JP2017181267A - 転がり軸受診断装置 - Google Patents
転がり軸受診断装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2017181267A JP2017181267A JP2016068040A JP2016068040A JP2017181267A JP 2017181267 A JP2017181267 A JP 2017181267A JP 2016068040 A JP2016068040 A JP 2016068040A JP 2016068040 A JP2016068040 A JP 2016068040A JP 2017181267 A JP2017181267 A JP 2017181267A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- data
- revolution
- diagnostic
- unit
- average value
- 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.)
- Granted
Links
Images
Landscapes
- Rolling Contact Bearings (AREA)
- Testing Of Devices, Machine Parts, Or Other Structures Thereof (AREA)
Abstract
【解決手段】軸、外輪、内輪及び転動体を有する旋回軸受30の公転情報を検出する歪センサ27、歪センサ27によって検出された公転情報を蓄積するデータ蓄積部251、蓄積された公転情報から公転平均値を算出し、公転平均値を用いて旋回軸受30の診断用データを作成する診断用データ作成部253、旋回軸受30に係る構成が損傷を受けている場合に出力される損傷データと、診断用データとを照合し、照合の結果に基づいて旋回軸受30の異常を検出する診断用データ照合部255と、を制御部25に設ける。
【選択図】図3
Description
本発明は、上記した点に鑑みて行われたものであり、回転軸の回転が低速度あるいは1回転に満たない場合にも高い信頼性で転がり軸受の異常を検出することができる転がり軸受診断装置を提供することを目的とする。
また、本発明の一態様の転がり軸受診断装置は、上記態様において、前記平均値算出部が、予め設定された前記転動体の公転に応じた前記転動体の公転数に係る情報を蓄積して平均値を算出することが望ましい。
また、転がり軸受診断装置は、上記態様において、前記歪センサが、前記軸を中心にして公転する前記外輪または前記内輪の周面に設けられることが望ましい。
また、以下に示す第1実施形態及び第2実施形態は、本発明の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって、本発明の技術的思想は、構成部品の材質、形状、構造、配置等を下記のものに特定するものでない。本発明の技術的思想は、特許請求の範囲に記載された請求項が規定する技術的範囲内において、種々の変更を加えることができる。
(転がり軸受診断装置)
実施形態1では、風力発電機に設けられた転がり軸受診断装置を例にして第1実施形態の転がり軸受診断装置を説明する。
図1は、第1実施形態の転がり軸受診断装置が設けられる風力発電機12を示した図である。風力発電機12は、ブレード(羽)20、ブレード20に接続される主軸22、主軸22を支持する主軸軸受21、主軸22を介してブレード20の回転力が入力される増速機23及び増速機23の出力軸28に接続されて回転する発電機24を有している。さらに、風力発電機12は、主軸22、主軸軸受21、増速機23及び発電機24を収容するナセル41及びナセル41を支持するタワー42を有している。
図2は、第1実施形態の転がり軸受である旋回軸受30を説明するための図である。図2に示すように、旋回軸受30は、回転軸31、回転軸31に外嵌される内輪33、ハウジング39に内嵌される外輪37及び外輪37と内輪33との間にあって回転軸31の荷重を支持する複数の転動体35を有している。第1実施形態の旋回軸受30は、外輪37を固定輪、内輪33を回転輪とする。ただし、第1実施形態は、このような構成に限定されず、外輪37を回転輪、内輪33を固定輪としてもよい。
また、図2に示した構成は、旋回軸受30の転動体35が回転軸31を中心にして行う公転に係る公転情報を検出する歪センサ27を有している。歪センサ27は、外輪37の外周面に直接取付けられて、転動体35が回転軸31を中心に公転する1分間あたりの回数(以下、単に「公転数」と記す)を検出する。転動体35の公転数は、保持器38が回転軸31を中心にして行う公転数と等しい。
また、第1実施形態では、歪センサ27に歪ゲージを用いている。歪ゲージは、被測定物に接着剤によって貼り付けられて、被測定物と共に変形するセンサである。歪ゲージの電気抵抗は、変形によって変化する。このため、歪ゲージから出力される電気信号は、歪ゲージが歪んだタイミングや回数、さらには歪の程度を示し、電気信号をフーリエ解析することによって信号の強さと信号の周波数との関係が得られる。
なお、第1実施形態は、歪センサ27を外輪37の外周面に貼り付ける構成に限定されるものではない。歪センサ27は、外輪37の内周面に切欠を設ける、あるいは内輪33の外周面に切欠を設け、切欠内に貼り付けることも可能である。
図1に戻り、第1実施形態の転がり軸受診断装置は、歪センサ27によって検出された旋回軸受30の公転に係る情報である歪データを蓄積し、歪データの平均値である公転平均値を算出し、公転平均値を用いて旋回軸受の診断用データを作成し、旋回軸受30に係る構成が損傷を受けている場合に出力される損傷データと診断用データとを照合して旋回軸受30の異常を検出する制御部25を備えている。
(i)データ蓄積部251は、歪センサ27から出力された複数の歪データを読み込んで蓄積する。第1実施形態では、歪データが示す転動体35の公転数毎に歪データを蓄積するものとした。第1実施形態では、このような処理を実現するため、転動体35の公転数に予め複数の値を任意に設定している。そして、歪センサ27から出力された歪データから算出された公転数が設定された公転数に該当すると、該当する公転数毎に歪データ同士を蓄積する。
また、図4の横軸は、時間(t)を示している。直線ωは、転動体35が公転を開始してから終了するまでの公転数を示している。図4によれば、転動体35の公転数は、公転開始から一定の割合で高まり、値7以上で一定の値をとる。そして、公転数は、値7から一定の割合で低下して0になる。
診断用データ作成部253は、公転数毎に蓄積された歪データをフーリエ変換する。そして、フーリエ変換された各データの同期加算平均を算出する。さらに、診断用データ作成部253は、同期加算平均に、フィルタ処理、エンベロープ処理及び周波数分析といった診断用信号処理を行う。診断用信号処理が施されたことにより、公転数毎の歪データの同期加算平均は、旋回軸受30を診断する診断用データとなる。なお、診断用データは、周波数スペクトルの形態をとっている。
第1実施形態では、旋回軸受30の設計諸元や使用条件に基づいて公知の演算を行い、旋回軸受30に損傷のある場合に発生する周波数成分を算出してる。算出された周波数成分は、診断用データ照合部255の図示しない記憶部に予め記憶されている。記憶部に記憶された旋回軸受30に損傷のある場合に発生する周波数成分を、以降「損傷データ」と記す。損傷データは、損傷個所に応じてそれぞれ表れる周波数成分が異なる。ここでは、損傷データとして、内輪33に傷がある場合の内輪損傷データ、外輪37に傷がある場合の外輪損傷データ、転動体35に傷がある場合の転動体損傷データ及び保持器38に傷がある場合の保持器損傷データの4つを予め算出して保存しておくものとする。
診断結果出力部257は、診断用データ照合部255によって行われた照合の結果を外部に出力する。例えば、診断用データと旋回軸受に損傷があるときの損傷データとが一致した場合、診断結果出力部257は、「旋回軸受に損傷がある」こと、あるいは「旋回軸受において損傷がある箇所」を示す出力情報を出力する。
出力情報は、より高位の制御装置に出力される信号であってもよい。また、出力情報の内容を示す文字を表示させるための信号、アラーム音を発生させるための信号やランプを点灯させる信号であってもよい。
次に、以上説明した第1実施形態の転がり軸受診断装置において行われる処理を説明する。
図5は、第1実施形態の転がり軸受診断装置によって行われる処理を説明するためのフローチャートである。図5に示したフローチャートは、図3に示した制御部25によって実行される。第1実施形態の制御部25にあるデータ蓄積部251、診断用データ作成部253、診断用データ照合部255及び診断結果出力部257は、それぞれハードウェアと協働して動作するコンピュータプログラムである。
次に、データ蓄積部251は、ステップ54において、入力された歪データから転動体35の公転数を算出する。データ蓄積部251は、ステップ55において、算出された公転数を予め設定された値に分類し、値ごとに蓄積する。
次に、診断用データ作成部253は、ステップ58において、ステップ56の同期加算平均を算出する際に行った加算回数が予め設定されているN回に達したか否か判断する。ステップ58の判断の結果、同期加算平均の回数がN回に達してない場合(ステップ58:No)、データ蓄積部251は再度歪データを入力する。なお、ステップS58の「N回」は、旋回軸受30の診断の信頼性と診断に係る時間とを考慮して任意に決定される。
なお、第1実施形態では、診断用データが転動体の公転数毎に複数生成される。診断用データ照合部255は、複数の診断用データを損傷データと照合し、診断用データに含まれる損傷データの周波数成分の強度を総合的に判断する。
ステップ59において、診断結果出力部257は、診断用データ照合部255の診断の結果を表示する。
また、第1実施形態の転がり軸受診断装置は、転動体35が歪センサ27を通過する度に得られる歪センサ27の実測データを蓄積し、その加算平均を使って診断用データを作成している。このため、転動体の公転数が小さい、あるいは1回に満たなくても充分な数の歪データを集計して診断用データを作成することができる。このような第1実施形態は、診断用データの信頼性を高め、ひいては旋回軸受30の診断の信頼性をも高めることができる。
このような構成は、当然のことながら、診断用データ中の損傷データが顕著に表れる公転数について行われる。そして、適正な公転数が選択された場合、図4に示した構成よりも演算に係る処理量が少なくなって制御部25の負荷を軽くすることができる。
(転がり軸受診断装置)
次に、本発明の第2実施形態の転がり軸受診断装置を説明する。
図7は、第2実施形態の転がり軸受診断装置である制御部75が設けられた風力発電機72を示した図である。第2実施形態では、第1実施形態で説明した部材については同様の符号を付し、説明を一部略すものとする。
風力発電機72は、第1実施形態の風力発電機12に加え、旋回軸受30の回転軸31、外輪37及び内輪33の少なくとも一つの振動を検出する振動センサ29を有している。
以上の処理により、診断用データ作成部753は、歪データから診断用データを作成すると共に、振動データからも診断用データを作成することができる。第2実施形態では、歪データから作成された診断用データを以降「歪診断用データ」と記す。また、振動データから作成された診断用データを以降「振動診断用データ」と記す。
図9は、第2実施形態の転がり軸受診断装置において行われる処理を説明するためのフローチャートである。第2実施形態では、第1実施形態で説明した歪診断用データの作成と並行して振動診断用データの作成が行われる。
図9に示したフローチャートにおいて、ステップ51からステップ57が第1実施形態で説明した処理と同様の処理である。データ蓄積部751は、ステップ61において、歪データと同様に、振動データを入力する。そして、ステップ62において振動データをA/D変換し、ステップ63においてA/D変換された振動データを増幅する。
さらに、診断用データ作成部753は、ステップ66において、公転数毎に蓄積された振動データに同期加算平均の処理をする。同期加算平均された振動データは、ステップ67において診断用信号処理がされて振動診断用データとなる。
ステップ68において、診断用データ作成部253が同期加算平均の回数がN回に達していると判断した場合(ステップ68:Yes)、ステップ69において、診断用データ照合部755が診断用データを損傷データに照合する。
診断結果出力部757は、診断用データ照合部755から出力された診断結果を表示する。
また、第1実施形態及び第2実施形態は、複数の診断結果を累積し、同一の診断結果が複数回連続した場合にこの診断結果を採用するようにしてもよい。また、累積期間中の前半よりも後半に異常を示す診断結果が多い場合、異常の検知回数に応じて診断結果を確定するようにしてもよい。
さらに、本発明は、ここでは記載していない様々な実施の形態等を含むことは勿論である。したがって、本発明の技術的範囲は上記の説明から妥当な特許請求の範囲に記載された発明特定事項によってのみ定められるものである。
20 ブレード
21 主軸軸受
22 主軸
23 増速機
24 発電機
25,75 制御部
27 歪センサ
28 出力軸
29 振動センサ
30 旋回軸受
31 回転軸
33 内輪
35 転動体
37 外輪
38 保持器
39 ハウジング
251,751 データ蓄積部
253,753 診断用データ作成部
255,755 診断用データ照合部
257,757 診断結果出力部
Claims (3)
- 軸、前記軸に外嵌される内輪、ハウジングに内嵌される外輪、及び前記外輪と前記内輪との間にあって前記軸の荷重を支持する転動体を有する転がり軸受の、前記転動体が前記軸を中心に行う公転に係る公転情報を検出する歪センサと、
前記歪センサによって検出された前記公転情報を蓄積するデータ蓄積部と、
前記データ蓄積部によって蓄積された前記公転情報から、前記公転情報の平均値である公転平均値を算出する平均値算出部と、
前記公転平均値を用いて前記転がり軸受の診断用データを作成する診断用データ作成部と、
前記転がり軸受に係る構成が損傷を受けている場合に出力される損傷データと、前記診断用データとを照合するデータ照合部と、
前記データ照合部による照合の結果に基づいて転がり軸受の異常を検出する異常検出部と、を含むことを特徴とする転がり軸受診断装置。 - 前記平均値算出部は、前記転動体の公転数毎に前記転動体の公転数に係る情報を蓄積して平均値を算出することを特徴とする請求項1に記載の転がり軸受診断装置。
- 前記平均値算出部は、予め設定された前記転動体の公転に応じた前記転動体の公転数に係る情報を蓄積して平均値を算出することを特徴とする請求項1に記載の転がり軸受診断装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2016068040A JP6686625B2 (ja) | 2016-03-30 | 2016-03-30 | 転がり軸受診断装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2016068040A JP6686625B2 (ja) | 2016-03-30 | 2016-03-30 | 転がり軸受診断装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2017181267A true JP2017181267A (ja) | 2017-10-05 |
JP6686625B2 JP6686625B2 (ja) | 2020-04-22 |
Family
ID=60005959
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2016068040A Active JP6686625B2 (ja) | 2016-03-30 | 2016-03-30 | 転がり軸受診断装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6686625B2 (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2019070570A (ja) * | 2017-10-10 | 2019-05-09 | 日本精工株式会社 | 転がり軸受の異常診断装置 |
JP2019132773A (ja) * | 2018-02-01 | 2019-08-08 | オークマ株式会社 | 回転軸装置の診断装置 |
JP2019158514A (ja) * | 2018-03-12 | 2019-09-19 | 株式会社日立ビルシステム | 乗客コンベア用軸受の検査装置及び乗客コンベア用軸受の検査方法 |
WO2020196089A1 (ja) * | 2019-03-25 | 2020-10-01 | 株式会社ジェイテクト | アンギュラ玉軸受の接触角取得方法及び車輪用軸受装置の製造方法 |
Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6293620A (ja) * | 1985-10-18 | 1987-04-30 | Kawasaki Steel Corp | 回転機診断器 |
US5140849A (en) * | 1990-07-30 | 1992-08-25 | Agency Of Industrial Science And Technology | Rolling bearing with a sensor unit |
JPH07152789A (ja) * | 1993-11-26 | 1995-06-16 | Mitsubishi Electric Corp | プラント解析設備診断システム |
JPH07159231A (ja) * | 1993-11-05 | 1995-06-23 | Kawasaki Steel Corp | ポンプ劣化診断システム |
JP2006017291A (ja) * | 2004-06-03 | 2006-01-19 | Nsk Ltd | 監視装置及び監視方法 |
JP2008026009A (ja) * | 2006-07-18 | 2008-02-07 | Nsk Ltd | 軸受回転状態計測方法 |
JP2009109350A (ja) * | 2007-10-30 | 2009-05-21 | Jfe Advantech Co Ltd | 回転機械装置の監視診断システム |
JP2010159710A (ja) * | 2009-01-09 | 2010-07-22 | Ntn Corp | 風力発電装置の主軸軸受の監視装置 |
US20130211742A1 (en) * | 2010-06-07 | 2013-08-15 | Hendrik Anne Mol | Load Sensing on a Bearing |
-
2016
- 2016-03-30 JP JP2016068040A patent/JP6686625B2/ja active Active
Patent Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6293620A (ja) * | 1985-10-18 | 1987-04-30 | Kawasaki Steel Corp | 回転機診断器 |
US5140849A (en) * | 1990-07-30 | 1992-08-25 | Agency Of Industrial Science And Technology | Rolling bearing with a sensor unit |
JPH07159231A (ja) * | 1993-11-05 | 1995-06-23 | Kawasaki Steel Corp | ポンプ劣化診断システム |
JPH07152789A (ja) * | 1993-11-26 | 1995-06-16 | Mitsubishi Electric Corp | プラント解析設備診断システム |
JP2006017291A (ja) * | 2004-06-03 | 2006-01-19 | Nsk Ltd | 監視装置及び監視方法 |
JP2008026009A (ja) * | 2006-07-18 | 2008-02-07 | Nsk Ltd | 軸受回転状態計測方法 |
JP2009109350A (ja) * | 2007-10-30 | 2009-05-21 | Jfe Advantech Co Ltd | 回転機械装置の監視診断システム |
JP2010159710A (ja) * | 2009-01-09 | 2010-07-22 | Ntn Corp | 風力発電装置の主軸軸受の監視装置 |
US20130211742A1 (en) * | 2010-06-07 | 2013-08-15 | Hendrik Anne Mol | Load Sensing on a Bearing |
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2019070570A (ja) * | 2017-10-10 | 2019-05-09 | 日本精工株式会社 | 転がり軸受の異常診断装置 |
JP7027782B2 (ja) | 2017-10-10 | 2022-03-02 | 日本精工株式会社 | 転がり軸受の異常診断装置 |
JP2019132773A (ja) * | 2018-02-01 | 2019-08-08 | オークマ株式会社 | 回転軸装置の診断装置 |
JP2019158514A (ja) * | 2018-03-12 | 2019-09-19 | 株式会社日立ビルシステム | 乗客コンベア用軸受の検査装置及び乗客コンベア用軸受の検査方法 |
WO2020196089A1 (ja) * | 2019-03-25 | 2020-10-01 | 株式会社ジェイテクト | アンギュラ玉軸受の接触角取得方法及び車輪用軸受装置の製造方法 |
CN113614399A (zh) * | 2019-03-25 | 2021-11-05 | 株式会社捷太格特 | 角接触球轴承的接触角取得方法及车轮用轴承装置的制造方法 |
JPWO2020196089A1 (ja) * | 2019-03-25 | 2021-12-23 | 株式会社ジェイテクト | アンギュラ玉軸受の接触角取得方法及び車輪用軸受装置の製造方法 |
JP7184163B2 (ja) | 2019-03-25 | 2022-12-06 | 株式会社ジェイテクト | アンギュラ玉軸受の接触角取得方法及び車輪用軸受装置の製造方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP6686625B2 (ja) | 2020-04-22 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6308922B2 (ja) | 転がり軸受の異常診断装置、風力発電装置、及び転がり軸受の異常診断方法 | |
US10337958B2 (en) | Bearing device vibration analysis method, bearing device vibration analyzer, and rolling bearing condition monitoring system | |
US8364424B2 (en) | System and method for monitoring a wind turbine gearbox | |
CN104011515B (zh) | 用于监控传动系的方法、计算单元和装置 | |
WO2015015987A1 (ja) | 軸受装置の振動解析方法、軸受装置の振動解析装置、および転がり軸受の状態監視装置 | |
JP6553970B2 (ja) | 異常診断装置およびセンサ外れ検知方法 | |
WO2011081085A1 (ja) | 転がり軸受の異常診断装置、風力発電装置および異常診断システム | |
US20170130700A1 (en) | Condition monitoring system and wind power generation system using the same | |
JP6958068B2 (ja) | 回転機械設備の異常診断システム及び異常診断方法 | |
JP7027782B2 (ja) | 転がり軸受の異常診断装置 | |
JP5574363B2 (ja) | 軸受の異常検出装置および異常検出方法 | |
JP6250345B2 (ja) | 監視システムおよび監視方法 | |
JP2017181267A (ja) | 転がり軸受診断装置 | |
WO2006030786A1 (ja) | 異常診断装置及び異常診断方法 | |
JP2018179735A (ja) | 回転部品の異常診断方法及び異常診断装置 | |
JP6558131B2 (ja) | 異常診断装置、軸受、機械装置及び車両 | |
JP6971049B2 (ja) | 状態監視システム及びそれを備える風力発電装置 | |
JP6714844B2 (ja) | 異常診断方法 | |
JP2018080924A (ja) | 軸受異常診断方法および診断システム | |
JP2017181500A (ja) | 状態監視システムおよび風力発電装置 | |
JP6192414B2 (ja) | 転がり軸受の状態監視装置 | |
JP6243940B2 (ja) | 風力発電システムの異常予兆診断システム | |
JP2015175828A (ja) | 転動装置の状態監視装置およびそれを備える風力発電設備 | |
JP2019128179A (ja) | 振動センサの脱落検知方法及び異常診断装置 | |
JP2021096102A (ja) | 転がり軸受の状態監視方法及び転がり軸受の状態監視装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20190320 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20191127 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20191210 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20200207 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20200303 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20200316 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6686625 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |