JP5713276B2 - 軸受劣化判断方法と装置 - Google Patents
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Description
本発明は、複数の回転機械の回転体を順に軸受で支持して該回転体のアンバランスデータを取得して該回転体のアンバランスを修正する場合に、このように使用される軸受の劣化を判断する軸受劣化判断方法と装置に関する。
回転機械は、例えば、流体と力を及ぼし合う回転翼が回転体に設けられた流体機械である。流体機械には、原動機と被動機がある。原動機は、流体が回転翼に作用させる圧力により回転体が回転駆動されることで、流体の持つエネルギーを回転運動エネルギーに変換する。原動機としては、例えば、ガスタービン（軸流タービン、ラジアルタービン）がある。被動機は、回転駆動されている回転翼が流体に圧力を作用させることで、回転運動エネルギーを流体に与える。被動機としては、例えば、圧縮機（遠心圧縮機、航空エンジンなどに設けられる軸流圧縮機、斜流圧縮機、横流圧縮機、ポンプ）がある。また、流体機械には、原動機と被動機の両方の機能を持つ過給機もある。なお、本願において、回転機械は、流体機械に限定されない。
回転体のアンバランス修正に影響係数が用いられる。影響係数は、回転機械に設けられる回転体のバランス変化に対する回転体の振動変化を示す。影響係数は、回転体のバランスを修正する前に予め取得される。
影響係数は、例えば、次のように試し錘を使用して求めることができる。まず、試し錘を使用せずに、回転体を回転させ、回転体を支持する支持体の振動を計測する。次に、試し錘を回転体に取り付けて、回転体を回転させ、回転体を支持する支持体の振動を計測する。その上で、試し錘を使用しない時の振動と、試し錘を取り付けた時の振動と、試し錘の質量および取付位置とから、影響係数を算出する。なお、影響係数の算出に使用する振動は、回転体の回転速度（即ち、１秒間での回転数）と同じ周波数成分の振動であるのがよい。
このように取得した影響係数を用いて、次のように回転体のアンバランスを計測して修正する。まず、軸受で支持した回転体を回転させた状態で、当該回転により生じる振動に基づいて振動データを生成する。次いで、この振動データと上述の影響係数とに基づいて、回転体のアンバランスデータを算出する。このアンバランスデータが示す修正位置において、アンバランスデータが示す質量だけ回転体を切削する。これにより、回転体のバランスを修正する。このようなアンバランス修正方法は、影響係数法といい、例えば、下記の特許文献１に記載されている。
同一の機種である複数の回転機械に対し、上述のアンバランス計測を繰り返し行う場合、上述の軸受が劣化（例えば、摩耗）してくると、アンバランス計測を精度よく行えなくなる。すなわち、軸受が劣化してくると、軸受で支持した回転体を回転させた時の振動が、回転体のアンバランスに起因するだけでなく、軸受の劣化にも起因することになるので、アンバランス計測を精度よく行えない。
そこで、本発明の目的は、軸受の劣化によるアンバランス計測精度の低下を防止できるようにすることにある。
上述の目的を達成するため、複数の回転機械の回転体を順に軸受で支持して該回転体のアンバランスデータを取得することにおいて、前記軸受で支持された回転体のバランス変化に対する該回転体の振動変化を示すデータを影響係数として、影響係数の変動を検出する変動追跡処理を時間間隔をおいて繰り返し行い、この変動に基づいて前記軸受の劣化を判断する軸受劣化判断方法であって、
前記各変動追跡処理では、
（Ａ）前記軸受で支持した回転体を回転させ、当該回転により生じる振動に基づいて振動データを生成し、
（Ｂ）前記回転体にバランス変化を与え、
（Ｃ）前記軸受で支持した前記回転体を回転させ、当該回転により生じる振動に基づいて振動データを生成し、
（Ｄ）前記（Ａ）と（Ｃ）で生成した振動データと、前記（Ｂ）で与えたバランス変化とに基づいて、前記回転体の影響係数を算出し、
最初に行った前記変動追跡処理の前記（Ｄ）で算出した影響係数を初期影響係数として、２回目以降に行う前記各変動追跡処理では、さらに、
（Ｅ）当該変動追跡処理の前記（Ｄ）で算出した影響係数と初期影響係数とのずれを求め、このずれが許容値より大きいかどうかを判断し、
（Ｆ）当該判断に基づいて前記軸受の劣化を示す劣化通知信号を出力する、ことを特徴とする軸受劣化判断方法が提供される。
前記各変動追跡処理では、
（Ａ）前記軸受で支持した回転体を回転させ、当該回転により生じる振動に基づいて振動データを生成し、
（Ｂ）前記回転体にバランス変化を与え、
（Ｃ）前記軸受で支持した前記回転体を回転させ、当該回転により生じる振動に基づいて振動データを生成し、
（Ｄ）前記（Ａ）と（Ｃ）で生成した振動データと、前記（Ｂ）で与えたバランス変化とに基づいて、前記回転体の影響係数を算出し、
最初に行った前記変動追跡処理の前記（Ｄ）で算出した影響係数を初期影響係数として、２回目以降に行う前記各変動追跡処理では、さらに、
（Ｅ）当該変動追跡処理の前記（Ｄ）で算出した影響係数と初期影響係数とのずれを求め、このずれが許容値より大きいかどうかを判断し、
（Ｆ）当該判断に基づいて前記軸受の劣化を示す劣化通知信号を出力する、ことを特徴とする軸受劣化判断方法が提供される。
本発明の好ましい実施形態によると、前記（Ｅ）において、前記ずれが前記許容値よりも大きいと判断する度に、当該判断をした回数であるカウント数を１つ増やし、
前記カウント数が、予め設定した回数に達したら、前記（Ｆ）において前記劣化通知信号を出力する。
前記カウント数が、予め設定した回数に達したら、前記（Ｆ）において前記劣化通知信号を出力する。
本発明の別の実施形態によると、前記（Ｅ）において、前記ずれが前記許容値よりも大きいと判断したら前記（Ｆ）において前記劣化通知信号を出力する。
好ましくは、影響係数取得用の同じ回転体を用いて前記各変動追跡処理を行う。
また、上述の目的を達成するため、本発明によると、複数の回転機械の回転体を順に軸受で支持して該回転体のアンバランスデータを取得することにおいて、前記軸受で支持された回転体のバランス変化に対する該回転体の振動変化を示すデータを影響係数として、影響係数の変動を検出する変動追跡処理を時間間隔をおいて繰り返し行い、この変動に基づいて前記軸受の劣化を判断するために使用される軸受劣化判断装置であって、
影響係数の前記変動を取得するための影響係数変動データ取得装置と、
前記変動に基づいて、前記軸受の劣化を判断する劣化判断部と、を備え、
前記影響係数変動データ取得装置は、前記各変動追跡処理において、
（ａ）前記軸受で支持した回転体を回転させることで生じる振動に基づいて振動データを生成し、
（ｂ）バランス変化が与えられ前記軸受で支持された前記回転体を回転させることで生じる振動に基づいて振動データを生成し、
（ｃ）前記（ａ）と（ｂ）で生成された振動データと、前記（ｂ）で与えられた前記バランス変化とに基づいて、前記回転体の影響係数を算出し、
最初に行った前記変動追跡処理の前記（ｃ）で算出した影響係数を初期影響係数として、前記劣化判断部は、２回目以降に行う前記各変動追跡処理について、
（ｄ）当該変動追跡処理の前記（ｃ）で算出した影響係数と初期影響係数とのずれを求め、このずれが許容値より大きいかどうかを判断し、
（ｅ）当該判断に基づいて前記軸受の劣化を示す劣化通知信号を出力する、ことを特徴とする軸受劣化判断装置が提供される。
影響係数の前記変動を取得するための影響係数変動データ取得装置と、
前記変動に基づいて、前記軸受の劣化を判断する劣化判断部と、を備え、
前記影響係数変動データ取得装置は、前記各変動追跡処理において、
（ａ）前記軸受で支持した回転体を回転させることで生じる振動に基づいて振動データを生成し、
（ｂ）バランス変化が与えられ前記軸受で支持された前記回転体を回転させることで生じる振動に基づいて振動データを生成し、
（ｃ）前記（ａ）と（ｂ）で生成された振動データと、前記（ｂ）で与えられた前記バランス変化とに基づいて、前記回転体の影響係数を算出し、
最初に行った前記変動追跡処理の前記（ｃ）で算出した影響係数を初期影響係数として、前記劣化判断部は、２回目以降に行う前記各変動追跡処理について、
（ｄ）当該変動追跡処理の前記（ｃ）で算出した影響係数と初期影響係数とのずれを求め、このずれが許容値より大きいかどうかを判断し、
（ｅ）当該判断に基づいて前記軸受の劣化を示す劣化通知信号を出力する、ことを特徴とする軸受劣化判断装置が提供される。
上述した本発明によると、影響係数の変動を検出するために変動追跡処理を時間間隔を置いて行うようにし、最初の変動追跡処理で取得した影響係数を初期影響係数とし、２回目以降に行う前記各変動追跡処理では、当該処理で取得した影響係数と初期影響係数とのずれを求め、このずれが許容値より大きいかどうかを判断し、当該判断に基づいて前記軸受の劣化を示す劣化通知信号を出力するので、この劣化通知信号により軸受が劣化したと判断できる。
よって、このように軸受が劣化したと判断したら、例えば、軸受を新しいものに交換することで、軸受の劣化によるアンバランス計測精度の低下を防止できる。
よって、このように軸受が劣化したと判断したら、例えば、軸受を新しいものに交換することで、軸受の劣化によるアンバランス計測精度の低下を防止できる。
本発明を実施するための実施形態を図面に基づいて説明する。なお、各図において共通する部分には同一の符号を付し、重複した説明を省略する。
図１（Ａ）は、回転機械に設けられる回転体１３のアンバランスを修正するアンバランス修正装置２０を示す。図１（Ｂ）は、図１（Ａ）のＢ−Ｂ矢視図である。
アンバランス修正装置２０は、軸受劣化判断装置１０と除去加工装置１１を備える。
アンバランス修正装置２０は、軸受劣化判断装置１０と除去加工装置１１を備える。
軸受劣化判断装置１０は、後述する第１実施形態または第２実施形態におけるアンバランス修正中での軸受劣化判断方法に使用される。すなわち、軸受劣化判断装置１０は、複数の回転機械毎に、当該回転機械の回転体１３のアンバランスを修正するために、当該回転体１３を軸受３ａで支持した状態で回転させ、これにより生じる振動に基づいて当該回転体１３のアンバランスデータを取得する場合に、前記軸受３ａの劣化を判断するために使用される。より具体的には、軸受劣化判断装置１０は、回転体１３のアンバランスデータの取得に用いる影響係数の変動を検出する変動追跡処理を時間間隔を置いて繰り返し行い、この変動に基づいて前記軸受３ａの劣化を判断するために使用される。なお、回転体１３は、例えば、ガスタービンの回転体であってよいが、他の回転機械（例えば、過給機）の回転体であってもよい。
軸受劣化判断装置１０は、影響係数変動データ取得装置１０ａ、劣化判断部１０ｂおよび劣化通知装置１０ｃを備える。
影響係数変動データ取得装置１０ａは、影響係数の変動を取得するためのものである。すなわち、影響係数変動データ取得装置１０ａは、前記各変動追跡処理において、後述の図４（Ａ）または図４（Ｂ）のフローチャートのように、（ａ）前記軸受３ａで支持した回転体１３を回転させることで生じる振動に基づいて振動データを生成し、（ｂ）バランス変化が与えられ前記軸受３ａで支持された前記回転体１３を回転させることで生じる振動に基づいて振動データを生成し、（ｃ）前記（ａ）と（ｂ）で生成された振動データと、前記（ｂ）で与えられた前記バランス変化とに基づいて、前記回転体１３の影響係数を算出する。なお、最初に行った前記変動追跡処理の前記（ｃ）で算出した影響係数を初期影響係数とする。
劣化判断部１０ｂは、２回目以降に行う前記各変動追跡処理について、（ｄ）当該変動追跡処理の前記（ｃ）で算出した影響係数と初期影響係数とのずれを求め、このずれが許容値より大きいかどうかを判断し、（ｅ）当該判断に基づいて前記軸受３ａの劣化を示す劣化通知信号を劣化通知装置１０ｃへ出力する。
劣化通知装置１０ｃは、劣化通知信号を受けることで劣化通知を実行する。劣化通知装置１０ｃは、例えば、劣化通知用の光を発することで劣化通知を実行する発光装置、劣化通知用の音を発することで劣化通知を実行する音発生器、または、劣化通知用の表示をすることで劣化通知を実行するディスプレイ装置であってよい。
影響係数変動データ取得装置１０ａは、支持体３、第１の振動センサ５ａ、第２の振動センサ５ｂ、角度センサ７および演算装置９を備える。
支持体３は、軸受３ａを有し、軸受３ａを介して、回転機械の回転体１３を回転自在に支持する。すなわち、回転体１３は、支持体３の軸受３ａにより支持された状態で、回転体１３の中心軸Ｃ回りに回転可能である。
第１および第２の振動センサ５ａ，５ｂは、支持体３に取り付けられる。振動センサ５ａ，５ｂは、回転体１３が回転している状態で、支持体３の振動（即ち、加速度、速度、変位、または荷重）を計測し、該振動を示す振動信号を演算装置９に出力する。振動センサ５ａ，５ｂとして、影響係数の取得に使用可能な公知のセンサを使用できる。
図１では、第１および第２の振動センサ５ａ，５ｂが、支持体３において互いに異なる位置に取り付けられている。
図１では、第１および第２の振動センサ５ａ，５ｂが、支持体３において互いに異なる位置に取り付けられている。
角度センサ７は、回転体１３の回転角を計測し、該回転角を示す回転角信号を演算装置９に出力する。この回転角は、回転体１３が１回転することでゼロ度〜３６０度まで変化する。角度センサ７は、例えば、光電式のロータリーエンコーダや磁気式のロータリーエンコーダであってよい。
演算装置９は、前記振動信号（計測された振動）と前記回転角信号（計測された回転角）に基づいて振動データを生成する。振動データは、振動の振幅と位相θからなる。図２（Ａ）は、振動の振幅と位相θを示す。図２（Ａ）において、横軸は、角度センサ７により計測された回転体１３の回転角を示し、縦軸は、振動センサ５ａまたは５ｂにより検出された振動のうち１次振動の強度を示す。１次振動は、回転体１３の回転速度と同じ周波数成分の振動である。即ち、１次振動は、振動センサ５ａまたは５ｂによる振動計測時における回転体１３の回転速度（１秒間での回転数）と同じ周波数［Ｈｚ］の成分を、振動センサ５ａまたは５ｂが出力した前記振動信号から抽出した振動である。図２（Ａ）において、位相θは、基準回転角（図２（Ａ）の例では、ゼロ度）に対する１次振動のずれを示す。即ち、位相θは、基準回転角に対する、１次振動の周期の始点となる回転角のずれを示す。
振動データを、複素数で表す。図２（Ｂ）は、複素数で表した振動データを示す。図２（Ｂ）のように、１次振動の振幅の大きさ（絶対値）をＲとし、上述の位相θを偏角として、振動データは複素数で表わされる（以下、同様）。演算装置９は、振動センサ５ａまたは５ｂからの振動信号と角度センサ７からの回転角信号から、複素数の振動データを生成する（以下、同様）。
振動データを、複素数で表す。図２（Ｂ）は、複素数で表した振動データを示す。図２（Ｂ）のように、１次振動の振幅の大きさ（絶対値）をＲとし、上述の位相θを偏角として、振動データは複素数で表わされる（以下、同様）。演算装置９は、振動センサ５ａまたは５ｂからの振動信号と角度センサ７からの回転角信号から、複素数の振動データを生成する（以下、同様）。
除去加工装置１１は、回転体１３の修正対象部１３ａまたは１３ｂを切削する切削工具１１ａ（例えば、エンドミル）と、該切削工具１１ａを３次元的（例えば、図１（Ａ）の互いに直交するＸ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向）に移動させる駆動機構１１ｂと、該駆動機構１１ｂの動作を制御することで切削工具１１ａの位置を制御する位置制御部１１ｃとを有する。位置制御部１１ｃは、入力されるアンバランスデータに従って修正対象部１３ａまたは１３ｂを切削する。
なお、第１および第２の修正対象部１３ａおよび１３ｂは、回転体１３の中心軸Ｃ方向に関する位置が互いに異なっている。
なお、第１および第２の修正対象部１３ａおよび１３ｂは、回転体１３の中心軸Ｃ方向に関する位置が互いに異なっている。
以下において、アンバランス修正方法（軸受劣化判断方法）の第１実施形態と第２実施形態を順に説明する。
好ましくは、第１実施形態は、中心軸Ｃ方向の長さが短い回転体１３を対象とし、第２実施形態は、中心軸Ｃ方向に長い回転体１３を対象とする。また、第１実施形態では、１つの振動センサ５ａを使用し、第２実施形態では、第１および第２の振動センサ５ａ，５ｂを使用する。
好ましくは、第１実施形態は、中心軸Ｃ方向の長さが短い回転体１３を対象とし、第２実施形態は、中心軸Ｃ方向に長い回転体１３を対象とする。また、第１実施形態では、１つの振動センサ５ａを使用し、第２実施形態では、第１および第２の振動センサ５ａ，５ｂを使用する。
[第１実施形態]
図３は、上述したアンバランス修正装置２０を用いた第１実施形態によるアンバランス修正方法を示すフローチャートである。第１実施形態によるアンバランス修正方法の実行中に、上述した軸受劣化判断装置１０により第１実施形態による軸受劣化判断方法（変動追跡処理）が実行される。
なお、第１実施形態による軸受劣化判断方法（すなわち、変動追跡処理）は、後述するステップＳ１およびステップＳ８〜Ｓ１１からなる。
図３は、上述したアンバランス修正装置２０を用いた第１実施形態によるアンバランス修正方法を示すフローチャートである。第１実施形態によるアンバランス修正方法の実行中に、上述した軸受劣化判断装置１０により第１実施形態による軸受劣化判断方法（変動追跡処理）が実行される。
なお、第１実施形態による軸受劣化判断方法（すなわち、変動追跡処理）は、後述するステップＳ１およびステップＳ８〜Ｓ１１からなる。
ステップＳ１において、影響係数αを取得する。なお、ステップＳ１で取得する影響係数を、以下において初期影響係数という。
ステップＳ１では、後で行うステップＳ２で使用する軸受３ａにより影響係数取得用の回転体１３を回転自在に支持するように当該回転体１３を支持体３に設置し、この状態で、ステップＳ１（すなわち、ステップＳ２１、Ｓ２２）において回転体１３を回転させる。
ステップＳ１では、後で行うステップＳ２で使用する軸受３ａにより影響係数取得用の回転体１３を回転自在に支持するように当該回転体１３を支持体３に設置し、この状態で、ステップＳ１（すなわち、ステップＳ２１、Ｓ２２）において回転体１３を回転させる。
影響係数取得用の回転体１３は、後述のステップＳ２やＳ３で使用する回転体１３の回転機械と同じ機種の回転機械のものであるが、以降に繰り返して行うステップＳ１やＳ８でも使用する。これにより、ステップＳ１やＳ８で取得する影響係数の変動要因を減らすことができる。
また、影響係数取得用の回転体１３は、後述のステップＳ２、Ｓ３で使用する回転体１３と異なる。
また、影響係数取得用の回転体１３は、後述のステップＳ２、Ｓ３で使用する回転体１３と異なる。
ステップＳ１は、図４（Ａ）に示すステップＳ２１〜Ｓ２３を有する。
ステップＳ２１では、軸受３ａで支持した回転体１３を回転させている時に、振動センサ５ａが、回転体１３を支持する支持体３の振動を計測しながら、角度センサ７が回転角を計測する。
また、ステップＳ２１では、このように振動センサ５ａが計測した振動と角度センサ７が計測した回転角に基づいて、演算装置９が、振動データａ０を生成する。
また、ステップＳ２１では、このように振動センサ５ａが計測した振動と角度センサ７が計測した回転角に基づいて、演算装置９が、振動データａ０を生成する。
ステップＳ２２では、回転体１３における第１の修正対象部１３ａにバランス変化ΔＭＴを与え、バランス変化ΔＭＴを与えられた回転体１３を軸受３ａで支持し、この状態で回転体１３を回転させる。この回転時に、振動センサ５ａが、回転体１３を支持する支持体３の振動を計測しながら、角度センサ７が回転角を計測する。この例では、回転体１３における第１の修正対象部１３ａに試し錘を取り付けることで、第１の修正対象部１３ａにバランス変化を与える。
また、ステップＳ２２では、このように振動センサ５ａが計測した振動と角度センサ７が計測した回転角に基づいて、演算装置９が、振動データａ１を生成する。
また、ステップＳ２２では、このように振動センサ５ａが計測した振動と角度センサ７が計測した回転角に基づいて、演算装置９が、振動データａ１を生成する。
ステップＳ２３において、ステップＳ２１で生成した振動データａ０と、ステップＳ２２で生成した振動データａ１と、ステップＳ２２で与えたバランス変化ΔＭＴとに基づいて、演算装置９により影響係数αを算出する。この算出は、次式（１）により行われる。
α＝（ａ１−ａ０）／ΔＭＴ ・・・（１）
α＝（ａ１−ａ０）／ΔＭＴ ・・・（１）
上式（１）におけるΔＭＴは、次式（２）で表わされる。
ΔＭＴ＝ＡＴ（ｃｏｓθＴ＋ｊｓｉｎθＴ） ・・・（２）
ここで、ｊは虚数単位であり、ＡＴは、ステップＳ２２で第１の修正対象部１３ａに取り付けた試し錘の質量と、第１の修正対象部１３ａにおいて当該試し錘を取り付けた位置と回転体１３の中心軸Ｃとの距離との積であり、θＴは、回転体１３において当該試し錘を取り付けた周方向位置（中心軸Ｃ回り方向における位置。以下同様）を示す位相である。なお、θＴの原点は、角度センサ７による検出回転角の原点と一致する。
ΔＭＴ＝ＡＴ（ｃｏｓθＴ＋ｊｓｉｎθＴ） ・・・（２）
ここで、ｊは虚数単位であり、ＡＴは、ステップＳ２２で第１の修正対象部１３ａに取り付けた試し錘の質量と、第１の修正対象部１３ａにおいて当該試し錘を取り付けた位置と回転体１３の中心軸Ｃとの距離との積であり、θＴは、回転体１３において当該試し錘を取り付けた周方向位置（中心軸Ｃ回り方向における位置。以下同様）を示す位相である。なお、θＴの原点は、角度センサ７による検出回転角の原点と一致する。
ステップＳ２において、アンバランス修正対象の回転機械の回転体１３を軸受３ａで支持する。すなわち、当該回転体１３を、ステップＳ１で使用した軸受３ａで回転自在に支持するように支持体３に設置する。この状態で次のステップＳ３を行う。
ステップＳ３において、回転機械の回転体１３を回転させ、この状態で、振動センサ５ａが、回転体１３を支持する支持体３の振動を計測しながら、角度センサ７が回転角を計測する。このように振動センサ５ａが計測した振動と角度センサ７が計測した回転角に基づいて、演算装置９が、振動データａを生成する。
ステップＳ４において、ステップＳ１で取得した初期影響係数と、ステップＳ３で生成した振動データａとに基づいて、演算装置９が、次式（３）により、第１および第２のアンバランスデータＵを算出する。
Ｕ＝ａ／α ・・・（３）
Ｕ＝ａ／α ・・・（３）
ステップＳ５において、演算装置９は、ステップＳ４で算出したアンバランスデータＵが示すアンバランス量が、しきい値以下であるかを判断する。
ステップＳ５における前記判断が、ＹＥＳである場合には、現在対象としている回転体１３のアンバランス修正を終了してステップＳ７へ進む。
一方、ステップＳ５における判断がＮＯである場合には、ステップＳ６へ進む。
一方、ステップＳ５における判断がＮＯである場合には、ステップＳ６へ進む。
ステップＳ６において、ステップＳ４で算出したアンバランスデータＵが示す除去加工位置と除去加工量に基づいて、回転体１３の第１の修正対象部１３ａを除去加工（切削）する。
ステップＳ６における第１の修正対象部１３ａの除去加工は、次のように行われる。ステップＳ４で算出したアンバランスデータＵは、演算装置９から位置制御部１１ｃに入力される。位置制御部１１ｃは、このアンバランスデータＵに基づいて駆動機構１１ｂを制御することで切削工具１１ａを移動させ、これにより、修正対象部１３ａがアンバランスデータＵに従って除去加工される。
Ａを絶対値とし、偏角をθとし、ｊを虚数単位として、アンバランスデータＵを次式（４）で表す。
Ｕ＝Ａ（ｃｏｓθ＋ｊｓｉｎθ） ・・・（４）
ここで、Ａは、アンバランス量を示し、Ａはｘとｙの積であるとした場合に、ｘは、回転体１３の中心軸ＣからステップＳ６での除去加工位置までの半径方向距離であり、ｙは、ステップＳ６で除去加工（切削）する質量である。一方、θは、前記除去加工位置の周方向位置を示す。従って、ステップＳ６において、切削工具１１ａは、ｘとθが示す半径方向位置と周方向位置に位置決めされた状態で、除去加工質量がｙになるまで中心軸Ｃと平行な方向に移動する。この時、位置制御部１１ｃは、切削工具１１ａの寸法や修正対象部１３ａの密度などに基づいて、切削工具１１ａを中心軸Ｃと平行な方向に移動させる距離を算出し、該距離に基づいて駆動機構１１ｂを制御する。
なお、ステップＳ６の除去加工を、切削対象の回転体１３が支持体３に支持された状態で行ってもよいし、別の場所で行ってもよい。前者の場合、位置制御部１１ｃは、角度センサ７の回転角に基づいて、中心軸Ｃ回り方向に関して切削工具１１ａを前記周方向位置に位置決めしてよい。また、第１の修正対象部１３ａの除去加工では、例えば、回転体１３における修正対象部１３ａと反対側の軸方向端部を、適宜の手段で把持して回転体１３が回転しないようにしておくのがよい。
Ａを絶対値とし、偏角をθとし、ｊを虚数単位として、アンバランスデータＵを次式（４）で表す。
Ｕ＝Ａ（ｃｏｓθ＋ｊｓｉｎθ） ・・・（４）
ここで、Ａは、アンバランス量を示し、Ａはｘとｙの積であるとした場合に、ｘは、回転体１３の中心軸ＣからステップＳ６での除去加工位置までの半径方向距離であり、ｙは、ステップＳ６で除去加工（切削）する質量である。一方、θは、前記除去加工位置の周方向位置を示す。従って、ステップＳ６において、切削工具１１ａは、ｘとθが示す半径方向位置と周方向位置に位置決めされた状態で、除去加工質量がｙになるまで中心軸Ｃと平行な方向に移動する。この時、位置制御部１１ｃは、切削工具１１ａの寸法や修正対象部１３ａの密度などに基づいて、切削工具１１ａを中心軸Ｃと平行な方向に移動させる距離を算出し、該距離に基づいて駆動機構１１ｂを制御する。
なお、ステップＳ６の除去加工を、切削対象の回転体１３が支持体３に支持された状態で行ってもよいし、別の場所で行ってもよい。前者の場合、位置制御部１１ｃは、角度センサ７の回転角に基づいて、中心軸Ｃ回り方向に関して切削工具１１ａを前記周方向位置に位置決めしてよい。また、第１の修正対象部１３ａの除去加工では、例えば、回転体１３における修正対象部１３ａと反対側の軸方向端部を、適宜の手段で把持して回転体１３が回転しないようにしておくのがよい。
ステップＳ６を行ったら、ステップＳ３へ戻る。
ステップＳ７において、影響係数を前回取得してから設定時間以上経過したかを判断する。すなわち、ステップＳ１またはＳ８を前回行ってから設定時間以上経過したかを判断する。この設定時間は、例えば、半日、１日、１週間などであってもよい。
ステップＳ７における前記判断が、ＹＥＳである場合には、ステップＳ８へ進む。
一方、ステップＳ７の判断がＮＯである場合には、ステップＳ２へ戻る。この場合、戻ったステップＳ２では、前回のステップＳ１やＳ３で使用した軸受３ａで次の回転体１３を支持するように当該回転体１３を支持体３に設置する。この状態で次のステップＳ３を行う。以降の処理は、上述と同じである。
一方、ステップＳ７の判断がＮＯである場合には、ステップＳ２へ戻る。この場合、戻ったステップＳ２では、前回のステップＳ１やＳ３で使用した軸受３ａで次の回転体１３を支持するように当該回転体１３を支持体３に設置する。この状態で次のステップＳ３を行う。以降の処理は、上述と同じである。
ステップＳ８において、影響係数βを取得する。
ステップＳ８では、前回のステップＳ１やＳ３で使用した軸受３ａで影響係数取得用の回転体１３を支持するように当該回転体１３を支持体３に設置し、この状態で、ステップＳ８を行う。
ステップＳ８は、上述したステップＳ２１〜Ｓ２３を有する。すなわち、ステップＳ８では、ステップＳ１と同じ処理を行う。
ステップＳ８では、前回のステップＳ１やＳ３で使用した軸受３ａで影響係数取得用の回転体１３を支持するように当該回転体１３を支持体３に設置し、この状態で、ステップＳ８を行う。
ステップＳ８は、上述したステップＳ２１〜Ｓ２３を有する。すなわち、ステップＳ８では、ステップＳ１と同じ処理を行う。
ステップＳ９において、劣化判断部１０ｂにより、ステップＳ１で取得した初期影響係数αとステップＳ８で取得した影響係数βとのずれＤを求め、このずれＤが許容値より大きいかどうかを判断する。
具体的には、以下のようにする。
次式（５）により前記ずれＤを算出する。式（５）において｜｜は絶対値を意味する。
Ｄ＝｜β−α｜ ・・・（５）
次式（５）により前記ずれＤを算出する。式（５）において｜｜は絶対値を意味する。
Ｄ＝｜β−α｜ ・・・（５）
また、前回のステップＳ１を行った以降において、劣化判断部１０ｂにより、ステップＳ９でＹＥＳと判断した回数をカウントする。すなわち、ステップＳ９において、劣化判断部１０ｂは、前記ずれが前記許容値よりも大きいと判断する度に、当該判断をした回数であるカウント数を１つ増やす。このカウント数は、ステップＳ１に戻る度に０にリセットされる。
ステップＳ９における前記判断が、ＹＥＳである場合には、ステップＳ１０へ進む。
一方、ステップＳ９における判断がＮＯである場合には、ステップＳ１２へ進む。
一方、ステップＳ９における判断がＮＯである場合には、ステップＳ１２へ進む。
ステップＳ１０において、劣化判断部１０ｂにより、上述のカウント数が、予め設定した回数（２以上の整数）に達したかどうかを判断する。これにより、信頼性の高い劣化通知信号を後述のステップＳ１１で出力できる。
ステップＳ１０における前記判断が、ＹＥＳである場合には、ステップＳ１１へ進む。
一方、ステップＳ１０における判断がＮＯである場合には、ステップＳ１２へ進む。
一方、ステップＳ１０における判断がＮＯである場合には、ステップＳ１２へ進む。
ステップＳ１１において、劣化判断部１０ｂは、劣化通知信号を劣化通知装置１０ｃへ出力し、これにより、劣化通知装置１０ｃは、劣化通知を実行する。この劣化通知に基づいて、作業者が、ステップＳ２で使用する軸受３ａを新しい軸受３ａに交換する。すなわち、支持体３に取り付けられていた軸受３ａを新しい軸受３ａに交換する。なお、ステップＳ１１では、支持体３と軸受３ａの両方を新しい支持体３と軸受３ａに交換してもよい。
従って、以降において、新しい軸受３ａが取り付けられた支持体３を用いてステップＳ１、Ｓ２、Ｓ３およびＳ８を行う。
ステップＳ１１を行ったら、次に、ステップＳ１へ戻る。
ステップＳ１１を行ったら、次に、ステップＳ１へ戻る。
ステップＳ１２において、支持体３に取り付けられている軸受３ａを交換せずに、前回のステップＳ１、Ｓ２、Ｓ３およびＳ８で使用した当該軸受３ａを、以降のステップＳ２、Ｓ３およびＳ８においても使用することにする。ステップＳ１２の次に、ステップＳ２へ戻る。この場合、戻ったステップＳ２では、前回のステップＳ１、Ｓ２、Ｓ３およびＳ８で使用した軸受３ａで次の回転機械の回転体１３を回転自在に支持するように当該回転体１３を支持体３に設置する。この状態で次のステップＳ３を行う。今回のステップＳ２で設置する次の回転体１３は、前回のステップＳ２で設置した回転体１３の回転機械と同じ機種であるが別の回転機械に設けられるものである。以降の処理は、上述と同じである。
[第２実施形態]
図３は、上述したアンバランス修正装置２０を用いた第２実施形態によるアンバランス修正方法を示すフローチャートでもある。第２実施形態によるアンバランス修正方法の実行中に、上述し軸受劣化判断装置１０により第２実施形態による軸受劣化判断方法（変動追跡処理）が実行される。
なお、第２実施形態による軸受劣化判断方法（すなわち、変動追跡処理）は、後述するステップＳ１およびステップＳ８〜Ｓ１１からなる。
図３は、上述したアンバランス修正装置２０を用いた第２実施形態によるアンバランス修正方法を示すフローチャートでもある。第２実施形態によるアンバランス修正方法の実行中に、上述し軸受劣化判断装置１０により第２実施形態による軸受劣化判断方法（変動追跡処理）が実行される。
なお、第２実施形態による軸受劣化判断方法（すなわち、変動追跡処理）は、後述するステップＳ１およびステップＳ８〜Ｓ１１からなる。
ステップＳ１において、影響係数を取得する。なお、ステップＳ１で取得する影響係数を、以下において初期影響係数という。
ステップＳ１では、後で行うステップＳ２で使用する軸受３ａにより影響係数取得用の回転体１３を回転自在に支持するように当該回転体１３を支持体３に設置する。この状態で、ステップＳ１（すなわち、ステップＳ３１〜Ｓ３３）において回転体１３を回転させる。
ステップＳ１では、後で行うステップＳ２で使用する軸受３ａにより影響係数取得用の回転体１３を回転自在に支持するように当該回転体１３を支持体３に設置する。この状態で、ステップＳ１（すなわち、ステップＳ３１〜Ｓ３３）において回転体１３を回転させる。
影響係数取得用の回転体１３は、後述のステップＳ２やＳ３で使用する回転体１３の回転機械と同じ機種の回転機械のものであるが、以降に繰り返して行うステップＳ１やＳ８でも使用する。
また、影響係数取得用の回転体１３は、後述のステップＳ２、Ｓ３で使用する回転体１３と異なる。
また、影響係数取得用の回転体１３は、後述のステップＳ２、Ｓ３で使用する回転体１３と異なる。
ステップＳ１は、図４（Ｂ）に示すステップステップＳ３１〜Ｓ３４を有する。
ステップＳ３１では、軸受３ａで支持した回転体１３を回転させている時に、第１および第２の振動センサ５ａ，５ｂが、回転体１３を支持する支持体３の振動を計測しながら、角度センサ７が回転角を計測する。
また、ステップＳ３１では、このように第１の振動センサ５ａが計測した振動と角度センサ７が計測した回転角に基づいて、演算装置９が、第１の振動データａｐ０を生成するとともに、このように第２の振動センサ５ｂが計測した振動と角度センサ７が計測した回転角に基づいて、演算装置９が、第２の振動データａｑ０を生成する。
また、ステップＳ３１では、このように第１の振動センサ５ａが計測した振動と角度センサ７が計測した回転角に基づいて、演算装置９が、第１の振動データａｐ０を生成するとともに、このように第２の振動センサ５ｂが計測した振動と角度センサ７が計測した回転角に基づいて、演算装置９が、第２の振動データａｑ０を生成する。
ステップＳ３２では、回転体１３における第１の修正対象部１３ａにバランス変化ΔＭＴｂを与え、このバランス変化ΔＭＴｂを与えられ、軸受３ａで支持した回転体１３を回転させる。この回転時に、第１および第２の振動センサ５ａ，５ｂが、回転体１３を支持する支持体３の振動を計測しながら、角度センサ７が回転角を計測する。この例では、回転体１３における第１の修正対象部１３ａのみに試し錘を取り付けることで、第１の修正対象部１３ａにバランス変化ΔＭＴｂを与える。
また、ステップＳ３２では、このように第１の振動センサ５ａが計測した振動と角度センサ７が計測した回転角に基づいて、演算装置９が、第１の振動データａｐｂを生成するとともに、このように第２の振動センサ５ｂが計測した振動と角度センサ７が計測した回転角に基づいて、演算装置９が、第２の振動データａｑｂを生成する。
また、ステップＳ３２では、このように第１の振動センサ５ａが計測した振動と角度センサ７が計測した回転角に基づいて、演算装置９が、第１の振動データａｐｂを生成するとともに、このように第２の振動センサ５ｂが計測した振動と角度センサ７が計測した回転角に基づいて、演算装置９が、第２の振動データａｑｂを生成する。
ステップＳ３３では、回転体１３における第２の修正対象部１３ｂにバランス変化ΔＭＴｄを与え、このバランス変化ΔＭＴｄを与えられ、軸受３ａで支持した回転体１３を回転させる。この回転時に、第１および第２の振動センサ５ａ，５ｂが、回転体１３を支持する支持体３の振動を計測しながら、角度センサ７が回転角を計測する。この例では、回転体１３における第２の修正対象部１３ｂのみに試し錘を取り付けることで、第２の修正対象部１３ｂにバランス変化ΔＭＴｄを与える。
また、ステップＳ３３では、このように第１の振動センサ５ａが計測した振動と角度センサ７が計測した回転角に基づいて、演算装置９が、第１の振動データａｐｄを生成するとともに、このように第２の振動センサ５ｂが計測した振動と角度センサ７が計測した回転角に基づいて、演算装置９が、第２の振動データａｑｄを生成する。
また、ステップＳ３３では、このように第１の振動センサ５ａが計測した振動と角度センサ７が計測した回転角に基づいて、演算装置９が、第１の振動データａｐｄを生成するとともに、このように第２の振動センサ５ｂが計測した振動と角度センサ７が計測した回転角に基づいて、演算装置９が、第２の振動データａｑｄを生成する。
ステップＳ３４において、ステップＳ３１で生成した第１および第２の振動データａｐ０、ａｑ０と、ステップＳ３２で生成した第１および第２の振動データａｐｂ、ａｑｂと、ステップＳ３３で生成した第１および第２の振動データａｐｄ、ａｑｄと、ステップＳ３２で与えたバランス変化ΔＭＴｂと、ステップＳ３３で与えたバランス変化ΔＭＴｄとに基づいて、影響係数α１，ｂ、α１，ｄ、α２，ｂ、α２，ｄを算出する。この算出は、次の［数１］の式（６）により行われる。
［数１］の式（６）におけるΔＭＴｂは、次式（７）で表わされる。
ΔＭＴｂ＝ＡＴｂ（ｃｏｓθＴｂ＋ｊｓｉｎθＴｂ） ・・・（７）
ここで、ｊは虚数単位であり、ＡＴｂは、ステップＳ３２で第１の修正対象部１３ａに取り付けた試し錘の質量と、第１の修正対象部１３ａにおいて当該試し錘を取り付けた位置と回転体１３の中心軸Ｃとの距離との積であり、θＴｂは、回転体１３において当該試し錘を取り付けた周方向位置を示す位相である。なお、θＴｂの原点は、角度センサ７による検出回転角の原点と一致する。
同様に、［数１］の式（６）におけるΔＭＴｄは、次式（８）で表わされる。
ΔＭＴｄ＝ＡＴｄ（ｃｏｓθＴｄ＋ｊｓｉｎθＴｄ） ・・・（８）
ここで、ｊは虚数単位であり、ＡＴｄは、ステップＳ３３で第２の修正対象部１３ｂに取り付けた試し錘の質量と、第２の修正対象部１３ｂにおいて当該試し錘を取り付けた位置と回転体１３の中心軸Ｃとの距離との積であり、θＴｄは、回転体１３において当該試し錘を取り付けた周方向位置を示す位相である。なお、θＴｄの原点は、角度センサ７による検出回転角の原点と一致する。
ΔＭＴｂ＝ＡＴｂ（ｃｏｓθＴｂ＋ｊｓｉｎθＴｂ） ・・・（７）
ここで、ｊは虚数単位であり、ＡＴｂは、ステップＳ３２で第１の修正対象部１３ａに取り付けた試し錘の質量と、第１の修正対象部１３ａにおいて当該試し錘を取り付けた位置と回転体１３の中心軸Ｃとの距離との積であり、θＴｂは、回転体１３において当該試し錘を取り付けた周方向位置を示す位相である。なお、θＴｂの原点は、角度センサ７による検出回転角の原点と一致する。
同様に、［数１］の式（６）におけるΔＭＴｄは、次式（８）で表わされる。
ΔＭＴｄ＝ＡＴｄ（ｃｏｓθＴｄ＋ｊｓｉｎθＴｄ） ・・・（８）
ここで、ｊは虚数単位であり、ＡＴｄは、ステップＳ３３で第２の修正対象部１３ｂに取り付けた試し錘の質量と、第２の修正対象部１３ｂにおいて当該試し錘を取り付けた位置と回転体１３の中心軸Ｃとの距離との積であり、θＴｄは、回転体１３において当該試し錘を取り付けた周方向位置を示す位相である。なお、θＴｄの原点は、角度センサ７による検出回転角の原点と一致する。
ステップＳ２において、アンバランス修正対象の回転機械の回転体１３を軸受３ａで支持する。すなわち、当該回転体１３を、ステップＳ１で使用した軸受３ａで回転自在に支持するように支持体３に設置する。この状態で次のステップＳ３を行う。
ステップＳ３において、回転機械の回転体１３を回転させ、この状態で、第１および第２の振動センサ５ａ，５ｂが、回転体１３を支持する支持体３の振動を計測しながら、角度センサ７が回転角を計測する。このように第１の振動センサ５ａが計測した振動と角度センサ７が計測した回転角に基づいて、演算装置９が、第１の振動データａｐ，１を生成するとともに、このように第２の振動センサ５ｂが計測した振動と角度センサ７が計測した回転角に基づいて、演算装置９が、第２の振動データａｑ，１を生成する。
ステップＳ４において、ステップＳ１で取得した初期影響係数α１，ｂ、α１，ｄ、α２，ｂ、α２，ｄと、ステップＳ３で生成した第１および第２の振動データａｐ，１、ａｑ，１とに基づいて、演算装置９が、次の[数２]の式（９）により、アンバランスデータＵｂ、Ｕｄを算出する。
この［数２］の式（９）において、−１は、逆行列を示す。
ステップＳ５において、演算装置９は、ステップＳ４で算出した第１のアンバランスデータＵｂと、ステップＳ４で算出した第２のアンバランスデータＵｄとによるアンバランス量が、しきい値以下であるかを判断する。
例えば、ステップＳ４で算出した第１のアンバランスデータＵｂが示すアンバランス量と、ステップＳ４で算出した第２のアンバランスデータＵｄが示すアンバランス量との和もしくは平均値がしきい値以下であるかを判断する。
または、ステップＳ４で算出した第１のアンバランスデータＵｂが示すアンバランス量と、ステップＳ４で算出した第２のアンバランスデータＵｄが示すアンバランス量とのうち大きい方の値がしきい値以下であるかを判断する。
または、ステップＳ４で算出した第１のアンバランスデータＵｂが示すアンバランス量が、第１のアンバランスデータ用のしきい値以下であり、かつ、ステップＳ４で算出した第２のアンバランスデータＵｄが示すアンバランス量が、第２のアンバランスデータ用のしきい値以下であるかを判断する。この場合、好ましくは、第１のアンバランスデータ用のしきい値は、第２のアンバランスデータ用のしきい値と異なるのがよい。
または、ステップＳ４で算出した第１のアンバランスデータＵｂが示すアンバランス量と、ステップＳ４で算出した第２のアンバランスデータＵｄが示すアンバランス量とのうち大きい方の値がしきい値以下であるかを判断する。
または、ステップＳ４で算出した第１のアンバランスデータＵｂが示すアンバランス量が、第１のアンバランスデータ用のしきい値以下であり、かつ、ステップＳ４で算出した第２のアンバランスデータＵｄが示すアンバランス量が、第２のアンバランスデータ用のしきい値以下であるかを判断する。この場合、好ましくは、第１のアンバランスデータ用のしきい値は、第２のアンバランスデータ用のしきい値と異なるのがよい。
ステップＳ５における前記判断が、ＹＥＳである場合には、現在対象としている回転体１３のアンバランス修正を終了してステップＳ７へ進む。
一方、ステップＳ５における判断がＮＯである場合には、ステップＳ６へ進む。
一方、ステップＳ５における判断がＮＯである場合には、ステップＳ６へ進む。
ステップＳ６において、ステップＳ４で算出した第１のアンバランスデータＵｂが示す除去加工位置と除去加工量に基づいて、回転体１３の第１の修正対象部１３ａを除去加工（切削）する。なお、ここでの除去加工位置は、回転体１３の軸方向先端部分の外周部１３ａ上にあり、図１（Ｂ）において一点鎖線Ｌ１上にある。図１（Ｂ）において、一点鎖線Ｌ１上に重複している破線で描いた円は、一点鎖線Ｌ１上に位置決めされた状態の切削工具１１ａを示す。
また、ステップＳ６において、ステップＳ４で算出した第２のアンバランスデータＵｄが示す除去加工位置と除去加工量に基づいて、回転体１３の第２の修正対象部１３ｂを除去加工（切削）する。なお、ここでの除去加工位置は、回転体１３に設けた前記円盤状部材の外周部１３ｂ上にあり、図１（Ｂ）において一点鎖線Ｌ２上にある。図１（Ｂ）において、一点鎖線Ｌ２上に重複している破線で描いた円は、一点鎖線Ｌ２上に位置決めされた状態の切削工具１１ａを示す。
また、ステップＳ６において、ステップＳ４で算出した第２のアンバランスデータＵｄが示す除去加工位置と除去加工量に基づいて、回転体１３の第２の修正対象部１３ｂを除去加工（切削）する。なお、ここでの除去加工位置は、回転体１３に設けた前記円盤状部材の外周部１３ｂ上にあり、図１（Ｂ）において一点鎖線Ｌ２上にある。図１（Ｂ）において、一点鎖線Ｌ２上に重複している破線で描いた円は、一点鎖線Ｌ２上に位置決めされた状態の切削工具１１ａを示す。
ステップＳ６における第１の修正対象部１３ａの除去加工は、第１実施形態のステップＳ６と同様に行われる。ステップＳ６における第２の修正対象部１３ｂの除去加工も、第１実施形態のステップＳ６と同様に行われる。
ステップＳ６を行ったら、ステップＳ３へ戻る。
ステップＳ７において、影響係数を前回取得してから設定時間以上経過したかを判断する。すなわち、ステップＳ１またはＳ８を前回行ってから設定時間以上経過したかを判断する。この設定時間は、例えば、半日、１日、１週間などであってもよい。
ステップＳ７における前記判断が、ＹＥＳである場合には、ステップＳ８へ進む。
一方、ステップＳ７における判断がＮＯである場合には、ステップＳ２へ戻る。この場合、戻ったステップＳ２では、前回のステップＳ１やＳ３で使用した軸受３ａで次の回転体１３を支持するように当該回転体１３を支持体３に設置する。この状態で次のステップＳ３を行う。以降の処理は、上述と同じである。
一方、ステップＳ７における判断がＮＯである場合には、ステップＳ２へ戻る。この場合、戻ったステップＳ２では、前回のステップＳ１やＳ３で使用した軸受３ａで次の回転体１３を支持するように当該回転体１３を支持体３に設置する。この状態で次のステップＳ３を行う。以降の処理は、上述と同じである。
ステップＳ８において、影響係数を取得する。
ステップＳ８では、前回のステップＳ１やＳ３で使用した軸受３ａにより、前記影響係数取得用の回転体１３を回転自在に支持するように当該回転体１３を支持体３に設置し、この状態で、ステップＳ８を行う。
ステップＳ８は、上述したステップＳ３１〜Ｓ３４を有する。すなわち、ステップＳ８では、ステップＳ１と同じ処理を行うことで、次の[数３]の式（１１）により影響係数β１，ｂ、β１，ｄ、β２，ｂ、β２，ｄを算出する。
ステップＳ８では、前回のステップＳ１やＳ３で使用した軸受３ａにより、前記影響係数取得用の回転体１３を回転自在に支持するように当該回転体１３を支持体３に設置し、この状態で、ステップＳ８を行う。
ステップＳ８は、上述したステップＳ３１〜Ｓ３４を有する。すなわち、ステップＳ８では、ステップＳ１と同じ処理を行うことで、次の[数３]の式（１１）により影響係数β１，ｂ、β１，ｄ、β２，ｂ、β２，ｄを算出する。
ステップＳ９において、劣化判断部１０ｂにより、ステップＳ１で取得した初期影響係数α１，ｂ、α１，ｄ、α２，ｂ、α２，ｄとステップＳ８で取得した影響係数β１，ｂ、β１，ｄ、β２，ｂ、β２，ｄと初期影響係数とのずれを求め、このずれが許容値より大きいかどうかを判断する。
具体的には、以下のようにする。
以下の式（１２）〜（１５）により、Ｄ１，ｂ、Ｄ１，ｄ、Ｄ２，ｂ、Ｄ２，ｄを算出する。各式（１２）〜（１５）において｜｜は絶対値を意味する。
Ｄ１，ｂ ＝ ｜β１，ｂ−α１，ｂ｜ ・・・（１２）
Ｄ１，ｄ ＝ ｜β１，ｄ−α１，ｄ｜ ・・・（１３）
Ｄ２，ｂ ＝ ｜β２，ｂ−α２，ｂ｜ ・・・（１４）
Ｄ２，ｄ ＝ ｜β２，ｄ−α２，ｄ｜ ・・・（１５）
以下の式（１２）〜（１５）により、Ｄ１，ｂ、Ｄ１，ｄ、Ｄ２，ｂ、Ｄ２，ｄを算出する。各式（１２）〜（１５）において｜｜は絶対値を意味する。
Ｄ１，ｂ ＝ ｜β１，ｂ−α１，ｂ｜ ・・・（１２）
Ｄ１，ｄ ＝ ｜β１，ｄ−α１，ｄ｜ ・・・（１３）
Ｄ２，ｂ ＝ ｜β２，ｂ−α２，ｂ｜ ・・・（１４）
Ｄ２，ｄ ＝ ｜β２，ｄ−α２，ｄ｜ ・・・（１５）
その上で、次の（Ｃ１）〜（Ｃ３）のいずれかにより、ステップＳ９の判断を行う。
（Ｃ１）Ｄ１，ｂ、Ｄ１，ｄ、Ｄ２，ｂ、Ｄ２，ｄのうち最も大きい値が、前記許容値より大きいかどうかを判断する。
（Ｃ２）Ｄ１，ｂ、Ｄ１，ｄ、Ｄ２，ｂ、Ｄ２，ｄの和または平均値が、前記許容値より大きいかどうかを判断する。
（Ｃ３）Ｄ１，ｂがＤ１，ｂ用の許容値より大きく、かつ、Ｄ１，ｄがＤ１，ｄ用の許容値より大きく、かつ、Ｄ２，ｂがＤ２，ｂ用の許容値より大きく、かつ、Ｄ２，ｄがＤ２，ｄ用の許容値より大きいかどうかを判断する。
（Ｃ１）Ｄ１，ｂ、Ｄ１，ｄ、Ｄ２，ｂ、Ｄ２，ｄのうち最も大きい値が、前記許容値より大きいかどうかを判断する。
（Ｃ２）Ｄ１，ｂ、Ｄ１，ｄ、Ｄ２，ｂ、Ｄ２，ｄの和または平均値が、前記許容値より大きいかどうかを判断する。
（Ｃ３）Ｄ１，ｂがＤ１，ｂ用の許容値より大きく、かつ、Ｄ１，ｄがＤ１，ｄ用の許容値より大きく、かつ、Ｄ２，ｂがＤ２，ｂ用の許容値より大きく、かつ、Ｄ２，ｄがＤ２，ｄ用の許容値より大きいかどうかを判断する。
また、前回のステップＳ１を行った以降において、劣化判断部１０ｂにより、ステップＳ９でＹＥＳと判断した回数をカウントする。すなわち、ステップＳ９において、劣化判断部１０ｂは、前記ずれが前記許容値よりも大きいと判断する度に、当該判断をした回数であるカウント数を１つ増やす。このカウント数は、ステップＳ１に戻る度に０にリセットされる。
ステップＳ９における前記判断が、ＹＥＳである場合には、ステップＳ１０へ進む。
一方、ステップＳ９における判断がＮＯである場合には、ステップＳ１２へ進む。
一方、ステップＳ９における判断がＮＯである場合には、ステップＳ１２へ進む。
ステップＳ１０において、劣化判断部１０ｂにより、上述のカウント数が、予め設定した回数（２以上の整数）に達したかどうかを判断する。
ステップＳ１０における前記判断が、ＹＥＳである場合には、ステップＳ１１へ進む。
一方、ステップＳ１０における判断がＮＯである場合には、ステップＳ１２へ進む。
一方、ステップＳ１０における判断がＮＯである場合には、ステップＳ１２へ進む。
ステップＳ１１において、劣化判断部１０ｂは、劣化通知信号を劣化通知装置１０ｃへ出力し、これにより、劣化通知装置１０ｃは、劣化通知を実行する。この劣化通知に基づいて、作業者が、ステップＳ２で使用する軸受３ａを新しい軸受３ａに交換する。すなわち、支持体３に取り付けられていた軸受３ａを新しい軸受３ａに交換する。なお、ステップＳ１１では、支持体３と軸受３ａの両方を新しい支持体３と軸受３ａに交換してもよい。
従って、以降において、新しい軸受３ａが取り付けられた支持体３を用いてステップＳ１、Ｓ２、Ｓ３およびＳ８を行う。
ステップＳ１１を行ったら、次に、ステップＳ１へ戻る。
ステップＳ１１を行ったら、次に、ステップＳ１へ戻る。
ステップＳ１２において、支持体３に取り付けられている軸受３ａを交換せずに、前回のステップＳ１、Ｓ２、Ｓ３およびＳ８で使用した当該軸受３ａを、以降のステップＳ２、Ｓ３およびＳ８においても使用することにする。ステップＳ１２の次に、ステップＳ２へ戻る。この場合、戻ったステップＳ２では、前回のステップＳ１、Ｓ２およびＳ３で使用した軸受３ａで、次の回転機械の回転体１３を回転自在に支持するように当該回転体１３を支持体３に設置する。この状態で次のステップＳ３を行う。今回のステップＳ２で設置する次の回転体１３は、前回のステップＳ２で設置した回転体１３の回転機械と同じ機種であるが別の回転機械に設けられるものである。以降の処理は、上述と同じである。
本発明は上述した実施の形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変更を加え得ることは勿論である。例えば、以下の変形例１〜９を任意に組み合わせて採用してもよいし、変形例１〜９のいずれかを採用してもよい。この場合、他の点は、上述と同じであってもよいし、適宜変更してもよい。
（変形例１）
上述の第１実施形態または第２実施形態において、ステップＳ１０を省略してもよい。この場合には、ステップＳ９の判断がＹＥＳの場合には、ステップＳ１１へ進む。
上述の第１実施形態または第２実施形態において、ステップＳ１０を省略してもよい。この場合には、ステップＳ９の判断がＹＥＳの場合には、ステップＳ１１へ進む。
（変形例２）
上述の第２実施形態では、２つの振動センサ５ａ，５ｂを支持体３に取り付けていたが、代わりに、１つの振動センサを支持体３に取り付けてもよい。この場合、次のようにステップＳ１またはステップＳ８を行う。
上述の第２実施形態では、２つの振動センサ５ａ，５ｂを支持体３に取り付けていたが、代わりに、１つの振動センサを支持体３に取り付けてもよい。この場合、次のようにステップＳ１またはステップＳ８を行う。
ステップＳ３１において、回転機械の回転体１３を第１の回転速度で回転させ、この状態で、振動センサが、回転体１３を支持する支持体３の振動を計測しながら、角度センサ７が回転角を計測する。このように計測した振動と回転角に基づいて、演算装置９が、第１の振動データａｐ０を生成する。
また、ステップＳ３１において、回転機械の回転体１３を第１の回転速度と異なる第２の回転速度で回転させ、この状態で、振動センサが、回転体１３を支持する支持体３の振動を計測しながら、角度センサ７が回転角を計測する。このように計測した振動と回転角に基づいて、演算装置９が、第２の振動データａｑ０を生成する。
また、ステップＳ３１において、回転機械の回転体１３を第１の回転速度と異なる第２の回転速度で回転させ、この状態で、振動センサが、回転体１３を支持する支持体３の振動を計測しながら、角度センサ７が回転角を計測する。このように計測した振動と回転角に基づいて、演算装置９が、第２の振動データａｑ０を生成する。
ステップＳ３２では、回転体１３における第１の修正対象部１３ａにバランス変化を与え、このバランス変化を与えられ、軸受３ａで支持した回転体１３を前記第１の回転速度で回転させる。この回転時に、振動センサが、回転体１３を支持する支持体３の振動を計測しながら、角度センサ７が回転角を計測する。このように計測した振動と回転角に基づいて、演算装置９が、第１の振動データａｐｂを生成する。
ステップＳ３２では、第１の振動データａｐｂを生成した場合と同じバランス変化を与えられ、軸受３ａで支持した回転体１３を前記第２の回転速度で回転させる。この回転時に、振動センサが、回転体１３を支持する支持体３の振動を計測しながら、角度センサ７が回転角を計測する。このように計測した振動と回転角に基づいて、演算装置９が、第２の振動データａｑｂを生成する。
ステップＳ３２では、第１の振動データａｐｂを生成した場合と同じバランス変化を与えられ、軸受３ａで支持した回転体１３を前記第２の回転速度で回転させる。この回転時に、振動センサが、回転体１３を支持する支持体３の振動を計測しながら、角度センサ７が回転角を計測する。このように計測した振動と回転角に基づいて、演算装置９が、第２の振動データａｑｂを生成する。
ステップＳ３３では、回転体１３における第２の修正対象部１３ｂにバランス変化を与え、このバランス変化を与えられ、軸受３ａで支持した回転体１３を前記第１の回転速度で回転させる。この回転時に、振動センサが、回転体１３を支持する支持体３の振動を計測しながら、角度センサ７が回転角を計測する。このように計測した振動と回転角に基づいて、演算装置９が、第１の振動データａｐｄを生成する。
ステップＳ３３では、第１の振動データａｐｄを生成した場合と同じバランス変化を与えられ、軸受３ａで支持した回転体１３を前記第２の回転速度で回転させる。この回転時に、振動センサが、回転体１３を支持する支持体３の振動を計測しながら、角度センサ７が回転角を計測する。このように計測した振動と回転角に基づいて、演算装置９が、第２の振動データａｑｄを生成する。
ステップＳ３３では、第１の振動データａｐｄを生成した場合と同じバランス変化を与えられ、軸受３ａで支持した回転体１３を前記第２の回転速度で回転させる。この回転時に、振動センサが、回転体１３を支持する支持体３の振動を計測しながら、角度センサ７が回転角を計測する。このように計測した振動と回転角に基づいて、演算装置９が、第２の振動データａｑｄを生成する。
このように生成した振動データａｐ０、ａｑ０、ａｐｂ、ａｑｂ、ａｐｄ、ａｑｄが、それぞれ、上述の［数１］または[数３]におけるａｐ０、ａｑ０、ａｐｂ、ａｑｂ、ａｐｄ、ａｑｄとなる。
（変形例３）
上述では、修正対象部１３ａ、１３ｂの除去加工は、軸方向に行われたが、半径方向に行われてもよい。
上述では、修正対象部１３ａ、１３ｂの除去加工は、軸方向に行われたが、半径方向に行われてもよい。
（変形例４）
上述では、初期影響係数を、試し錘を用いて回転体１３にバランス変化を与えることで取得したが、初期影響係数を、回転体１３を除去加工して回転体１３にバランス変化を与えることで取得してもよい。
上述では、初期影響係数を、試し錘を用いて回転体１３にバランス変化を与えることで取得したが、初期影響係数を、回転体１３を除去加工して回転体１３にバランス変化を与えることで取得してもよい。
（変形例５）
上述の実施形態では、除去加工装置１１は、修正対象部１３ａ、１３ｂを切削することにより修正対象部１３ａ、１３ｂを除去加工したが、代わりに、除去加工装置１１は、修正対象部１３ａ、１３ｂにレーザビームを照射して、修正対象部１３ａ、１３ｂを溶融して除去加工するレーザ加工装置であってもよい。この場合、ステップＳ６の除去加工では、アンバランスデータＵの上記ｘとθが示す修正対象部１３ａ、１３ｂ上の半径方向位置と周方向位置（除去加工位置）にレーザビームを照射し除去加工質量が上述したｙになるまでレーザ加工を行う。なお、除去加工質量とレーザ加工条件（例えば、レーザビームの照射時間やエネルギー密度）との関係を予め実験で求めておき、この関係に基づいてレーザ加工を行うのがよい。
上述の実施形態では、除去加工装置１１は、修正対象部１３ａ、１３ｂを切削することにより修正対象部１３ａ、１３ｂを除去加工したが、代わりに、除去加工装置１１は、修正対象部１３ａ、１３ｂにレーザビームを照射して、修正対象部１３ａ、１３ｂを溶融して除去加工するレーザ加工装置であってもよい。この場合、ステップＳ６の除去加工では、アンバランスデータＵの上記ｘとθが示す修正対象部１３ａ、１３ｂ上の半径方向位置と周方向位置（除去加工位置）にレーザビームを照射し除去加工質量が上述したｙになるまでレーザ加工を行う。なお、除去加工質量とレーザ加工条件（例えば、レーザビームの照射時間やエネルギー密度）との関係を予め実験で求めておき、この関係に基づいてレーザ加工を行うのがよい。
（変形例６）
上述の実施形態では、除去加工装置１１は、修正対象部１３ａ、１３ｂを切削することにより修正対象部１３ａ、１３ｂを除去加工したが、代わりに、除去加工装置１１は、放電加工で、修正対象部１３ａ、１３ｂを溶融し当該溶融部分を吹き飛ばすことにより修正対象部１３ａ、１３ｂを除去加工する放電加工機であってもよい。この場合、ステップＳ６の除去加工では、支持体３から回転体１３を取り外して、支持体３と別の場所に設けた放電加工機に回転体１３を設置し、放電加工機の電極を、アンバランスデータＵの上記ｘとθが示す半径方向位置と周方向位置（除去加工位置）に位置決めした状態で、除去加工質量が上述したｙになるまで放電加工を行う。なお、除去加工質量と放電加工条件（例えば、放電時間、放電電圧）との関係を予め実験で求めておき、この関係に基づいて放電加工を行うのがよい。
上述の実施形態では、除去加工装置１１は、修正対象部１３ａ、１３ｂを切削することにより修正対象部１３ａ、１３ｂを除去加工したが、代わりに、除去加工装置１１は、放電加工で、修正対象部１３ａ、１３ｂを溶融し当該溶融部分を吹き飛ばすことにより修正対象部１３ａ、１３ｂを除去加工する放電加工機であってもよい。この場合、ステップＳ６の除去加工では、支持体３から回転体１３を取り外して、支持体３と別の場所に設けた放電加工機に回転体１３を設置し、放電加工機の電極を、アンバランスデータＵの上記ｘとθが示す半径方向位置と周方向位置（除去加工位置）に位置決めした状態で、除去加工質量が上述したｙになるまで放電加工を行う。なお、除去加工質量と放電加工条件（例えば、放電時間、放電電圧）との関係を予め実験で求めておき、この関係に基づいて放電加工を行うのがよい。
（変形例７）
上述のステップＳ７において、影響係数を前回取得してから設定時間以上経過したかを判断する代わりに、ステップＳ１またはＳ８を前回行ってから、アンバランス処理を実行した回転体１３の数が設定数に達したかを判断してもよい。すなわち、ステップＳ１またはＳ８を前回行ってからステップＳ２を行った回数が、設定数に達したかを判断してもよい。
上述のステップＳ７において、影響係数を前回取得してから設定時間以上経過したかを判断する代わりに、ステップＳ１またはＳ８を前回行ってから、アンバランス処理を実行した回転体１３の数が設定数に達したかを判断してもよい。すなわち、ステップＳ１またはＳ８を前回行ってからステップＳ２を行った回数が、設定数に達したかを判断してもよい。
（変形例８）
潤滑油が供給される軸受３ａの代わりに、気体軸受を用いてもよい。気体軸受１５は、図５に示すように、支持体３に組み込まれており、ラジアル軸受面１７、スラスト軸受面１９、給気孔２１、２３および排気孔２５から構成される。給気孔２１はラジアル軸受面１７に開口し、給気孔２３はスラスト軸受面１９に開口する。図示しない気体供給源から給気孔２１を通して、加圧気体が、ラジアル軸受面１７と回転体１３のラジアルジャーナル２７との間に供給される。図示しない気体供給源から給気孔２３を通して、加圧気体が、スラスト軸受面１９と回転体１３のスラストジャーナル２９との間に供給される。ラジアル軸受面１７とラジアルジャーナル２７との間に供給された加圧気体により、回転体１３のラジアルジャーナル２７を支持し、スラスト軸受面１９とスラストジャーナル２９との間に供給された加圧気体により、回転体１３のスラストジャーナル２９を支持する。このように、気体軸受１５により回転体１３を回転自在に支持する。なお、ラジアル軸受面１７とラジアルジャーナル２７との間に供給された加圧気体は、排気孔２５から支持体３の外部に排出される。
潤滑油が供給される軸受３ａの代わりに、気体軸受を用いてもよい。気体軸受１５は、図５に示すように、支持体３に組み込まれており、ラジアル軸受面１７、スラスト軸受面１９、給気孔２１、２３および排気孔２５から構成される。給気孔２１はラジアル軸受面１７に開口し、給気孔２３はスラスト軸受面１９に開口する。図示しない気体供給源から給気孔２１を通して、加圧気体が、ラジアル軸受面１７と回転体１３のラジアルジャーナル２７との間に供給される。図示しない気体供給源から給気孔２３を通して、加圧気体が、スラスト軸受面１９と回転体１３のスラストジャーナル２９との間に供給される。ラジアル軸受面１７とラジアルジャーナル２７との間に供給された加圧気体により、回転体１３のラジアルジャーナル２７を支持し、スラスト軸受面１９とスラストジャーナル２９との間に供給された加圧気体により、回転体１３のスラストジャーナル２９を支持する。このように、気体軸受１５により回転体１３を回転自在に支持する。なお、ラジアル軸受面１７とラジアルジャーナル２７との間に供給された加圧気体は、排気孔２５から支持体３の外部に排出される。
気体軸受１５を用いる場合、ステップＳ３を行ったら、支持体３から回転体１３を取り外し、支持体３とは別の場所にこの回転体１３を設置してステップＳ６の除去加工を行う。
ステップＳ１１において、支持体３自体を新しい支持体３に交換することにより、劣化した気体軸受１５を新しい気体軸受１５に交換する。
なお、気体軸受１５の劣化とは、ラジアル軸受面１７やスラスト軸受面１９が回転体１３と擦れて傷ついたり摩耗したりすることを意味する。
なお、気体軸受１５の劣化とは、ラジアル軸受面１７やスラスト軸受面１９が回転体１３と擦れて傷ついたり摩耗したりすることを意味する。
（変形例９）
回転体１３において、複数の回転翼（例えば、タービン翼）が周方向に間隔をおいて設けられている場合には、角度センサ７が検出する回転角の原点を、光電センサと近接センサとにより検出する。
光電センサに関して、この場合、回転体１３において、１つの回転翼が位置する、回転軸Ｃ周りの周方向位置に光反射部を設ける。光を反射する光反射部は、例えば、塗装によるマーキングである。静止側における前記周方向に関する設置位置に光電センサを設ける。光反射部が、回転体１３の回転により前記設置位置に来た時に、光電センサは、前記光反射部を検出して検出信号を出力する。
近接センサは、回転体１３の回転により各回転翼が前記設置位置に来た時に、該回転翼を検出できる位置に設けられる。従って、各回転翼が、回転により当該設置位置に来た時に、近接センサも検出信号を出力する。
光電センサと近接センサの両方から検出信号が出力されている時に、角度センサ７が検出する回転角をゼロ（原点）にする。これにより、角度センサ７の回転角検出精度が向上する。例えば、前記塗装の色むら、位置ずれ、剥がれ等により、回転角検出精度の低下を防止できる。
回転体１３において、複数の回転翼（例えば、タービン翼）が周方向に間隔をおいて設けられている場合には、角度センサ７が検出する回転角の原点を、光電センサと近接センサとにより検出する。
光電センサに関して、この場合、回転体１３において、１つの回転翼が位置する、回転軸Ｃ周りの周方向位置に光反射部を設ける。光を反射する光反射部は、例えば、塗装によるマーキングである。静止側における前記周方向に関する設置位置に光電センサを設ける。光反射部が、回転体１３の回転により前記設置位置に来た時に、光電センサは、前記光反射部を検出して検出信号を出力する。
近接センサは、回転体１３の回転により各回転翼が前記設置位置に来た時に、該回転翼を検出できる位置に設けられる。従って、各回転翼が、回転により当該設置位置に来た時に、近接センサも検出信号を出力する。
光電センサと近接センサの両方から検出信号が出力されている時に、角度センサ７が検出する回転角をゼロ（原点）にする。これにより、角度センサ７の回転角検出精度が向上する。例えば、前記塗装の色むら、位置ずれ、剥がれ等により、回転角検出精度の低下を防止できる。
３ 支持体、３ａ 軸受、５ａ，５ｂ 振動センサ、７ 角度センサ、９ 演算装置、１０ 軸受劣化判断装置、１０ａ 影響係数変動データ取得装置、１０ｂ 劣化判断部、１０ｃ 劣化通知装置、１１ 除去加工装置、１３ 回転体、１５ 気体軸受、２０ アンバランス修正装置
Claims (5)
- 複数の回転機械の回転体を順に軸受で支持して該回転体のアンバランスデータを取得することにおいて、前記軸受で支持された回転体のバランス変化に対する該回転体の振動変化を示すデータを影響係数として、影響係数の変動を検出する変動追跡処理を時間間隔をおいて繰り返し行い、この変動に基づいて前記軸受の劣化を判断する軸受劣化判断方法であって、
前記各変動追跡処理では、
（Ａ）前記軸受で支持した回転体を回転させ、当該回転により生じる振動に基づいて振動データを生成し、
（Ｂ）前記回転体にバランス変化を与え、
（Ｃ）前記（Ｂ）の後に、前記軸受で支持した前記回転体を回転させ、当該回転により生じる振動に基づいて振動データを生成し、
（Ｄ）前記（Ａ）と（Ｃ）で生成した振動データと、前記（Ｂ）で与えたバランス変化とに基づいて、前記回転体の影響係数を算出し、
最初に行った前記変動追跡処理の前記（Ｄ）で算出した影響係数を初期影響係数として、２回目以降に行う前記各変動追跡処理では、さらに、
（Ｅ）当該変動追跡処理の前記（Ｄ）で算出した影響係数と初期影響係数とのずれを求め、このずれが許容値より大きいかどうかを判断し、
（Ｆ）当該判断に基づいて前記軸受の劣化を示す劣化通知信号を出力する、ことを特徴とする軸受劣化判断方法。 - 前記（Ｅ）において、前記ずれが前記許容値よりも大きいと判断する度に、当該判断をした回数であるカウント数を１つ増やし、
前記カウント数が、予め設定した回数に達したら、前記（Ｆ）において前記劣化通知信号を出力する、ことを特徴とする請求項１に記載の軸受劣化判断方法。 - 前記（Ｅ）において、前記ずれが前記許容値よりも大きいと判断したら前記（Ｆ）において前記劣化通知信号を出力する、ことを特徴とする請求項１に記載の軸受劣化判断方法。
- 影響係数取得用の同じ回転体を用いて前記各変動追跡処理を行う、ことを特徴とする請求項１、２または３に記載の軸受劣化判断方法。
- 複数の回転機械の回転体を順に軸受で支持して該回転体のアンバランスデータを取得することにおいて、前記軸受で支持された回転体のバランス変化に対する該回転体の振動変化を示すデータを影響係数として、影響係数の変動を検出する変動追跡処理を時間間隔をおいて繰り返し行い、この変動に基づいて前記軸受の劣化を判断するために使用される軸受劣化判断装置であって、
影響係数の前記変動を取得するための影響係数変動データ取得装置と、
前記変動に基づいて、前記軸受の劣化を判断する劣化判断部と、を備え、
前記影響係数変動データ取得装置は、前記各変動追跡処理において、
（ａ）前記軸受で支持した回転体を回転させることで生じる振動に基づいて振動データを生成し、
（ｂ）バランス変化が与えられた前記回転体を前記軸受で支持した状態で回転させることで生じる振動に基づいて振動データを生成し、
（ｃ）前記（ａ）と（ｂ）で生成された振動データと、前記（ｂ）で与えられた前記バランス変化とに基づいて、前記回転体の影響係数を算出し、
最初に行った前記変動追跡処理の前記（ｃ）で算出した影響係数を初期影響係数として、前記劣化判断部は、２回目以降に行う前記各変動追跡処理について、
（ｄ）当該変動追跡処理の前記（ｃ）で算出した影響係数と初期影響係数とのずれを求め、このずれが許容値より大きいかどうかを判断し、
（ｅ）当該判断に基づいて前記軸受の劣化を示す劣化通知信号を出力する、ことを特徴とする軸受劣化判断装置。
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