JPS63111436A - 回転機械の駆動系の疲労診断方法 - 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】 （産業上の利用分野） この発明は、例えば金属９紙などの圧延機やシャー、な
らびにその他の製鉄改械などのように、回転機構部を有
する回転機械の駆動系の疲労度を診断するための方法に
関する。

（従来の技術とその問題点） 回転機械の駆動系は、繰返し加わるトルクにより疲労が
蓄積される。従来、回転機械の駆動系における疲労度は
回転機械停止時において、Ｘ線法。

超音波法、残留応力測定法により測定し、回転機械の動
作時において、ＡＥ法、応力頻度計を用いた疲労計算等
で測定されていた。

しかしながら、１１０者は回転機械を停止することで、
はじめて測定可能になるため、オンラインで常に疲労度
を監視できなかった。一方接者は、動作時における測定
であることから、駆ｉｌｌ系の多点の疲労度測定は極め
て困難であり、正確な疲労度評価はできないという問題
点があった。

つまり、これらの方法では、回転機械の定常運転中に駆
動系の疲労度を正確に把握できなかった。

（発明の目的） この発明の目的は、上記従来技術の問題点を解消し、回
転機械が定常運転中に駆動系の各点の疲労度を連続的に
、しかも正確かつ容易に管理することができる回転機械
の駆動系の疲労診断方法を提供することである。

〈目的を達成するためのＴ＝段） 上記目的を達成するため、この発明による回転機械の駆
動系の疲労診断方法は、前記回転機械の所定地点におけ
る駆動軸トルクを測定し、該測定により得られた駆動軸
トルクデータを計数カウント処理し、Ｓ−Ｎ曲線に従い
前記所定地点の疲労度を求め、予め求められた前記回転
機械の各部との相関係数に基づき、前記所定地点の疲労
度より前記各部の疲労度を求めることを特徴としている
。

（実施例） 図面は、この発明による方法を実現するための装置構成
の一例を示づブロック図である。

図面において、圧延機駆動軸（図示せず）の可能な限り
モータ寄りの所にはトルクセンサ（図示せず）および誘
導電源型ＦＭテレメータ１が配設され、該トルクセンナ
により検出された圧延機駆動軸の所定地点でのトルク信
号はＦＭテレメータ１を介して無線伝送される。ＦＭテ
レメータ１には誘導電源装置２から連続給電が行なわれ
、いわゆるフリーメンテ態様にて駆動軸トルク信号を導
出するようにしている。

ＦＭテレメータ１から伝送されてきた駆動軸の所定地点
におけるトルク信号は、受信ｎ３により受信される。受
信された駆動軸トルク信号はＡ／’Ｄコンバータ４でア
ナログ信号からディジタル信号に変換された後、マイク
ロコンピュータ５に与えられる。

マイクロコンピュータ５は上述した駆ｌｊＪ軸の所定地
点におけるトルクデータをオンラインにて自動的にサン
プリングして取込む。なお、オンライン処理が困難な場
合には、バッチ処理によることもできる。

マイクロコンピュータ５に入力された駆動軸の所定地点
におけるトルクデータは、例えばレインフロー法などの
計数カウント処理により、各トルクレンジごとに積算さ
れ、マイクロコンビエータ５内のメモリもしくは図示し
ない外部記憶装置に記憶される。この積算されたデータ
と、予めマイクロコンピュータ５にセットされているＳ
−Ｎ曲線との比較を、マイナー則（柊正マイナー則でし
可）に基づいて行うことで、駆動軸の所定地点での疲労
度が求まる。ここで、Ｓ−Ｎ曲線は繰返し作用する応力
と破断に至るまでの繰返し数の関係を示す曲線であり、
マイナー則はＳ−Ｎ曲線に従って、実測データから疲労
度を導出する方法である。

このようにして求まった所定地点での疲労度により、後
に詳述する相関関係に従い、駆動軸の各部の疲労度が求
められ、これらの値を逐次、時間の経過と共にマイクロ
コンピュータ５内のメモリらしくは外部記憶装置に記憶
する。

ところで、相関係数の算出方法であるが、この方法は、
予め駆動軸の各部の形状等に関するデータを図示しない
別のコンピュータに入力し、該コンビノー夕においてモ
ーダル解析によるシミュレーションを行うことで、所定
地点の疲労度と駆動軸各部の疲労度との相関関係を導（
ものである。

上記解析結果に基づいて圧延機駆動系の疲労程度を時系
列的かつ定量的に傾向管理し、駆動系の各部を状態保全
（ＣＢ　Ｍ　：　Ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ　Ｂａ５ｅｄ　Ｍ
ａｉｎｔｃｎａｎｃｃ　）　Ｌ／ていく。例えばオンラ
イン処理によるときは、常時解析結果を出力し、または
メモリに解析結果を蓄積しておいて必要に応じてこれを
読出し、解析結果（例えばグラフ化して出力する）の変
化の傾向から圧延機駆動系の疲労の進行具合を診断する
ことができる。解析結果が最も良好であるのは駆動系の
機構を取換えた直後であり、最も悪いのは取換える直前
であるので、過去の診断結果と対比することにより疲労
が何％程度進行したかを定量的に判定することが可能と
なる。またバッチ処理ににるときには、例えば１か月ご
との解析結果をグラフ化して出力し、上記オンライン処
理によるのと同様の診断を行なうことができる。

また、上記解析結果に基づいて圧延機駆動系各部の疲労
が許容できないレベルにまで達したかどうかを判定し、
設備が決定的なダメージを受ける前に警報を発する。判
定の方法としては、予め設定した駆動軸における各部の
疲労度の管理値ど口出した各部の疲労度とを比較し、い
ずれか１点が管理値以上なった場合に異常と判定するこ
となどが考えられる。

また、以上の処理に加えて、圧延様負荷の定滑管理を行
なうことができる。すなわち実測した駆動軸の所定地点
におけるトルクデータを常時、あるいはこれをメモリに
蓄積しておいて必要な時にのみ、例えばグラフ化して出
力するようにすれば、圧延機にどの様な負荷がかかって
いるのかを時系列的かつ定量的に知ることができる。こ
のデータの利用の一例として、駆動軸の所定地点におけ
るトルクデータの正常、異常を測定するための閾値を設
定し、測定したトルクデータがこの閾値を越えた場合に
、異常［・ルクと判定して例えば警報を発することもで
き、その時のトルク波形、経過時刻を出力してもよい。

他に、上記疲労度の診断結果と対比させれば、疲労の進
行が少ないにもかかわらず負荷のかかり方が異常に変化
しておれば、例えば当該圧延機の前段の処理に何らかの
不都合が発生したのではないかということが予測できる
。

なお、この実施例では、圧延機に適用した場合を示した
が、この発明は圧延機以外の回転機械にも同様に適用す
ることができる。

（発明の効果） 以上説明したように、この発１！ＪＪによれば、回転機
械が定常運転中にその駆動系の疲労度を連続的に定量管
理覆ることができる。したがって、設充の決定的なダメ
ージによる操業トラブルを予防することができるので、
設備不良休止による操業１０失を防止できる。また設備
が決定的なダメージを受けるｉ）ηに修理、補修を実滴
できるので、保全費の低減を図ることができる。加えて
駆動系の疲労診断をオペレータ１人で端末様を操作する
ことにより容易にかつ正確に行なうことができる。また
、異常トルクのデータをもとに回転機械の適正な運転条
件を設定できるため、設備の安定稼動を図ることができ
、製品品質の異常を有効に防止することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

図面はこの発明による方法を実現するための装置構成例
を示すブロック図である。 １・・・ＦＭテレメータ、　２・・・誘導雷ｍ装置、３
・・・受信機、　　　　　４・・・Ａ／Ｄ変換器、５・
・・マイクロコンピュータ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）回転機械の所定地点における駆動軸トルクを測定
   し、該測定により得られた駆動軸トルクデータを計数カ
   ウント処理し、Ｓ−Ｎ曲線に従い前記所定地点の疲労度
   を求め、予め求められた前記回転機械の各部との相関係
   数に基づき、前記所定地点の疲労度より前記各部の疲労
   度を求めることを特徴とする回転機械の駆動系の疲労診
   断方法。