JPS6097224A

JPS6097224A - 振動監視装置

Info

Publication number: JPS6097224A
Application number: JP20646383A
Authority: JP
Inventors: Noriyuki Fujiwara; 藤原　範幸
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1983-10-31
Filing date: 1983-10-31
Publication date: 1985-05-31

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】〔発明の技術分野〕この発明は振動監視装置に関するものであり、例えばタ
ービン、ポンプ、ブロワ、コンプレッサ。

発電機、モータ等の回転機械の振動を検出し、この振動
を監視したり、警報を出す振動監視装置に関するもので
ある。

し従来技術〕第１図は従来の振動監視装置を示すブロック線図である
。第１図において、回転子（１）は振動の監視対象とな
るものである。歯車（２）は回転子（１）に直結され、
回転子（１）と共に回転するものである。回転数センサ
（３）は歯車（２）の凹凸を検出するものである。回転
数検出器（４）は回転数センサ（３）の出方を計数して
、回転子（１）の回転数を検出するものである。

速度リレー（５）は回転数検出器（４）の出力が所定値
以上の場合、即ち回転子（１）の高速回転数域で付勢さ
れ、低速回転数域で消勢されるものであり、メイク接点
（５ａ）とブレイク接点（６ｂ）とを備えている。

偏心センサ（６）は回転子（１）の軸曲りによる変位量
を検知するものである。偏心検出器（７）は偏心センサ
（６）の出力により、回転子（１）の偏心レベルを検出
するものである。偏心計測器（８）はブレイク接点（５
ｂ）を介して偏心検出器（７）の出力を受信し、回転子
（１）の低速回転数域での偏心レベルを計測するもので
ある。偏心警報器（９）は偏心計測器（８）の計測偏心
レベルが所定値以上になると、警報を生じるものである
。振動センサ００は回転子（１）の軸の変位量を検知す
るものである。振動検出器０ηは振動センサＱ１の出力
により、回転子（１）の振動レベルを検出するものであ
る。振動計測器０４はメイク接点（５ａ）を介して振動
検出器（１υの出力を受信し、回転子（１）の高速回転
数域での振動レベルを計測するものである。

振動警報器Ｑ３は振動計測器Ｕ′４の計測振動レベルが
所定値以上になると、警報を生じるものである。

次にこの動作を第２図及び第８図を用いて説明する。第
２図は回転子（１）の軸偏心状態の説明図、である。第
２図において、回転子（１）は水平設置された場合に軸
の中心線が直線Ａになるように、軸受（イ）、＠で回転
可能に支承された場合を示している。

今、回転子（１）がある期間静止していると、回転子（
１）は重みや上側と下側とにわずかな温度差があること
によって、少したわんでくるようになる。この量は通常
小さなものであるが、そのまま回転子（１）が速度を上
げて運転されると、最も浮上がった場合の軸の中心線が
曲線Ｂに、最も沈んだ場合の袖の中心線が曲線Ｃになる
ように回転する。即ち、回転子（１）の軸は軸受（イ）
、（ロ）を節として、その外側の軸端が小さな円を描く
ように回転する。この場合、回転子（１）の軸の偏心量
はｅであり、偏心センサ（６）で検出される偏心量はＥ
である。この偏心量ｅが不平衡力として働き、機械を損
傷することになる。従って、回転機械を起動する際には
、この回転子（１）のたわみがなくなるまでターニング
装置によって低速運転を行い、偏心レベルが小さくなれ
ばターニング運転を停比し、起動昇速を行う。

回転子（１）に直結された歯車（２）の凹凸を、回転数
センサ（３）で検出し、回転数検出器（４）にて回転数
が検出される。その検出信号にて速度リレー（５）は、
偏心の監視と振動の監視とを切換えるためのあらかじめ
設定されている第８図に示す回転数Ｎｌより速くなれば
、付勢されてメイク接点（５ａ）を閉じブレイク接点（
５ｂ）を開放し、回転数Ｎ、より遅（なれば消勢されて
メイク接点（５ａ）を開放しブレイク接点（５ｂ）を閉
じる。

第８図は速度−振動レベル特性曲線図で、横軸に回転数
Ｎを、縦軸に振動偏心レベルＥを取っており、速度−振
動、偏心レベル運転パターンＤを示している。即ち、回
転数Ｎ１未満の低速回転域においては偏心を検出し、回
転数Ｎ７以上の高速回転域においては振動を検出するよ
うに構成されている。従って、回転数Ｎ８未満の低速回
転域においては、速度リレー（５）は消勢されるので、
ブレイク接点（５ｂ）が閉成する。このため偏心センサ
（６）で検出された軸曲りによる変位量は、偏心検出器
（７）にて偏心レベル信号として偏心計測器（８）へ送
られる。

この偏心レベルが第８図に示す偏心レベル８２以上にな
ると、偏心警報器（９）が働き、更にターニングを行わ
せたり、または軸系の異常を知らせる。

次に、第８図に示す回転数Ｎ。でのターニング運転中に
偏心レベルＥ２に達せずターニング運転が完了し、回転
機械を起動して回転数Ｎ１以上になると、速度検出リレ
ー（５）が付勢されてメイク接点（５ａ）を閉成し、偏
心監視から振動監視へ切換わる。振動センサＯＱにて検
出された回転子（１）の軸の変位量は、振動検出器０］
）にて軸振動レベル信号として振動計測器０埠へ入力さ
れる。振動レベルが第８図に示す振動レベル８１以上に
なると、振動警報器０３が動作して振動の異常を知らせ
る。

従来の装置は以上のように構成され、偏心監視と振動監
視との計測を別々に行い、速度リレー（５）によって切
換えているため、それぞれの回路を別個に設けなければ
ならなかった。また警報監視も回転数Ｎに関係なく一定
値の振動レベルＥ、によって判定されているため、振動
レベルＥ１を回転数Ｎの低速回転域において設定しなけ
ればならず、高速回転域における正確な判定ができなか
った。さらに、ターニング運転は運転員が偏心監視をし
ながら運転せねばならず、自動運転できない欠点があっ
た。

〔発明の概要〕

この発明は上記のような従来のものの欠点を除去するた
めになされたもので、偏心センサ（６）と振動センサθ
Ｑとを回転数センサ（３）にて共用させ、回転数信号と
振動信号とを処理演算して回転速度と軸変位とをパター
ン化し、全ての回転数域で振動監視を行なえるようにす
ると共に、偏心レベルの低下によりターニング運鹸の完
了を検知して、出力信号を出力するようにした振動監視
装置を提供することを目的としている。

〔発明の実施例〕

以下この発明の一実施例を図について説明する。

第４図はこの発明に係る振動監視装置の一実施例を示す
ブロック線図である。図中第１図と同一部分には同一符
号を付している。第４図において、波形整形器０Φは回
転数センサ（３）で検出した歯車（２）の凹凸変位信号
をパルス信号に波形整形するものである。回転数検出器
（ｌは波形整形器ＱΦのパルス信号を計数して、回転子
（１）の回転数を検出するものである。振動検出器０Ｑ
は波形整形器Ｑ４）からのパルス信号に同期させて、回
転数センサ（３）からの凹凸変位信号の凸部の変位信号
のみを入力して軸振動レベル信号を検出するものである
。速度−振動レベルパターン設定器（１７１は回転子（
１）の回転数速度と振動レベル軸変位レベルとを、あら
かじめパターン化して設定したものである。速度−振動
レベル演算器（至）は回転数検出器Ｑ時からの速度信号
と振動検出器０Ｑからの振動レベル信号とを、速度−振
の振動レベル信号と偏心レベル設定シーからの信号を比
較して、偏差信号を発生するものである。

ターニング速度側号器Ｑ旧よ回転数検出器ａυの出力信
号によりターニング中を検出して、ターニング中信号を
出力するものである。ターニング完了検出器（イ）はタ
ーニング速度信号器シυからのターニング中信号が印加
された状態で、偏心レベル比較器ａｌからの偏差信号の
偏差レベルが小さくなることにより、ターニング完了を
検知するものである。

ターニング完了信号型輪はターニング完了を表示すると
共に、外部へ出力するものである。振動レベル警報設定
器（ハ）は警報を発生する振動レベルを設定するもので
ある。振動レベル比較器（ハ）は速度−振動レベル演算
器（ト）からの偏差信号と振動レベル警報設定器（ハ）
の設定信号とを比較し、その結果を出力するものである
。警報器（ホ）は振動レベル比較器（ハ）の出力の偏差
信号が大きくなったときに動作するものである。振動計
測器■は振動検出器σＱの出力により振動を計測するも
のである。

次にこの動作を第５図を用いて説明する。第５図は速度
−振動レベル特性曲線図で、横軸に回転数Ｎを、縦軸に
振動偏心レベルＥを取っており、回転速度と軸変位レベ
ルとのパラメータ信号Ｘと、偏心、振動変化の警報設定
レベルのパラメータ信号Ｙとを示している。第６図にお
いて、回転数Ｎ１はターニング速度を、振動偏心レベル
Ｅ３はターニング完了レベルを示している。

今、回転子（１）が回転するとこれに連れて歯車（２）
も回転し、回転数センサ（３）で歯車（２）の凹凸を検
知して波形整形器α→でパルス信号に変換する。このパ
ルス信号を回転数検出器Ｑ１において回転数が演算され
その結果が回転数の速度信号として出力される。ターニ
ング速度側号器Ｑ旧よあらかじめ内部に設定しているタ
ーニング回転数域のターニング回転数Ｎ１と、回転数検
出器四からの信号とが一致すると、ターニング中の信号
を出力する。また歯車（２）の凹凸は回転数センサ（３
）にて軸変位信号として検知され、振動検出器０呻にて
波形整形器ｏ４のパルス信号と同期してサンプリングす
れば、凸部のみの軸変位信号を得ることができ、これを
軸振動レベル信号として出力する。振動検出器０Ｑから
の軸変位信号は、偏心レベル比較器（イ）へ入力され、
偏心レベル設定器０呻にてあらかじめ設定された軸変位
設定レベルである振動偏心レベルＥ３と比較されて、振
動信心レベルＥ３以下に軸変位信号が低下したとき、タ
ーニング完了検出シーへ出力される。

ターニング完了検出器（２）はこの軸変位信号の低下と
ターニング速度信号器ぐυからのターニング中の信号に
より、ターニングが完了したことを検知し、ターニング
完了信号器（ホ）へ出力して、ターニング完了の表示と
、外部へ出力して例えば回転機械を起動する。

軸変位の異常警報検出は、速度−振動レベルパターン設
定器０７）にて設定した第５図に示す回転数Ｎと振動偏
心レベルＥとのパラメータ信号Ｘと、回転数検出器０り
からの回転数信号及び振動検出器ＯＱからの軸変位信号
とを、速度−振動レベル演算器（１８）で比較演算し、
その結果の偏差信号を出力する。振動レベル比較器（ハ
）はこの偏差信号と、振動レベル警報設定器（ハ）にあ
らかじめ設定された第５図に示すパラメータ信号Ｙとを
比較し、偏差信号が大きくなったときに警報器（ハ）を
動作させ、軸変位、すなわち軸偏心や軸振動の異常を警
報する。

また、振動測定器−によって振動検出器ＯＱの振動を測
定して振動を監視する。

なお、上記実施例では振動測定器−を振動検出器０・に
取付けた場合を示したが、回転数検出器Ｃ１５に取付け
てもよい。また警報器（ホ）を１個設けた場合を示した
が、振動レベル設定器（財）と振動レベル比較器に）と
を複数個設けることにより、多段警報としてもよい。

〔発明の効果〕

以上のようにこの発明によれば、軸偏心計測と軸振動計
測とを回転数センサを用いて、回転数と軸変位とをパタ
ーン化して計測するように構成したので、装置が安価に
でき、かつ精度の高いものが得られる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の振動監視装置を示すブロック線図、第２
図及び第８図は第１図の動作説明図、第４図はこの発明
に係る振動監視装置の一実施例を示すブロック線図、第
５図は第４図の動作説明図である。図において、（１）は回転子、（２）は歯車、（３）は
回転数センサ、０復は波形整形器、Ｑｆ９は回転数検出
器、レベル設定器、（イ）は偏心レベル比較器、Ｑυは
ターニング速度信号器、（２）はターニング完了検出器
、（ハ）はターニング完了信号器、（ハ）は振動レベル
警報設定器、（ハ）は振動レベル比較器、に）は警報器
、■は振動測定器である。なお各図中同一符号は同一部
分を示す。代理人　弁理士　大岩増雄第１図第２図日第３図回戦数Ｎ

Claims

【特許請求の範囲】

（１）回転子の回転速度と前記回転子の軸振動変位とを
検出するセンサ、及び前記センサの回転速度出力信号と
軸振動変位出力信号とを設定された回転速度と軸変位レ
ベルとのパラメータ信号と比較する速度−振動レベル演
算器を備え、低速回転域での軸偏心と高速回転域での軸
振動とを監視するようにしたことを特徴とする振動監視
装置。
（２）速度−振動レベル演算器の出力は、設定された偏
心並びに振動の警報設定レベルと振動レベル比較器で比
較され、前記出力が前記警報設定レベルより大きければ
警報器を動作させるようにしたことを特徴とする特許請
求の範囲第（１）項記載の振動監視装置。
（３）センサの回転速度出力信号が、設定されたターニ
ングの回転数域の値と等しく、かつ前記センサの軸振動
変位出力信号が、設定された軸変位設定レベル以下のと
き、ターニング完了信号器を動作させるようにした仁と
を特徴とする特許請求の範囲第（１）項または第（２）
項記載の振動監視装置。