズ、
負荷の大小、回転速度等に左右さfl、ない普遍的な異
常判定基準を設けることができ、史に任意に選択した周
波数に曲して求めたパイコヒーレンスは時系列データ中
に弁別しにぐい雑音が含捷A、る場合であっても異常が
検出できる。従ってそn、らの夫々の411点全有効に
組み合わせて周期運動体の劣化度を総合的に判定するの
が本発明に係る周期運動体の監視方法であるO 以下本発明方法を図面f基いて詳述する。第1図はその
実施に使用する装置1v(71略示ブロック図であって
振動発生体1vCはその撮動を検出して電気信号に変換
する眼@検出装置2が取り付けられている0この]辰動
+東出装置2の出力はザンプリング装膚3へ人力さnl
そこで一定周期にてサンプリングさハ1、アナログデー
タからディジタルデータへ変侠されて記憶装置4ヘスド
アされていく。この記憶装置t 4にストアされた時系
列データx (t)はRMS値計算装置5、パイコヒー
レンス計算装置6及びに値計算装置7に夫々取り込まれ
て、各計算装置により以下に述べる演算処理が行わ几る
詰!lJ RMS値計算装置5においては、時系列デー
タx (t) vcついて前記+1j式による演算が行
われて、実効値即ちRMS値が求められる。またパイコ
ヒーレンス計算装置6においては、下記(2)式による
演算が行われて、パイコヒーレンスBie、 XXX(
fl +f2)が求められる。
但し、fl、f2:係り合いを調べたい2つの周波数B
XXx(fl、f2)二時係列データx(t)から得ら
れる3次相関関数をフーリエ変 換したパイスペクトル。
T′ 5XX(f)二部波数f[おけるパワースペクトル即ち
5XX(f)=〒X(f)・X寥(f)T:データ取得
期間 X(f) :原系列データx (t)のフーリエ変換部
チx(f)=丁:x(the−j2?l’f″dt*:
共役複素数 更にに値計算装置7においては下記(3)式による演算
が行われ、時系列データx(t)の確率重度関数の4次
モーメントを時系列データx (t)の分故にて除して
正規化した指標即ちに値が求めら1.る。なおモーメン
トとしてfd中心モーメントを用いる。
但し、P(x) :時系列データx (t)の確率密度
関数μ4:4次モーメント σ2:時系列テータx (t)の分散 斯<L、CqDうn、たRMS4fα、パイコヒーレン
ス及びに値に関するデータは、基準データ記憶装置8に
記憶されている正常レベル及ヒ寿命レベルvc1.31
]するデータと共に比較(ロ)路9へ入力され、そこで
比較さt″した結果、被監視体が異常と総合判定される
と誓報装置に10へ信号が送られ、ν報が発せられるよ
うKなっている。
ルー1−l)・る装置ドを用いて周期運動体を監視する
場合は?Xに述べるような優れた周期運動体の監視が可
能となる。即ちR,MS値割算装置5において求めらf
′したRMS値は前述の如く被監視体の劣化度を全体的
に杷握する上で有利であり、1だパイコヒーレンス計算
装置6Vこおいて求めら1′1だパイコヒーレンスは微
妙な異常を検知する・上で特に優れており、更にに値計
傳装fi 7において求められたに値は被幣視体のサイ
ズ、負荷の大小、回転速度外に匠右され々い絶対的な評
価をする上で不動であり、上述の装置を用いて不発明方
法を実施丁−る場合はこれらを組みばわぜて総合的に判
定するので、信頼性が高い同!す(運動体の監視が可能
となるOなお本実〃1q例では、RMS値計算装爵5、
パイコヒーレンス計算装置6及びK 4jn−W−1−
算装置7πて夫々演算処理が行わ几ることとしたが、1
つの計算装置にて全ての演算処理を行うようにしてもよ
い。
次にベアリングによって支承さf′lた複数のa3車を
用いて動力を減速伝達する減速機を上述の装置を用いて
監視した実施例について述べる。正冨状νに、無給油状
す、察(ケースl)、両市に小さな傷を付した状態(ケ
ース2)、歯車に中程度の錫を付した状態(ケース3)
及び歯車に太さな慟を1」シた状、軒(ケース4)の谷
状匹についてRMS値、パイコヒーレンス及びに値を夫
々糾出した結果を1とめたグラフが第2図、第3図及び
8114図である。
2g2図に示すRMlllljについてみると、その絶
対値は減速機の劣化度に相応する基準かがい限り評価で
きないが、その劣化度に応じてRMSll(jが増大し
てセリ、被監視体の劣化度を全体的に杷握する上で有利
であることをよく示している。甘た第3図に示Tバイコ
ヒーレンスについてみると、+1m1Lの勃の大きさに
よる差が明瞭に表わ1ており、微妙な異常を検知する上
で荷に優1.でいることが分かる。更に第4(り1に示
すに仙についてみると、その杷対仙は正常時において3
.0となり、異常が発生すると3.0からすA、る傾向
を示し、絶対的な評価をする上で有効なことか分かる0 なおケース3.ケース4で系か劣化したにも拘らずに値
が下ったのは、減速機の歯車の捩り固有振動が犬きくな
り、パワースペクトルに著しいピークをなしたためであ
る0 パワースペクトルにピークが1個出米る正弦波であると
K Iqに1.5であり、一般に〕(ワースベクトルに
著しいピークができるような場合に1匣が引き下げらn
、るため、その適切な評価のためには原系列に適当なフ
ィルタリング全施しに値′f′算出することが必要とな
る。従って絶対的な評価?に1直によって行い、劣化度
の全体的な1巴握をRMS 4葭によって行い、微妙な
異常の検知をパイコヒーレンスによって行うことにより
、信頼性が高い周期運動体の監視が可能となる。
以上詳述した如く本発明による場合は、時系列データを
基に、その実効仙(RMS値)と、その確率密度関数の
4次モーメントをその分散によって除して正規化した指
標(K値)と、任意に選択した周波数に関して求めたパ
イコヒーレンスとを)阻み合わせて周期運動体の劣化度
を総合的VC判定することによりその異常を検知するの
で、信頼性か高い周期運動体の監視か可能となる0従っ
て不発明は周IIJ!凍りの体の異常検知技術等の同上
に多大の貢献をなす。
【図面の簡単な説明】
君1図は不発明の郵施に使用する装置の略本ブロック図
、第2図は本父明方法を用いて貌出したRMSイi口を
示すグラフ、第3図に本発明方法を用いて′n出したパ
イコヒー1/ンスを示すグラフ、第4図は本発明方法を
田いて算出したに値を示すグラフである。 1・・・振4+1.1発生体 2・・・振!:?υ検出
φ°;詩5・・・RMS値計算装置fF1” 6・・・
パイコヒーレンス計算装置7・・・K値計■装fit 
 9・・・比較1pl路特許出朗人 住友金属工業株式
会社 代理人 弁丹士 河  野  登  夫αΣの匈 正字68  ケース1  ケース2 ケース3 ケース
4竿  3  口 正室日÷ ケース1 ケース2 ケース3ケーズ4算 
 4[2] 手に1・補正化(自発) 昭和57生−L、0月19日 、、、fゎ一ヶ□よ      ・−L゛/ 事件の表
示  昭和56イト特許頭第163806号ノ 発明の
名称  li!j1貫連101体の曽視方法j 補正を
する者 事(L1〕との関係 特許出願人 所在地   大阪市東区北浜5丁目15番地ダ代理人 j 補正の対象

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、周期運動体の振動を一定周期でサンプリングして得
    た時系列データを基に、 その実効値と、 その確率密度関数の4次モーメントをその分散にて除し
    て正規化した指標と、 任意に選択した周波数に関して求めたパイコヒーレンス
    とを求め、 これらを組み合わせて周期運動体の劣化ノブを総合的に
    柚子することによりその異常を検知することを特徴とす
    る周期運動体の監視方法。
JP56163806A 1981-10-13 1981-10-13 周期運動体の監視方法 Granted JPS5863832A (ja)

Priority Applications (1)

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JP56163806A JPS5863832A (ja) 1981-10-13 1981-10-13 周期運動体の監視方法

Applications Claiming Priority (1)

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JP56163806A JPS5863832A (ja) 1981-10-13 1981-10-13 周期運動体の監視方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS5863832A true JPS5863832A (ja) 1983-04-15
JPS644611B2 JPS644611B2 (ja) 1989-01-26

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ID=15781054

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Cited By (4)

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JPS644611B2 (ja) 1989-01-26

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