JP4767148B2 - 正常データベースを用いた転がり軸受の余寿命診断方法、余寿命診断システム及び余寿命診断に用いるコンピュータプログラム - Google Patents
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また判定段階は、前記測定段階により求めた測定値と、前記基礎データ採取段階で求めたデータおよび前記回転機器(1、2)と類似する機器に備えられた転がり軸受を用いて採取した正常状態の振動データとを用い、該類似機器に備えられた転がり軸受の振動から故障の特徴量を取り出し、この特徴量をデータベースとして構築することにより、余寿命診断の対象となる転がり軸受(3)のゴミ混入状態と潤滑油の劣化状態を推定し、該転がり軸受(3)の余寿命を算出する段階でもよい。
また判定手段は、余寿命診断の連用範囲を広げるために、前記基礎データ採取手段において、正常時の軸受振動データを取得していない場合に、余寿命診断したい転がり軸受(3)の運転時と正常時の振動の大きさの比である特徴量の比を用いて評価するときに、前記測定手段により求めた測定値と、前記基礎データ採取手段で求めたデータおよび前記回転機器(1、2)と類似する機器に備えられた転がり軸受を用いて採取した正常状態の振動データとを用いて、該類似機器に備えられた転がり軸受の振動から故障の特徴量を取り出し、この特徴量をデータベースとして構築することにより、余寿命診断の対象となる転がり軸受(3)のゴミ混入状態と潤滑油の劣化状態を推定し、該転がり軸受(3)の余寿命を算出することでもよい。
また余寿命を算出する機能は、予め実施した転がり軸受(3)におけるゴミ混入状態と振動・軸受寿命との関係、及び潤滑油の劣化と振動・軸受寿命とに関し、各転がり軸受(3)について、加速度センサを用いて振動信号を求め、最も高感度検出が可能な共振周波数帯信号を含む周波数帯域信号を、実験装置により採取したデータデータベースにアクセスし、余寿命診断の対象となる転がり軸受(3)について求めた測定値と、基礎データおよび回転機器(1、2)と類似する機器に備えられた転がり軸受を用いて採取した正常状態の振動データとを用いて、余寿命診断の対象となる転がり軸受(3)のゴミ混入状態と潤滑油の劣化状態を推定するが、余寿命診断の連用範囲を広げるために、基礎データを採取する際に、正常時の軸受振動データを取得していない場合には、余寿命診断したい転がり軸受(3)の運転時と正常時の振動の大きさの比である特徴量の比を用いて評価するときに、該類似機器に備えられた転がり軸受の振動から故障の特徴量を取り出し、この特徴量をデータベースとして構築することにより、該転がり軸受(3)の余寿命を算出する機能でもよい。
図1は本発明の正常データベースを用いた転がり軸受の余寿命診断方法、余寿命診断システムと機器ごとの正常データがあるときの余寿命診断方法の概略を示す説明図である。図2は本発明の正常データベースを用いた転がり軸受の余寿命診断方法及び余寿命診断システムを示すブロック図である。図3は正常データベースを用いた転がり軸受の余寿命診断システムの概略構成を示すブロック図である。
実施例1の正常データベースを用いた転がり軸受の余寿命診断システムは、図3に示すように、入力手段11、基礎データ採取手段12、測定手段13、判定手段14、正常状態の振動データのデータベース15と類似機器の正常状態の振動データのデータベース16からなるデータベース17、及び出力手段18を備えている。各手段は、例えばコンピュータ及びその周辺機器により構成される。
以下、各手段(段階)を具体的に説明する。
本発明の正常データベースを用いた転がり軸受の余寿命診断方法、余寿命診断システムは、ポンプ、ファン等の回転機器1,2におけるゴミ混入状態と振動・軸受寿命との関係、及び潤滑油の劣化と振動・軸受寿命の関係を実験装置により採取する基礎データ採取手段(基礎データ採取段階)と、余寿命を診断する転がり軸受3について、加速度センサを用いて振動信号を求め、最も高感度検出が可能な共振周波数帯信号を含む周波数帯域信号を測定する測定手段(測定段階)と、回転機器1,2と類似する機能を有する類似機器に備えられた転がり軸受を用いて採取された正常データベースを用いて、余寿命診断の対象となる転がり軸受3の余寿命を算出する判定手段(判定段階)とから成る。これらの余寿命診断準備段階で求めたデータを用いて、被診断転がり軸受3の余寿命を図4と図5に示すようなフローに基づいて推定する。
「機器タイプ」としては、後述する図6の評価結果の表に記載されているように、片持ちファン駆動用電動機、遠心ポンプ、遠心ポンプ駆動用電動機、片持ちファン(支持軸受けあり)駆動用電動機等がある。「回転数」としては、1800rpm、3600rpm等がある。「機器出力」は、7.5kW、15kW、30kW等と様々である。「機器設置方法」には横型又は縦型がある。
被診断軸受の運転時の振動値/被診断軸受の正常時の振動値
という、運転時(余寿命診断したい時)と正常時の振動の大きさの比(特徴量の比)で評価する。そこで、本発明の正常データベースを用いた転がり軸受の余寿命診断では、正常データが採取できない場合に、類似機器のデータ(特徴量)を使って余寿命診断を行う。
先ず、測定手段(測定段階)で求めた余寿命診断の対象となる転がり軸受け3の加速度センサの共振周波数帯信号、または高周波帯信号、及び余寿命診断準備段階で測定した被診断転がり余寿命診断の対象となる転がり軸受け3の正常時の振動データを用いて、余寿命診断の対象となる転がり軸受3が正常な劣化過程であるか、ゴミ混入過程であるか、潤滑油劣化過程であるかを判定する。
余寿命診断の対象となる転がり軸受3にゴミ混入もなく、潤滑剤も劣化状態にない軸受状態が正常な劣化過程であると判定し、その余寿命として定格寿命を算出する。
本発明の正常データベースを用いた転がり軸受の余寿命診断方法、余寿命診断システムによる評価結果について説明する。図6(a)は、正常データベースを用いた転がり軸受の余寿命診断方法、余寿命診断システムによる評価結果に関する表であり、表の左側から機器名、軸受番号、機器タイプ、機器設置方法、電動機出力(kW)、回転数を示す。表の右側は、正常DBの振動値を用いたときの評価結果を表している。この右側の表には、左から故障モード、余寿命に関する評価結果を表している。「故障モード」としては、圧痕発生、潤滑油劣化発生、要注意、正常等のモードがある。余寿命の単位は時間(hr)である。これらの数字の前に三角のマークを付したものは、余寿命が2年(16000時間)以下を示し、交換する必要がある転がり軸受を意味する。
2 回転機器(電動機)
3 転がり軸
Claims (6)
- ポンプ、ファン等の回転機器(1,2)に備えられた、転がり軸受(3)の残りの寿命を推定する転がり軸受の余寿命診断方法であって、
転がり軸受(3)におけるゴミ混入状態と振動・軸受寿命との関係、及び潤滑油の劣化と振動・軸受寿命とに関し、各転がり軸受(3)について、加速度センサを用いて振動信号を求め、最も高感度検出が可能な共振周波数帯信号を含む周波数帯域信号を、実験装置により採取する基礎データ採取段階と、
ポンプ、ファン等の回転機器(1,2)に備えられた、余寿命診断の対象となる転がり軸受(3)について、加速度センサを用いて振動信号を求め、最も高感度検出が可能な共振周波数帯信号を含む周波数帯域信号を測定する測定段階と、
前記測定段階により求めた測定値と、前記基礎データ採取段階で求めたデータおよび前記回転機器(1、2)と類似する機器に備えられた転がり軸受を用いて採取した正常状態の振動データとを用いて、該類似機器の機器タイプ、回転数、機器出力、軸受が備えられた機器設置方法ごとに区分分けして特徴量についてのデータを構築することにより、余寿命診断の対象となる転がり軸受(3)のゴミ混入状態と潤滑油の劣化状態を推定し、該転がり軸受(3)の余寿命を算出する判定段階と、を含み、
余寿命診断の連用範囲を広げるために、前記基礎データ採取段階において、正常時の軸受振動データを取得していない場合には、余寿命診断したい転がり軸受(3)の運転時と正常時の振動の大きさの比である特徴量の比を用いて評価するときに、前記類似機器のデータからの特徴量を用いて余寿命診断をする、ことを特徴とする正常データベースを用いた転がり軸受の余寿命診断方法。 - ポンプ、ファン等の回転機器(1,2)に備えられた、転がり軸受(3)の残りの寿命を推定する転がり軸受の余寿命診断方法であって、
転がり軸受(3)におけるゴミ混入状態と振動・軸受寿命との関係、及び潤滑油の劣化と振動・軸受寿命とに関し、各転がり軸受(3)について、加速度センサを用いて振動信号を求め、最も高感度検出が可能な共振周波数帯信号を含む周波数帯域信号を、実験装置により採取する基礎データ採取段階と、
ポンプ、ファン等の回転機器(1,2)に備えられた、余寿命診断の対象となる転がり軸受(3)について、加速度センサを用いて振動信号を求め、最も高感度検出が可能な共振周波数帯信号を含む周波数帯域信号を測定する測定段階と、
前記測定段階により求めた測定値と、前記基礎データ採取段階で求めたデータおよび前記回転機器(1、2)と類似する機器に備えられた転がり軸受を用いて採取した正常状態の振動データとを用い、該類似機器に備えられた転がり軸受の振動から故障の特徴量を取り出し、この特徴量をデータベースとして構築することにより、余寿命診断の対象となる転がり軸受(3)のゴミ混入状態と潤滑油の劣化状態を推定し、該転がり軸受(3)の余寿命を算出する判定段階と、を含み、
余寿命診断の連用範囲を広げるために、前記基礎データ採取段階において、正常時の軸受振動データを取得していない場合には、余寿命診断したい転がり軸受(3)の運転時と正常時の振動の大きさの比である特徴量の比を用いて評価するときに、前記類似機器のデータからの特徴量を用いて余寿命診断をする、ことを特徴とする正常データベースを用いた転がり軸受の余寿命診断方法。 - ポンプ、ファン等の回転機器(1,2)に備えられた、転がり軸受(3)の残りの寿命を推定する転がり軸受の余寿命診断システムであって、
転がり軸受(3)におけるゴミ混入状態と振動・軸受寿命との関係、及び潤滑油の劣化と振動・軸受寿命とに関し、各転がり軸受(3)について、加速度センサを用いて振動信号を求め、最も高感度検出が可能な共振周波数帯信号を含む周波数帯域信号を、実験装置により採取する基礎データ採取手段と、
ポンプ、ファン等の回転機器(1,2)に備えられた、余寿命の診断対象となる転がり軸受(3)について、加速度センサを用いて振動信号を求め、最も高感度検出が可能な共振周波数帯信号を含む周波数帯域信号を測定する測定手段と、
余寿命診断の連用範囲を広げるために、前記基礎データ採取手段において、正常時の軸受振動データを取得していない場合に、余寿命診断したい転がり軸受(3)の運転時と正常時の振動の大きさの比である特徴量の比を用いて評価するときに、前記測定手段により求めた測定値と、前記基礎データ採取手段で求めたデータおよび前記回転機器(1、2)と類似する機器に備えられた転がり軸受を用いて採取した正常状態の振動データとを用いて、該類似機器の機器タイプ、回転数、機器出力、軸受が備えられた機器設置方法ごとに区分分けして特徴量についてのデータを構築することにより、余寿命診断の対象となる転がり軸受(3)のゴミ混入状態と潤滑油の劣化状態を推定し、該転がり軸受(3)の余寿命を算出する判定手段と、を備えた、ことを特徴とする正常データベースを用いた転がり軸受の余寿命診断システム。 - ポンプ、ファン等の回転機器(1,2)に備えられた、転がり軸受(3)の残りの寿命を推定する転がり軸受の余寿命診断システムであって、
転がり軸受(3)におけるゴミ混入状態と振動・軸受寿命との関係、及び潤滑油の劣化と振動・軸受寿命とに関し、各転がり軸受(3)について、加速度センサを用いて振動信号を求め、最も高感度検出が可能な共振周波数帯信号を含む周波数帯域信号を、実験装置により採取する基礎データ採取手段と、
ポンプ、ファン等の回転機器(1,2)に備えられた、余寿命の診断対象となる転がり軸受(3)について、加速度センサを用いて振動信号を求め、最も高感度検出が可能な共振周波数帯信号を含む周波数帯域信号を測定する測定手段と、
余寿命診断の連用範囲を広げるために、前記基礎データ採取手段において、正常時の軸受振動データを取得していない場合に、余寿命診断したい転がり軸受(3)の運転時と正常時の振動の大きさの比である特徴量の比を用いて評価するときに、前記測定手段により求めた測定値と、前記基礎データ採取手段で求めたデータおよび前記回転機器(1、2)と類似する機器に備えられた転がり軸受を用いて採取した正常状態の振動データとを用いて、該類似機器に備えられた転がり軸受の振動から故障の特徴量を取り出し、この特徴量をデータベースとして構築することにより、余寿命診断の対象となる転がり軸受(3)のゴミ混入状態と潤滑油の劣化状態を推定し、該転がり軸受(3)の余寿命を算出する判定手段と、を備えた、ことを特徴とする正常データベースを用いた転がり軸受の余寿命診断システム。 - ポンプ、ファン等の回転機器(1,2)に備えられた、転がり軸受(3)の残りの寿命を推定する転がり軸受の余寿命診断するコンピュータプログラムであって、
コンピュータを用いて、
ポンプ、ファン等の回転機器(1,2)に備えられた、余寿命の診断対象となる転がり軸受(3)について、加速度センサを用いて振動信号を求め、最も高感度検出が可能な共振周波数帯信号を含む周波数帯域信号を測定する機能と、
予め実施した転がり軸受(3)におけるゴミ混入状態と振動・軸受寿命との関係、及び潤滑油の劣化と振動・軸受寿命とに関し、各転がり軸受(3)について、加速度センサを用いて振動信号を求め、最も高感度検出が可能な共振周波数帯信号を含む周波数帯域信号を、実験装置により採取したデータデータベースにアクセスし、余寿命診断の対象となる転がり軸受(3)について求めた測定値と、基礎データおよび回転機器(1、2)と類似する機器に備えられた転がり軸受を用いて採取した正常状態の振動データとを用いて、余寿命診断の対象となる転がり軸受(3)のゴミ混入状態と潤滑油の劣化状態を推定するが、余寿命診断の連用範囲を広げるために、前記基礎データを採取する際に、正常時の軸受振動データを取得していない場合には、余寿命診断したい転がり軸受(3)の運転時と正常時の振動の大きさの比である特徴量の比を用いて評価するときに、該類似機器の機器タイプ、回転数、機器出力、軸受が備えられた機器設置方法ごとに区分分けして特徴量についてのデータを構築することにより、該転がり軸受(3)の余寿命を算出する機能と、
診断対象となる転がり軸受(3)の余寿命診断結果を出力する機能と、
を実現することを特徴とする正常データベースを用いた転がり軸受の余寿命診断に用いるコンピュータプログラム。 - ポンプ、ファン等の回転機器(1,2)に備えられた、転がり軸受(3)の残りの寿命を推定する転がり軸受の余寿命診断するコンピュータプログラムであって、
コンピュータを用いて、
ポンプ、ファン等の回転機器(1,2)に備えられた、余寿命の診断対象となる転がり軸受(3)について、加速度センサを用いて振動信号を求め、最も高感度検出が可能な共振周波数帯信号を含む周波数帯域信号を測定する機能と、
予め実施した転がり軸受(3)におけるゴミ混入状態と振動・軸受寿命との関係、及び潤滑油の劣化と振動・軸受寿命とに関し、各転がり軸受(3)について、加速度センサを用いて振動信号を求め、最も高感度検出が可能な共振周波数帯信号を含む周波数帯域信号を、実験装置により採取したデータデータベースにアクセスし、余寿命診断の対象となる転がり軸受(3)について求めた測定値と、基礎データおよび回転機器(1、2)と類似する機器に備えられた転がり軸受を用いて採取した正常状態の振動データとを用いて、余寿命診断の対象となる転がり軸受(3)のゴミ混入状態と潤滑油の劣化状態を推定するが、余寿命診断の連用範囲を広げるために、基礎データを採取する際に、正常時の軸受振動データを取得していない場合には、余寿命診断したい転がり軸受(3)の運転時と正常時の振動の大きさの比である特徴量の比を用いて評価するときに、該類似機器に備えられた転がり軸受の振動から故障の特徴量を取り出し、この特徴量をデータベースとして構築することにより、該転がり軸受(3)の余寿命を算出する機能と、
診断対象となる転がり軸受(3)の余寿命診断結果を出力する機能と、
を実現することを特徴とする正常データベースを用いた転がり軸受の余寿命診断に用いるコンピュータプログラム。
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