JPS6237512A - すべり軸受部の金属接触検知装置 - Google Patents

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】 本発明は回転機械の軸受部の金属接触検知装置に関する
。

従来より回転機械に使用されるすべり軸受等は軸受負荷
荷重の過大による潤滑油膜の破断や軸受とジャーナルの
調心性不良などからジャーナルと軸受バビットメタルと
が金属接触奮起こす現象（以下軸受金属接触と呼ぶ）が
あり、それが原因となり軸受焼損事故を起こすことが知
られている。

これら軸受焼損の監視手段としては、従来よりメタル温
度測定法や軸受排油温度測定法などが用いられているの
で、これらの方法について以下説明する。友とえば第１
図に示すようにジャーナル１とバビットメタル２との調
心性不良による軸受金属接触、いわゆる軸受片当りが発
生した場合？仮定する。前述し九メタル温度測定法は軸
受裏金３内に熱電対４ａ４取υ付け、第１図■部の軸受
片当りによるパビットメタル焼損時に発生する熱変化全
測定することにより、パビットメタルの焼損全監視する
手段である。一方軸受排油温度測定法は被蓋部材５内に
熱電対４１）　ｆ取り付け、第１図■部の軸受片当りに
よるパビットメタル焼損時に発生する熱変化を排油を介
して測定することにより、バビットメタル等の焼損を監
視する手段である。

しかし、前述したメタル温度測定法においては、熱電対
４ａが軸受裏金３内に設置されており、しかも軸受摺動
面より離れｔ位置にあるため、軸受片当りが軽微である
場合は、その異常を検出できない、場合があり、異常が
検出できるのはバビットメタルがある程度焼損した後に
限られる。また、前述した軸受排油温度測定法において
も同様である。

以上述べた測定法以外には軸受本体にひずみゲージを貼
り、そのひずみ値の変化より異常を知る手段クギャップ
センサによるアラメイント変化測定法などがあるが、い
ずれもパビソトメタル焼損がある程度進展した後でなけ
れば検出できない之め、軸受焼損につながる軸受金属接
触の初期検出は困難であった。

本発明の目的は軸受金属接触現象が発生し之ら直ちに検
知出来得る軸受部の金属接触検知装置全提供するもので
ある。

本発明の特徴は軸、受に音響検知素子を装着し、この音
響検知素子により軸受金属接触に伴って発生する超音波
等の音響信号を受信し、この信号を処理することにより
、軸受焼損の原因となる軸受金属接触現象を早期に検出
するようにした点にある。

以下本発明を図面を用いて詳細に説明する。本発明の具
体的実施例である軸受部の金属接触検知装置のブロック
図を第２図に示す。ジャーナル１をささえる軸受２の軸
受金属接触現象に伴って発生する超音波信号を検知出来
得る箇所に音響検知素子３（ｆｃ、とえば圧電セラミッ
ク素子を用いたもの）全圧着または接着により設置し、
音響検知素子３にて得られた信号全プリアンプ４に入力
する。

次にプリアンプ４にて増幅されに信号をフィルタ５に通
し、ノイズを除去する。さらにノイズ全除去り、’ｃ信
信号ツメインアンプ６てさらに増幅し、その信号全回転
数判定回路４に入力する。回転数判定回路７ではジャー
ナルの回転数を取り込みターニング（約２ｒ［）ｍ程度
）であるのか運転状態であるのかを判定し、運転状態の
時のみメインアンプ６からの出力信号を軸受金属接触弁
別回路８に入力する。軸受金属接触弁別回路８は検波回
路３ａ、バンドパスフィルタ（以下ＢＰＦと略す）Ｂｂ
、増幅器８ｃ、検波器８ｄより構成されている。９は比
較回路で前記検波ｇｔｓｃｌより出力される信号を比較
回路９の比較電圧にて比較し、比較電圧ケ越えｔ信号を
方形波に変換する回路である。

軸受金属接触判定回路１０は比較回路９より出力される
信号の単位時間あたりの発生数が定められｔ値を越えた
場合、信号を出力する回路であり１１は表示装置で、軸
受金属接触判定回路１０より出力される信号により軸受
金属接触現象発生の有無を表示する装置である。

ここで、前述した軸受部の金属接触検知装置の動作原理
全具体的に説明する。第３図に前記軸受部の金属接触検
知装置の動作原理を説明するうえで理解しやすいように
各回路の動作及びその出力波形を軸受金属接触発生の有
る場合と無い場合に区別して示す。同図に示すように軸
受金属接触の無い場合の超音波信号出力波形（メインア
ンプ６の出力波形）は、ジャーナルの回転や潤滑油の循
環等によって発生するノイズによる波形が主である。こ
れに対して軸受金属接触が有る場合の超音波信号出力波
形は前述したノイズによる波形の上に軸受金属接触によ
る信号がわずかに重畳され、いわゆる変調波のようにな
るのが特徴である。この信号の発生原因は軸受金属接触
時に発生ずる低周波の信号が前述したノイズによる波形
に重畳される定めである。

最初に軸受金属接触の発生が有る場合の各回路の動作を
説明する。前述した超音波信号は回転数判定回路７に通
され、次に軸受金属接触弁別回路８に入力される。８で
はまず、前記信号を検波回路８ａにて同図に示すように
包絡線検波し、次に低周波（２００ＨＺ以下）のＢＰＦ
８ｂに通ｊことにより、同図に示すように直流成分の除
去と軸受金属接触時の特徴である低周波の信号のみを取
り出す。この動作全行うことにより検波回路８ａの出力
波形では不明瞭であった軸受金属接触によるわずかな信
号変化？明確にとらえることができる。次に前記信号を
増幅器８Ｃで増幅し＾後、検波器８ｄに通すことにより
同図に示す波形が得られる。次に前記波形を比較回路９
の比較電圧Ｅｖにて比較することにより、比較回路９の
出力として同図に示す方形波の信号を得る。次に、この
方形波の単位時間あたりの発生数が設定され九しきい値
？越し之場合、同図に示されるように軸受金属接触判定
回路１ｏより信号が出力され、表示装＠１１にて軸受金
属接触の発生を表示することになる。

なお、前述した軸受金属接触判定回路では第３図に示し
之比較回路９の出力波形が約５パルスで判定しているが
、これは説明の都合上記述したものであり、実際は数十
〜数百パルスが出力された場合判定するようにしてもか
まわない。

次に軸受金属接触の発生が無い場合の動作を説明する。

第３図に示す超音波信号は回転数判定回路７に通され、
次に軸受金属接触弁別回路８に入力される。８ではまず
、前記信号を検波回路８ａにて同図に示すように検波し
、次に低周波のＢＰＦに通すことにより同図に示す波形
を得る。軸受金属接触の発生が無い場合は同図からもわ
かるように、前述した軸受金属接触の発生が有る場合と
異なり、ノイズによる信号が主であるため、直流成分の
除去のみ金行うことになる。次に前記信号全増幅器８Ｃ
で増幅しｔ後、検ｅ、器８ｄに通すことにより、同図に
示す波形が得られる。次に前記波形全比較回路９の比較
電圧Ｅ７にて比較することになるが、軸受金属接触の発
生が無い場合は同図に示されるように、前記検波器８ｄ
より出力される信号の振幅がＥｖよりはるかに小さいた
め、比較回路９より方形波は発生しないことになる。こ
れに伴い軸受金属接触判定回路１０からは同図に示され
るように出力信号が発生されないため、表示装置１１で
μ軸受金属接触の発生の無いこと全表示することになる
。

以上説明したように軸受金属接触によって発生する゛低
周波の超音波信号のみと取り吊す信号処理を行うことに
より、軸受金属接触現象の発生を早期ならびに明確にと
らえることができるため、軸受焼損の原因となる軸受金
属接触現象検出のオンラインモニタとして利用でき、工
業上極めて有効で顕著な効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は軸受メタル温度及び軸受排油温度測定法全説明
するための模型図である。 第２図は本発明の軸受部の金属接触検知装置のブロック
図である。 第３図は本発明の軸受部の金属接触検知装置の動作を説
明するための波形図である。 ３・・・音響検知素子、８・・・軸受金属接触弁別回路
。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、回転機械のジャーナルと回転機械に使用されるすべ
   り軸受の軸受メタルとの金属接触によつて生ずる超音波
   を検知する音響検知素子と、該検知素子にて検出された
   信号を増巾する増巾部と、該増巾部からの出力を取込み
   低周波成分のみを取出する弁別部と、該弁別部より出力
   された信号と所定の基準値とを比較し、上記出力信号が
   該基準値より大きい時に方形波を発生する比較回路と、
   該比較回路の方形波出力を取込み軸受金属接触の有無を
   判定する判定回路と、該判定回路出力を表示する表示部
   とより成るすべり軸受部の金属接触検知装置。 ２、上記増巾部と弁別部との間に回転数判定回路を設け
   、該回転数判定回路は、上記回転機械のターニング運転
   時でない運転時のみ増巾部の出力を弁別部の入力として
   印加せしめてなる特許請求の範囲第１項記載のすべり軸
   受部の金属接触検知装置。