JPS6251407B2 - - Google Patents
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- JPS6251407B2 JPS6251407B2 JP55119713A JP11971380A JPS6251407B2 JP S6251407 B2 JPS6251407 B2 JP S6251407B2 JP 55119713 A JP55119713 A JP 55119713A JP 11971380 A JP11971380 A JP 11971380A JP S6251407 B2 JPS6251407 B2 JP S6251407B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- vibration
- unbalanced
- data
- vector
- time
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
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-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01M13/00—Testing of machine parts
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01H—MEASUREMENT OF MECHANICAL VIBRATIONS OR ULTRASONIC, SONIC OR INFRASONIC WAVES
- G01H1/00—Measuring characteristics of vibrations in solids by using direct conduction to the detector
- G01H1/003—Measuring characteristics of vibrations in solids by using direct conduction to the detector of rotating machines
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01M1/00—Testing static or dynamic balance of machines or structures
- G01M1/14—Determining imbalance
- G01M1/16—Determining imbalance by oscillating or rotating the body to be tested
- G01M1/22—Determining imbalance by oscillating or rotating the body to be tested and converting vibrations due to imbalance into electric variables
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)
- Testing Of Balance (AREA)
- Testing Of Devices, Machine Parts, Or Other Structures Thereof (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、回転機の振動診断方法及び装置に係
り、特に火力及び原子力発電プラントのタービ
ン、発電機等に使用するに好適な回転機の振動診
断方法及び装置に関する。
り、特に火力及び原子力発電プラントのタービ
ン、発電機等に使用するに好適な回転機の振動診
断方法及び装置に関する。
最近、発電プラントの蒸気タービン及び発電機
ロータは大容量化の進展と共に大形化し、軸剛性
の低下等により振動が発生し易い状況になつてい
る。また、比較的大容量の発電プラントがピーク
ロードに対する負荷調整用として用いられるよう
になり、起動・停止が頻繁に行なわれるので、こ
の頻繁な起動・停止に対しする安全性の向上が叫
ばれている。このため、安全性監視のための有効
な手段である振動監視の重要性が一段とクローズ
アツプされ、単なる振動値の大小の監視にとどま
らず、振動現象あるいは振動原因の監視・診断が
要望されている。これらの回転機において回転数
に同期した振動成分を持つ不釣合振動は、最も頻
繁に発生するので診断の対象として重要な振動で
ある。
ロータは大容量化の進展と共に大形化し、軸剛性
の低下等により振動が発生し易い状況になつてい
る。また、比較的大容量の発電プラントがピーク
ロードに対する負荷調整用として用いられるよう
になり、起動・停止が頻繁に行なわれるので、こ
の頻繁な起動・停止に対しする安全性の向上が叫
ばれている。このため、安全性監視のための有効
な手段である振動監視の重要性が一段とクローズ
アツプされ、単なる振動値の大小の監視にとどま
らず、振動現象あるいは振動原因の監視・診断が
要望されている。これらの回転機において回転数
に同期した振動成分を持つ不釣合振動は、最も頻
繁に発生するので診断の対象として重要な振動で
ある。
不釣合振動は、釣合せによつて低減させること
ができ、ロータの製造及び組立過程で生じた不釣
合いを運転当初に軽減させることができる。しか
し、運転当初は不釣合振動は小さいが、ロータの
曲りの発生、静止部との接触（ラビング）又は部
材の欠損等により運転中に不釣合振動が発生する
ことがある。これらのうちで、ロータの曲り発生
は、ロータ系の負荷あるいは電流等の変化によつ
てロータに熱的な不釣合いが生ずることが主な原
因であつて、しばしば「熱曲り」とよばれるもの
である。
ができ、ロータの製造及び組立過程で生じた不釣
合いを運転当初に軽減させることができる。しか
し、運転当初は不釣合振動は小さいが、ロータの
曲りの発生、静止部との接触（ラビング）又は部
材の欠損等により運転中に不釣合振動が発生する
ことがある。これらのうちで、ロータの曲り発生
は、ロータ系の負荷あるいは電流等の変化によつ
てロータに熱的な不釣合いが生ずることが主な原
因であつて、しばしば「熱曲り」とよばれるもの
である。
ロータの熱曲りの具体的原因を挙げると、発電
プラントの発電ロータに関しては界磁コイルの通
風アンバランス、層間短縮あるいはウエツジ固さ
の不平衡のび、またタービンロータに関しては、
材料の熱膨脹係数の不均一、表面の発錆又は塗料
の厚みの差による熱輻射の差及び焼嵌め式ロータ
におけるキーによる伝熱の不均一等がある。
プラントの発電ロータに関しては界磁コイルの通
風アンバランス、層間短縮あるいはウエツジ固さ
の不平衡のび、またタービンロータに関しては、
材料の熱膨脹係数の不均一、表面の発錆又は塗料
の厚みの差による熱輻射の差及び焼嵌め式ロータ
におけるキーによる伝熱の不均一等がある。
振動データのみによる診断方法では、上記の具
体的原因までを明らかにすることは容易でない
が、不釣合振動がロータの熱曲りに起因すると判
別できると、その直接の原因対策上有効である。
体的原因までを明らかにすることは容易でない
が、不釣合振動がロータの熱曲りに起因すると判
別できると、その直接の原因対策上有効である。
従来各種の振動原因の要因判別に関しては、時
間又は回転機の変化に対する振動変化を記録し
て、これを要因別特徴パターンと比較する方法が
考えられているが、ロータの熱曲りの診断に関し
てはまだ有効な方法が見出されていない。
間又は回転機の変化に対する振動変化を記録し
て、これを要因別特徴パターンと比較する方法が
考えられているが、ロータの熱曲りの診断に関し
てはまだ有効な方法が見出されていない。
本発明の目的は、運転中のロータの熱曲りによ
る振動の発生を自動的に診断、表示できる回転機
の振動診断方法及び装置を提供するにある。
る振動の発生を自動的に診断、表示できる回転機
の振動診断方法及び装置を提供するにある。
本発明は、この目的を達成するために、一定時
間内の振動データについて回転数に同期した不釣
合振幅を分析し、その不釣合振動ベクトルの時間
的変化を逐次求め、その変化の方向及び振動の増
減の傾向がそれぞれほぼ一定であることを確認し
て、不釣合振動の原因がロータの熱曲りであると
診断することを特徴としている。
間内の振動データについて回転数に同期した不釣
合振幅を分析し、その不釣合振動ベクトルの時間
的変化を逐次求め、その変化の方向及び振動の増
減の傾向がそれぞれほぼ一定であることを確認し
て、不釣合振動の原因がロータの熱曲りであると
診断することを特徴としている。
以下、本発明の方法を添付した図を用いて説明
する。第１図は、熱曲り振動発生時の回転に同期
した振動成分（不釣合振動成分）の振幅と位相を
ベクトル図に表わしたもので、時間の経過と共に
振動ベクトルx1，x2，……ｘNは番号１からＮの
方へ変化したことを示している。この図で注目す
べきことは、個々の振動ベクトルの先端〇印を結
ぶ線は、１〜Ｎまで全体的に見るとほぼ直線にな
つていることである。別言すれば、個々の振動ベ
クトルの差の方向はほぼ一定である。このことは
熱曲り振動の大きな特徴と考えられ、本発明はこ
の点に着目してなされたものである。
する。第１図は、熱曲り振動発生時の回転に同期
した振動成分（不釣合振動成分）の振幅と位相を
ベクトル図に表わしたもので、時間の経過と共に
振動ベクトルx1，x2，……ｘNは番号１からＮの
方へ変化したことを示している。この図で注目す
べきことは、個々の振動ベクトルの先端〇印を結
ぶ線は、１〜Ｎまで全体的に見るとほぼ直線にな
つていることである。別言すれば、個々の振動ベ
クトルの差の方向はほぼ一定である。このことは
熱曲り振動の大きな特徴と考えられ、本発明はこ
の点に着目してなされたものである。
第２図は、本発明になる振動診断法の手順を示
したもので、以下この手順に従つて説明する。ま
ず一定速度で回転中のロータの振動を測定する。
この振動は通常軸受部の軸振動（ジヤーナル振
動）を用いる。測定された振動はオーバオールの
振動でありすべての周波数成分を含んでいるか
ら、この中から回転に同期した振動数を持つ成分
を抽出しなければならない。この回転同期の振動
成分が大部分であるかどうかにより診断の対象と
する振動が不釣合振動かどうか判定する。これ
は、例えば次のようにして行なうことができる。
したもので、以下この手順に従つて説明する。ま
ず一定速度で回転中のロータの振動を測定する。
この振動は通常軸受部の軸振動（ジヤーナル振
動）を用いる。測定された振動はオーバオールの
振動でありすべての周波数成分を含んでいるか
ら、この中から回転に同期した振動数を持つ成分
を抽出しなければならない。この回転同期の振動
成分が大部分であるかどうかにより診断の対象と
する振動が不釣合振動かどうか判定する。これ
は、例えば次のようにして行なうことができる。
｜ｘN｜≧αＸN …(1)
ここで、｜ｘN｜は振動測定時点Ｎすなわち診
断開始時点における回転同期の振動成分の振幅、
ＸNは同じくオーバオールの振幅、αは不釣合判
定係数である。(1)式を満足する場合が不釣合振動
である。測定された振動が不釣合振動と判定され
た場合には、予め記録されていた過去のデータの
中から現時点より診断時間Ｔぶんだけの不釣合振
動成分をとり出し、各データについて順次変化ベ
クトルの演算を行なう。ここで変化ベクトルと
は、第３図に示したように現時点の不釣合振動ベ
クトルｘNを最も新しいデータとして合計Ｎ個の
データが診断時間Ｔに含まれるとしたときに、最
も古い不釣合振動ベクトルx1と各不釣合振動ベク
トルとの差である。この変化ベクトルを式で表わ
すと次のようになる。
断開始時点における回転同期の振動成分の振幅、
ＸNは同じくオーバオールの振幅、αは不釣合判
定係数である。(1)式を満足する場合が不釣合振動
である。測定された振動が不釣合振動と判定され
た場合には、予め記録されていた過去のデータの
中から現時点より診断時間Ｔぶんだけの不釣合振
動成分をとり出し、各データについて順次変化ベ
クトルの演算を行なう。ここで変化ベクトルと
は、第３図に示したように現時点の不釣合振動ベ
クトルｘNを最も新しいデータとして合計Ｎ個の
データが診断時間Ｔに含まれるとしたときに、最
も古い不釣合振動ベクトルx1と各不釣合振動ベク
トルとの差である。この変化ベクトルを式で表わ
すと次のようになる。
ｙo＝ｘo−x1 …(2)
ここでｎ＝２，……Ｎである。
次に変化ベクトルｙoの位相変化が一定である
かどうかを調べる。これは次式によつて行なう。
かどうかを調べる。これは次式によつて行なう。
｜θN−θo｜＝θB …(3)
ここでθNは、最新の変化ベクトルｙNの位相
角、θoは変化ベクトルｙoの位相角、θBは位相
変化判定角であり、ｎは２からＮ−１までの数を
とる。θNは診断時間Ｔの区間全体の振動変化の
方向を決定するものであり、個々の時点における
る変化ベクトルの位相角θoと比較して、それが
ある一定の範囲内θBに入つているかどうかを判
定する。
角、θoは変化ベクトルｙoの位相角、θBは位相
変化判定角であり、ｎは２からＮ−１までの数を
とる。θNは診断時間Ｔの区間全体の振動変化の
方向を決定するものであり、個々の時点における
る変化ベクトルの位相角θoと比較して、それが
ある一定の範囲内θBに入つているかどうかを判
定する。
次に、変化ベクトルの振幅変化の傾向を調べる
のであるが、これは振動ベクトルが時間経過と共
に増減いずれかの方向へ変化しつつあるかを知る
ためである。すなわち、(3)式による方向のチエツ
クだけでは、途中で振動ベクトルの変化がなくな
るような、例えば第３図においてｘo以降のベク
トル点がその近傍で一定してしまうような場合を
区別することができない。熱曲りの場合は、緩や
かながらも振幅の連続した変化を伴なうものであ
り、上記の状態は熱曲りでない。この振幅変化の
チエツクは次式によつて行なう。
のであるが、これは振動ベクトルが時間経過と共
に増減いずれかの方向へ変化しつつあるかを知る
ためである。すなわち、(3)式による方向のチエツ
クだけでは、途中で振動ベクトルの変化がなくな
るような、例えば第３図においてｘo以降のベク
トル点がその近傍で一定してしまうような場合を
区別することができない。熱曲りの場合は、緩や
かながらも振幅の連続した変化を伴なうものであ
り、上記の状態は熱曲りでない。この振幅変化の
チエツクは次式によつて行なう。
｜ｙo+1｜−｜ｙo｜＞０ …(4)
ここで、｜ｙo+1｜，｜ｙo｜はそれぞれ相隣れ
る変化ベクトルの振幅であり、ｎは２からＮ−１
までの数をとる。
る変化ベクトルの振幅であり、ｎは２からＮ−１
までの数をとる。
診断時間Ｔ内のＮ個すべてのデータについて、
以上による変化ベクトルの位相及び振幅のチエツ
クが終了したら、最終的に熱曲りであるかどうか
の判定を行なう。すべてのデータについて(3)式と
(4)式の関係が満たされれば完全な熱曲り振動であ
るが、実際はデータの局部的なバラツキによつて
熱曲りであつても、上記式の関係が満たされない
場合があるので上記条件を満たすデータの数に多
少余裕を持たせておくことが実際的である。すな
わち、例えばデータ数の10％程度のものが上記条
件を満たさない場合でも熱曲りであると判定する
のである。
以上による変化ベクトルの位相及び振幅のチエツ
クが終了したら、最終的に熱曲りであるかどうか
の判定を行なう。すべてのデータについて(3)式と
(4)式の関係が満たされれば完全な熱曲り振動であ
るが、実際はデータの局部的なバラツキによつて
熱曲りであつても、上記式の関係が満たされない
場合があるので上記条件を満たすデータの数に多
少余裕を持たせておくことが実際的である。すな
わち、例えばデータ数の10％程度のものが上記条
件を満たさない場合でも熱曲りであると判定する
のである。
最後に、判定結果をCRT（カソードレイチユ
ーブ）表示管やラインプリンタ等の適当な表示装
置に表示あるいは出力させる。
ーブ）表示管やラインプリンタ等の適当な表示装
置に表示あるいは出力させる。
以上の説明における熱曲りの振動変化速度は、
発電プラントにおけるロータの機種あるいは運転
状況により変るので、診断時間Ｔは一定していな
いが、通常は10〜60分程度に選べばよい。
発電プラントにおけるロータの機種あるいは運転
状況により変るので、診断時間Ｔは一定していな
いが、通常は10〜60分程度に選べばよい。
以上詳述したように、本発明による方法を用い
ることにより、ロータの熱曲りによる異常振動の
診断を確実に行うことができ、しかもこの方法は
診断の自動化に適する。
ることにより、ロータの熱曲りによる異常振動の
診断を確実に行うことができ、しかもこの方法は
診断の自動化に適する。
次に本発明の診断方法を実施するのに最適な回
転機の振動診断装置の一例について、第４図を用
いて説明する。
転機の振動診断装置の一例について、第４図を用
いて説明する。
第４図において、１１ないし１３は振動診断の
対象となるタービン・発電機ロータから成る多軸
受ロータ系で、軸受４１ないし４６により支持さ
れている。振動検出器５１ないし５６で検出され
た軸受部の振動は振動計７により増幅され、多点
データ入力装置８を介してＡ／Ｄ変換器９に入力
される。多点データ入力装置８は多点のアナログ
振動信号を同時に取込むためのサンプルホールド
回路と信号取込時の不要な周波数成分を除去する
ためのフイルタとで構成される。
対象となるタービン・発電機ロータから成る多軸
受ロータ系で、軸受４１ないし４６により支持さ
れている。振動検出器５１ないし５６で検出され
た軸受部の振動は振動計７により増幅され、多点
データ入力装置８を介してＡ／Ｄ変換器９に入力
される。多点データ入力装置８は多点のアナログ
振動信号を同時に取込むためのサンプルホールド
回路と信号取込時の不要な周波数成分を除去する
ためのフイルタとで構成される。
Ａ／Ｄ変換器９によりデイジタル化された振動
信号はデータ処理装置１０に入力される。データ
処理装置１０は入力振動データより回転同期の振
動成分を抽出するとともに、波形変換器１１とク
ロツク１３の入力を受け振動分析の基準信号と時
間信号の処理を行なう。波形変換器１１には、パ
ルスピツクアツプ６で検出された１回転１パルス
のパルス信号が入力され、これを正弦波に変換し
てデータ処理装置の振動分析の基準信号を得る。
一方、パルスピツクアツプ６の出力は、同時に回
転計１２で増幅・デイジタル化されデータ処理装
置１０に入力される。
信号はデータ処理装置１０に入力される。データ
処理装置１０は入力振動データより回転同期の振
動成分を抽出するとともに、波形変換器１１とク
ロツク１３の入力を受け振動分析の基準信号と時
間信号の処理を行なう。波形変換器１１には、パ
ルスピツクアツプ６で検出された１回転１パルス
のパルス信号が入力され、これを正弦波に変換し
てデータ処理装置の振動分析の基準信号を得る。
一方、パルスピツクアツプ６の出力は、同時に回
転計１２で増幅・デイジタル化されデータ処理装
置１０に入力される。
データ処理装置１０で分析された多点の振動デ
ータは、時間及び回転数と共に記憶装置１４に記
憶される一方、判定器１５に入る。第１判定器１
５では入力された回転同期成分の振動が一定レベ
ル以上であるかどうかにより診断の対象とする振
動が不釣合振動であるかどうかの判定を行なう。
この結果不釣合運動であれば、ベクトル演算器１
６により予め指定された診断時間の不釣合振動デ
ータについて前述の(2)式に基づくベクトル演算を
行なう。このとき診断時間Ｔのデータとして記憶
装置１４に記憶されている、現時点から時間Ｔ
（例えばＴ秒）前までの回転同期成分のデータを
用いる。続いて比較器１７によつて(3)式に基づく
位相変化の傾向がチエツクされ、更に比較器１８
によつて(4)式に基づく振幅変化の傾向がチエツク
される。
ータは、時間及び回転数と共に記憶装置１４に記
憶される一方、判定器１５に入る。第１判定器１
５では入力された回転同期成分の振動が一定レベ
ル以上であるかどうかにより診断の対象とする振
動が不釣合振動であるかどうかの判定を行なう。
この結果不釣合運動であれば、ベクトル演算器１
６により予め指定された診断時間の不釣合振動デ
ータについて前述の(2)式に基づくベクトル演算を
行なう。このとき診断時間Ｔのデータとして記憶
装置１４に記憶されている、現時点から時間Ｔ
（例えばＴ秒）前までの回転同期成分のデータを
用いる。続いて比較器１７によつて(3)式に基づく
位相変化の傾向がチエツクされ、更に比較器１８
によつて(4)式に基づく振幅変化の傾向がチエツク
される。
第２伴定器１９では、比較器１７及び１８の結
果を受けて、最終的に熱曲り振動であるかどうか
の判定を行なう。この判定条件として、この例で
は比較器１７及び１８の結果が正であるデータの
個数すなわち(3)式および(4)式を同時にそれぞれ満
足するデータの個数が全データ数の80％以上であ
ることを用いている。
果を受けて、最終的に熱曲り振動であるかどうか
の判定を行なう。この判定条件として、この例で
は比較器１７及び１８の結果が正であるデータの
個数すなわち(3)式および(4)式を同時にそれぞれ満
足するデータの個数が全データ数の80％以上であ
ることを用いている。
第２判定器１９の結果は、制御装置２０を介し
て表示装置２１に表示される。表示内容は、表示
装置に応じグラフあるいは文字として表わすこと
ができるが、直観的にわかり易く表現できる表示
装置の例として、CRTがある。第５図は、本発
明になる診断装置の診断結果の表示例として、
CRTを用いた例を示す。同図では診断結果のコ
メントと共に診断に用いた不釣合振動データをベ
クトル図で表示している。表示が終ると、次の時
点のデータに対して以上の経過が自動的に繰返え
される。
て表示装置２１に表示される。表示内容は、表示
装置に応じグラフあるいは文字として表わすこと
ができるが、直観的にわかり易く表現できる表示
装置の例として、CRTがある。第５図は、本発
明になる診断装置の診断結果の表示例として、
CRTを用いた例を示す。同図では診断結果のコ
メントと共に診断に用いた不釣合振動データをベ
クトル図で表示している。表示が終ると、次の時
点のデータに対して以上の経過が自動的に繰返え
される。
以上の実施例では、不釣合振動ベクトルの変化
方向を調べるための位相基準角度は、第３図に示
したように対象とする初めと終りの振動ベクトル
の差の方向、すなわち振動ベクトルx1とｘNの先
端を結ぶ直線の方向を用いているが、この直線の
代りに、第６図に示すようにx1ないしｘNの各デ
ータのバラツキが最小となるように最小自乗法で
近似した直線ｂを用いることもできる。このと
き、最初と最後のデータの位置は、それぞれ１→
１′，Ｎ→N′に移動する。このように最小自乗法
を用いるとデータのバラツの影響が小さくなり、
ベクトル変化の方向の判定が一層確実になる。ま
た、x1ないしｘNの振動データの間隔を１分間と
して、１分おきのデータを診断に用いてもよい
が、１分間隔のあいだに、例えば数秒毎に診断デ
ータが得られる場合には、１分間おきにそれらの
データの平均値を用いるならば、データのばらつ
きは少なくなりデータの信頼性が向上する。ま
た、診断対象のデータとして月単位のデータを用
いれば経年的なロータの曲りも診断できる。
方向を調べるための位相基準角度は、第３図に示
したように対象とする初めと終りの振動ベクトル
の差の方向、すなわち振動ベクトルx1とｘNの先
端を結ぶ直線の方向を用いているが、この直線の
代りに、第６図に示すようにx1ないしｘNの各デ
ータのバラツキが最小となるように最小自乗法で
近似した直線ｂを用いることもできる。このと
き、最初と最後のデータの位置は、それぞれ１→
１′，Ｎ→N′に移動する。このように最小自乗法
を用いるとデータのバラツの影響が小さくなり、
ベクトル変化の方向の判定が一層確実になる。ま
た、x1ないしｘNの振動データの間隔を１分間と
して、１分おきのデータを診断に用いてもよい
が、１分間隔のあいだに、例えば数秒毎に診断デ
ータが得られる場合には、１分間おきにそれらの
データの平均値を用いるならば、データのばらつ
きは少なくなりデータの信頼性が向上する。ま
た、診断対象のデータとして月単位のデータを用
いれば経年的なロータの曲りも診断できる。
第７図は、本発明になる振動診断法の変形例の
原理を説明するための図である。同図において、
x0は熱曲りによる不釣合発生以前の初期不釣合に
よる振動ベクトルｘt1，ｘt2……ｘtNは、曲り発
生後、時間の経過ｔと共に変化する不釣合振動ベ
クトルである。そこで、この二つの不釣合振動ベ
クトルの合成ベクトルｚtNは ｚtN＝ｘt1＋ｘtN …(7) となり、熱曲り発生後はこの振動が観測されるわ
けであるが、二つの合成ベクトルの差である変化
ベクトルの方向は、y1，……ｙNについて一定で
ある。すなわち、熱曲りによる発生不釣合ベクト
ルｘtNの方向が一定であれば、変化ベクトルの方
向は一定である。そこで、曲り発生の位置を推定
して、その不釣合位置に対する影響係数αが既知
であるとすると、曲りによる発生アンバランスＷ
oは次式で求めることができる。
原理を説明するための図である。同図において、
x0は熱曲りによる不釣合発生以前の初期不釣合に
よる振動ベクトルｘt1，ｘt2……ｘtNは、曲り発
生後、時間の経過ｔと共に変化する不釣合振動ベ
クトルである。そこで、この二つの不釣合振動ベ
クトルの合成ベクトルｚtNは ｚtN＝ｘt1＋ｘtN …(7) となり、熱曲り発生後はこの振動が観測されるわ
けであるが、二つの合成ベクトルの差である変化
ベクトルの方向は、y1，……ｙNについて一定で
ある。すなわち、熱曲りによる発生不釣合ベクト
ルｘtNの方向が一定であれば、変化ベクトルの方
向は一定である。そこで、曲り発生の位置を推定
して、その不釣合位置に対する影響係数αが既知
であるとすると、曲りによる発生アンバランスＷ
oは次式で求めることができる。
Ｗo＝ｙo／α …(8)
従つて、ｙoは測定可能であるから、(8)式から
求まる不釣合ベクトルの位相と振幅の時間的変化
を調べれば、熱曲り発生の有無を診断することが
できる。すなわち、Ｗoの位相角に変化がなく、
その振幅｜Ｗo｜のみが一定方向に増減して行く
かどうかを調べれば熱曲り発生の有無を診断でき
る。
求まる不釣合ベクトルの位相と振幅の時間的変化
を調べれば、熱曲り発生の有無を診断することが
できる。すなわち、Ｗoの位相角に変化がなく、
その振幅｜Ｗo｜のみが一定方向に増減して行く
かどうかを調べれば熱曲り発生の有無を診断でき
る。
以上、詳述したように、本発明による回転機の
振動診断方法及び装置によれば、運転中のロータ
の熱曲りによる振動の発生を自動的に、診断、表
示できる効果を有する。
振動診断方法及び装置によれば、運転中のロータ
の熱曲りによる振動の発生を自動的に、診断、表
示できる効果を有する。
第１図は不釣合振動成分の振幅と位相を示すベ
クトル図、第２図は、本発明による振動診断法の
処理手順を示す図、第３図は変化ベクトルの位相
角を示すベクトル図、第４図は本発明による振動
診断装置の一例を示す構成図、第５図は診断結果
の一例を示す説明図、第６図及び第７図は本発明
の別の実施例の原理を説明するための図である。 １１，１２…タービンロータ、１３…発電機ロ
ータ、４１，４６…軸受、５１〜５６…振動検出
器、６…パルス検出器、７…振動計、８…多点デ
ータ入力装置、９…Ａ／Ｄ変換器、１０…データ
処理装置、１５…第１判定器、１６…ベクトル演
算器、１７，１８…比較器、１９…第２判定器、
２１…表示装置。
クトル図、第２図は、本発明による振動診断法の
処理手順を示す図、第３図は変化ベクトルの位相
角を示すベクトル図、第４図は本発明による振動
診断装置の一例を示す構成図、第５図は診断結果
の一例を示す説明図、第６図及び第７図は本発明
の別の実施例の原理を説明するための図である。 １１，１２…タービンロータ、１３…発電機ロ
ータ、４１，４６…軸受、５１〜５６…振動検出
器、６…パルス検出器、７…振動計、８…多点デ
ータ入力装置、９…Ａ／Ｄ変換器、１０…データ
処理装置、１５…第１判定器、１６…ベクトル演
算器、１７，１８…比較器、１９…第２判定器、
２１…表示装置。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 回転機のロータ変形による振動性状を診断す
る方法であつて、一定時間内における複数個の振
動データを採り、ロータ回転に同期する不釣合振
動成分の振動ベクトルの時間的変化を逐次求め、
不釣合振動ベクトルの変化の方向が一定であるか
どうかを対象とする振動データのうち、最初と最
後の不釣合振動ベクトルの差を求め、このベクト
ル差の方向を基準として、最初の不釣合振動ベク
トルとそれ以後の時点における不釣合振動ベクト
ルとの差の方向を逐次比較することにより、不釣
合振動ベクトルの変化の方向を判定し、それらの
振動ベクトルの変化の方向及び振幅変化の傾向
が、それぞれほぼ一定である場合に、振動の原因
がロータの熱曲りであると診断することを特徴と
する回転機の振動診断方法。 ２ 不釣合振動ベクトルの変化の方向を比較する
ための基準方向として、対象とする個々の不釣合
振動ベクトルに対して最小自乗法近似による直線
の方向を用いることを特徴とする特許請求の範囲
第１項に記載の回転機の振動診断方法。 ３ 不釣合振動ベクトルの振幅変化が、時間に対
してほぼ一定の傾向を有するかどうかを、最初の
不釣合振動データを基準とし、これに対する各時
点の不釣合振動ベクトルとの差を逐次求め、その
振幅が時間経過とともに大きくなつていくかある
いは小さくなつていくかどうかの比較により行な
うことを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載
の回転機の振動診断方法。 ４ 一定時間内における複数個の振動データが、
記憶装置に記憶させておいたデータであることを
特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の回転機
の振動診断方法。 ５ 一定時間内における複数個の振動データが、
前記一定時間を前記複数個に分割した単位時間毎
に得られた複数の振動データの平均値であること
を特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の回転
機の振動診断方法。 ６ 一定時間内における複数個の振動データが、
月単位における数ケ以上の振動データであつて、
経年的なロータの曲りの診断を可能とすることを
特徴とする特許請求の範囲第５項に記載の回転機
の振動診断方法。 ７ 回転機のロータ変形による振動性状を診断す
る装置であつて、回転機の振動を検出する振動検
出器と、多くの測定点における前記振動検出器の
信号のＡ／Ｄ変換を容易にするための多点データ
入力装置と、該入力装置からの出力をＡ／Ｄ変換
するためのＡ／Ｄ変換器と、Ａ／Ｄ変換された振
動信号より回転同期成分を抽出するデータ処理装
置と、該データ処理装置に位相基準信号と時間信
号を与えるための波形変換器及びクロツクと、該
波形変換器に回転信号を与えるための回転信号検
出器と、前記データ処理装置から入力された回転
同期成分の振動が不釣合振動であるかどうかを判
定する第１判定器と、不釣合振動ベクトルの演算
を行なう演算器と、不釣合振動のベクトル差の位
相及び振幅の変化を比較する比較器と、不釣合振
動が熱曲り振動であるかどうかを判定する第２判
定器と、該第２判定器の結果を表示する表示装置
とを具備したことを特徴とする回転機の振動診断
装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP55119713A JPS5744819A (en) | 1980-09-01 | 1980-09-01 | Method and apparatus for diagnosing vibration of rotary machine |
| US06/255,105 US4453407A (en) | 1980-04-17 | 1981-04-17 | Vibration diagnosis method and apparatus for rotary machines |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP55119713A JPS5744819A (en) | 1980-09-01 | 1980-09-01 | Method and apparatus for diagnosing vibration of rotary machine |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5744819A JPS5744819A (en) | 1982-03-13 |
| JPS6251407B2 true JPS6251407B2 (ja) | 1987-10-29 |
Family
ID=14768259
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP55119713A Granted JPS5744819A (en) | 1980-04-17 | 1980-09-01 | Method and apparatus for diagnosing vibration of rotary machine |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5744819A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0480754U (ja) * | 1990-11-22 | 1992-07-14 |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5713276B2 (ja) * | 2010-11-10 | 2015-05-07 | 株式会社Ihi | 軸受劣化判断方法と装置 |
| RU2734996C1 (ru) * | 2020-02-28 | 2020-10-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Газпром Трансгаз Ставрополь" | Многоканальный прибор для измерения и анализа вибрационных параметров роторов |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS55103432A (en) * | 1979-02-02 | 1980-08-07 | Hitachi Ltd | Abnormal vibration diagnosis method for rotary machine |
-
1980
- 1980-09-01 JP JP55119713A patent/JPS5744819A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0480754U (ja) * | 1990-11-22 | 1992-07-14 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5744819A (en) | 1982-03-13 |
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