JPH01172622A - Detection of anomaly of roller bearing - Google Patents
Detection of anomaly of roller bearingInfo
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕
本発明は、転がり軸受けに於ける状態良否の判定のため
に利用される異常検出方法に関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Application of the Invention] The present invention relates to an abnormality detection method used for determining whether the condition of a rolling bearing is good or bad.
〔発明の背景）
機械装置に於いて種々に使用されている転がり軸受けに
ついては、これを理想的な状態で使用していても、経時
的には金属の劣化、疲労等に基づく接触面の摩耗１割れ
、剥離等が発生して損傷、破損に至ることは避けられず
、一定期間の使用後あるいは経過後の転がり軸受けの交
換は必要不可欠な問題である。[Background of the Invention] Even if rolling bearings are used in a variety of mechanical devices, even if they are used under ideal conditions, contact surfaces will wear out over time due to metal deterioration, fatigue, etc. It is inevitable that cracks, peeling, etc. occur, leading to damage and breakage, and it is essential to replace rolling bearings after a certain period of use or after a certain period of time has elapsed.
ところで、この転がり軸受けの交換必要な時期（すなわ
ち寿命）は、同一規格の製品を同一条件で使用していて
も同一ではなく、また使用環境が異なると１００倍以上
のバラツキがあるのも普通であって、特に高温度、高粉
塵等のように使用条件、環境が苛酷なところのものでは
転がり軸受けの寿命は著しく短いものとなる場合が多く
、工場等に於いて実際にその保守、管理の業務は繁雑且
つ費用のかかる問題となっている。By the way, the time at which rolling bearings need to be replaced (i.e., their lifespan) is not the same even if products of the same standard are used under the same conditions, and it is normal for there to be a variation of more than 100 times depending on the usage environment. However, the lifespan of rolling bearings is often extremely short, especially in locations with harsh usage conditions and environments such as high temperatures and high dust levels. Business has become a complex and expensive problem.
従来、前記のような転がり軸受けについての実際面の管
理は、−殻内には、まず始めに損傷の有無、損傷の程度
の一次検出として、転がり軸受けから発生する異音、異
常温度、異常振動を確認する等によって行われており、
これらにより異常が検出された場合状に転がり軸受けか
ら発生する固有振動成分に依存する振動の発生周期を調
査するなどの精密な解析方法により損傷の位置が転がり
軸受けの外輪、内輪あるいは転動体等のいずれであるか
等を判別している。Conventionally, the practical management of rolling bearings as described above has been as follows: - First of all, the presence or absence of damage in the shell, and the primary detection of the degree of damage, include abnormal noise, abnormal temperature, and abnormal vibration generated from the rolling bearing. This is done by checking the
If an abnormality is detected by these methods, precise analysis methods such as investigating the frequency of vibration that depends on the natural vibration component generated by the rolling bearing can be used to determine the location of the damage, such as the outer ring, inner ring, or rolling element of the rolling bearing. It is determined which one it is.
更に損傷が発生した転がり軸受けの破損の時期あるいは
交換必要の時期を評定するために、転がり軸受けから発
生する振動加速度レベルの変化傾向を連続にモニターリ
ングする等の方法が行われている。Furthermore, in order to evaluate when a damaged rolling bearing is damaged or when it needs to be replaced, methods such as continuous monitoring of changing trends in the level of vibration acceleration generated from the rolling bearing are being used.
しかし、転がり軸受けの実際の挙動と前記の精密解析お
よび破損予知の因果関係については、転がり軸受は以外
からの振動の影響を受は易い工場等に於ける装置に於い
ては必ずしも明らかでなく、当該方法によフてなされた
損傷の有無、程度９位置、あるいは破損時期の評定が実
際の転がり軸受けの挙動と一致していない場合も多くあ
ることから、実際の転がり軸受けの挙動をさらに正確に
把握出来る方法が望まれてきている。However, the causal relationship between the actual behavior of rolling bearings and the above-mentioned precise analysis and failure prediction is not necessarily clear as rolling bearings are equipment in factories etc. where they are easily affected by vibrations from other sources. In many cases, the evaluation of the presence or absence of damage, the degree of damage, or the time of failure made using this method does not correspond to the actual behavior of rolling bearings. There is a need for a method that allows for understanding.
本発明者等は、以上のような背景の下で、転がり軸受の
損傷の予知等の技術開発を目的としてその振動状況を詳
細に研究した。その結果、転がり軸受けから発生する振
動を周波数分析して得られる加速度信号には、当該転が
り軸受けの固有振動周波数に依存し、かつ潤滑の状態、
あるいは損傷、破損等の発生時の挙動と特定の因果関係
があると考えられる変化が、概ね定性的、定量的に把握
可能なものとして現れることを知見するに至った。Against the above background, the present inventors conducted detailed research on the vibration conditions of rolling bearings with the aim of developing technology for predicting damage to rolling bearings. As a result, the acceleration signal obtained by frequency analysis of the vibration generated from a rolling bearing depends on the natural vibration frequency of the rolling bearing, and also depends on the state of lubrication.
In addition, we have come to know that changes that are considered to have a specific causal relationship with the behavior when damage, breakage, etc. occur appear as things that can generally be grasped qualitatively and quantitatively.
すなわち、転がり軸受けの振動は、−殻内には、これが
装着されている筐体（適宜のハウジング、ケーシング等
）、装置等との複合した振動として検出されるが、周波
数分析によって転がり軸受けに依存した振動周波数成分
を取り出すことができる。In other words, the vibration of a rolling bearing is detected within the shell as a combined vibration of the casing (appropriate housing, casing, etc.), equipment, etc. in which it is installed, but frequency analysis reveals that it depends on the rolling bearing. vibration frequency components can be extracted.
この周波数分析して取り出された転がり軸受けに依存し
た振動は、当該転がり軸受けが理想的な状況にある限り
においてはこれが有する固有振動周波数の振動を呈する
。ここで「理想的な状況」とは、転がり軸受けに何等の
損傷、破損もなく、また良好な潤滑状態にある場合の状
況をいう。The vibrations dependent on the rolling bearing extracted through this frequency analysis exhibit vibrations at the natural vibration frequency of the rolling bearing as long as the rolling bearing is in an ideal situation. Here, the "ideal situation" refers to a situation where the rolling bearing has no damage or breakage and is in a good lubricated state.
ところが、前記転がり軸受けの状態が、何等かの原因に
より前記「理想的な状況」から外れた場合には、当該転
がり軸受けから検出される振動はその固有振動周波数の
みならず、これとは異なる周波数の振動成分が検出され
るに至ることが分かった。However, if the condition of the rolling bearing deviates from the "ideal situation" for some reason, the vibration detected from the rolling bearing will not only be at its natural vibration frequency but also at frequencies different from this. It was found that the vibration component of was detected.
この「異なる振動成分」を更に詳細に検討すると、この
「異なる振動成分」は、前記固有振動周波数に対し、計
算上からあるいは経験上から把握することができる一定
の相関性を有していて、また前記固有振動周波数よりも
高い側の周波数成分（以下高次軸受振動成分という）と
、固有振動周波数よりも低い側の周波数成分（以下低次
軸受振動成分という）として夫々現われるが、その現わ
れ方は転がり軸受けのその時の状態との関係において異
なることが明らかとなったのである。Examining these "different vibration components" in more detail, it is found that these "different vibration components" have a certain correlation with the natural vibration frequency that can be understood from calculations or experience. In addition, they appear as frequency components higher than the natural vibration frequency (hereinafter referred to as high-order bearing vibration components) and frequency components lower than the natural vibration frequency (hereinafter referred to as low-order bearing vibration components), but how they appear It has become clear that the relationship between the rolling bearing and the current state of the rolling bearing differs.
つまり、上記の高次軸受振動成分は、これが現われた転
がり軸受けの実際の転勤面の状態からすると、転がり軸
受けに損傷あるいは破損は未だ生じておらず、主に潤滑
不良の結果として現われること、他方、低次軸受振動成
分は、同様にこれが現われた転がり軸受けの実際の転勤
面の状況（形態上、フレーキング等）からすると、損傷
が生じた結果のものであることが分ったのである。In other words, the above-mentioned high-order bearing vibration components appear mainly as a result of poor lubrication, and no damage or breakage has yet occurred in the rolling bearing, considering the state of the actual rolling surface of the rolling bearing where it appears. Similarly, the low-order bearing vibration components were found to be the result of damage, based on the actual rolling bearing conditions (morphology, flaking, etc.) where they appeared.
本発明方法は、以上のような様々な知見、繰り返し試験
等によって初めて提案されるに至ったものであり、その
目的は、転がり軸受の潤滑状態の良否を確認することに
よる損傷発生の前兆を把握可能とする異常検出方法を提
供することにある。The method of the present invention was first proposed based on the various knowledge and repeated tests described above, and its purpose is to identify signs of damage by checking the quality of the lubrication state of rolling bearings. The object of the present invention is to provide an anomaly detection method that makes it possible to detect abnormalities.
而して、かかる目的の実現のためになされた本発明より
なる転がり軸受の異常検出方法の特徴は、転がり軸受を
含む系から検出される該転がり軸受の振動状態に依存し
た高次軸受は振動成分の変化を、該転がり軸受の潤滑状
態の良否判定情報および損傷予知情報として利用すると
ころにある。Therefore, the feature of the abnormality detection method for a rolling bearing according to the present invention, which has been made to achieve the above object, is that a high-order bearing that depends on the vibration state of the rolling bearing detected from a system including the rolling bearing is Changes in the components are used as information for determining the quality of the lubrication state of the rolling bearing and as information for predicting damage.
本発明において前記の如く判定、予知の情報として利用
される高次軸受振動成分は、転がり軸受の振動に依存し
て得られるものである。In the present invention, the high-order bearing vibration component used as information for determination and prediction as described above is obtained depending on the vibration of the rolling bearing.
「転がり軸受の振動に依存して」とは、転がり軸受の損
傷、破損の有無、潤滑状態の良否に影響されると共に、
当該軸がり軸受に特有の固有振動数に対し一定の相関性
を持っていることをいい、上述したその「一定の相関性
」は、前者の高次軸受振動成分については、
ただしＦＡ ：径方向の固有振動数［Ｈｚ ］ｈ ：転
がり軸受けの外輪の厚み［ｍｍ］ａ ：転がり軸受けの
外輪の中心ピッ
チ、円半径［ａ＋ｍｌ
ｎ ：２以上の整数
により示される式で与えられるものとよく合致して与え
られる。"Depending on the vibration of the rolling bearing" means that it is affected by damage to the rolling bearing, the presence or absence of breakage, and the quality of the lubrication condition.
It means that there is a certain correlation with the natural frequency specific to the axial bearing, and the above-mentioned "certain correlation" refers to the former high-order bearing vibration component. However, FA: radial direction Natural frequency [Hz] h: Thickness of the outer ring of the rolling bearing [mm] a: Center pitch of the outer ring of the rolling bearing, circle radius [a+ml n: Well matched with that given by the formula expressed by an integer of 2 or more. will be given.
本明細書の以下の説明においては、高次軸受振動成分を
前記式のｎの値に応じてＮ次の高次固有振動数といい、
Ｎの値は前記式のｎから整数１を減じた値とする。In the following description of this specification, the higher-order bearing vibration component will be referred to as an N-order higher-order natural frequency according to the value of n in the above equation,
The value of N is the value obtained by subtracting the integer 1 from n in the above formula.
なお、低次軸受振動成分のうち固有振動成分の１／３次
、２／３次のものを分数次固有振動数というものとする
が、これによって本発明が限定的に解釈されるべきもの
ではない。Note that among the low-order bearing vibration components, the 1/3rd and 2/3rd order of the natural vibration component are referred to as fractional natural frequencies, but the present invention should not be construed as limited by this. do not have.
前記転がり軸受けの固有振動数に依存した高次固有振動
数は、潤滑性能の低下にしたがって検出レベルが大とな
るものである。したがって例えば固有振動数を基準とし
てこれに対比することで異常と判断するようにして利用
することができる。またこれら高次固有振動数が前述の
如く計算で求められることからすれば、前記固有振動数
を例えば新品状態の転がり軸受けについて予め確認して
おけば、本発明方法の実施が極めて効果的になされる場
合が多い。ただし、本発明方法の使用態様はこれのみに
限定されるものではない。例えば、本発明の方法を認識
した当該分野の技術者であれば、前記固有振動数を、他
の振動系からの振動も重畳された複雑な複合振動の内か
ら周波数分析によって選別して判断することも可能であ
り、本発明者等はこのことを経験的、実験的に確認して
いる。The detection level of the higher-order natural frequency that depends on the natural frequency of the rolling bearing increases as the lubrication performance decreases. Therefore, for example, by comparing the natural frequency as a reference, it can be used to determine that there is an abnormality. Furthermore, since these higher-order natural frequencies are obtained through calculations as described above, the method of the present invention can be carried out extremely effectively if the natural frequencies are confirmed in advance, for example, for a rolling bearing in a new state. There are many cases where However, the mode of use of the method of the present invention is not limited to this only. For example, a person skilled in the art who is aware of the method of the present invention would be able to determine the natural frequency by selecting it from among complex complex vibrations in which vibrations from other vibration systems are also superimposed, by frequency analysis. This is also possible, and the inventors have confirmed this empirically and experimentally.
また本発明のより効果的な利用の態様としては、次に述
べる方式に従う方法を挙げることができる。Further, as a mode of more effective use of the present invention, a method according to the following method can be mentioned.
すなわち、前述した転がり軸受けの振動に依存して現れ
る固有振動成分のうち高次固有振動数は、転がり軸受け
の潤滑良否に依存するだけでなく、潤滑状態の不良の度
合いが大きくなるにつれて前記式のｎが小さいもののレ
ベルがより大となるという特定の傾向のあることを本発
明者は知見している。したがって例えば、この傾向を潤
滑状態の良否判定に利用することで、充填する潤滑剤の
量、潤滑剤の種類の選択を行えば、転がり軸受けの寿命
延長等に一層有効となる。In other words, among the natural vibration components that appear depending on the vibration of the rolling bearing mentioned above, the higher-order natural frequency not only depends on the quality of the lubrication of the rolling bearing, but also increases as the degree of poor lubrication condition increases. The inventors have found that there is a certain tendency for the levels to be larger for smaller n. Therefore, for example, if this tendency is used to determine the quality of the lubrication state and the amount of lubricant to be filled and the type of lubricant are selected, it will be more effective to extend the life of the rolling bearing.
以上の潤滑良否の判定および損傷予知（必要に応じて破
損予知）の判定のために利用される情報（信号）検出の
ための具体的な検出装置。A specific detection device for detecting information (signals) used for determining the quality of lubrication and damage prediction (damage prediction if necessary) as described above.
検出の態様は、当該方法を適用する転がり軸受を具備し
た対象物（装置等）の構造１寸法、環境１作業性等々を
考慮して適宜に定められるが、これを産業機械を例にし
て一例的に挙げれば、転がり軸受を内装等している装置
のケーシングに振動検出センサー（圧電型加速度センサ
ー等）を固定的に取付け、該振動検出センサーより検出
出力される信号を周波数分析回路（例えばフーリエ変換
器等）を通して周波数分析し、ＣＲＴ等の表示装置に表
示させる形式で行うことができる。The mode of detection is determined as appropriate by taking into account the structure, dimensions, environment, workability, etc. of the object (equipment, etc.) equipped with a rolling bearing to which the method is applied, but this is an example using industrial machinery as an example. Specifically, a vibration detection sensor (such as a piezoelectric acceleration sensor) is fixedly attached to the casing of a device that has a rolling bearing inside, and the signal detected and output from the vibration detection sensor is processed by a frequency analysis circuit (for example, a Fourier The frequency can be analyzed through a converter (such as a converter) and displayed on a display device such as a CRT.
表示された情報中には、転がり軸受の状態により、固有
振動周波数あるいはこれに加えて高次固有振動数が現れ
るので、該現れた情報に基づいて潤滑状態の良否および
又は損傷の状況が判定できる。Depending on the condition of the rolling bearing, natural vibration frequencies or higher-order natural frequencies appear in the displayed information, so it is possible to judge the quality of the lubrication condition and/or damage status based on the displayed information. .
前記周波数分析して得られた情報は、転がり軸受以外の
系に依存した振動を重畳したまま表示する場合の他、適
宜のフィルターを通して必要とする固有撮動周波数、高
次固有振動数のみを表示するようにしてもよいし、更に
は、前記表示と共にあるいは表示は省略して情報を記憶
保存して、後で集中的な情報管理を行うようにしてもよ
いことは言うまでもなく、これらは実際の作業状況に適
応した適宜の好ましい方式を採用すればよい。The information obtained through the frequency analysis may be displayed with vibrations dependent on systems other than rolling bearings superimposed, or it may be filtered through an appropriate filter to display only the necessary natural imaging frequencies and higher-order natural frequencies. It goes without saying that the information may be stored together with the display or without the display for centralized information management later. Any suitable method suitable for the work situation may be adopted.
以下本発明を図面に示す実施例に基づいて説明する。 The present invention will be described below based on embodiments shown in the drawings.
第１図は本発明方法の効果確認試験を行った場合の転が
り軸受を具備した試験装置の構造概要を示した図であり
、第１図において１は台座２上に設置された被検体とし
ての転がり軸受であり、回転軸３．軸受４．カップリン
グ５を介してモーター６に接続されている。Fig. 1 is a diagram showing an outline of the structure of a test device equipped with a rolling bearing when conducting an effect confirmation test of the method of the present invention. It is a rolling bearing, and the rotating shaft 3. Bearing 4. It is connected to a motor 6 via a coupling 5.
７は前記回転軸３に軸着されている負荷用のローターで
ある。８は前記被検体である転がり軸受１のケーシング
に固定的に取り付けられた加速度センサーであり、本例
では該固定をボルト（図示せず）によって行っている。Reference numeral 7 denotes a load rotor that is pivotally attached to the rotating shaft 3. Reference numeral 8 denotes an acceleration sensor fixedly attached to the casing of the rolling bearing 1, which is the object to be inspected, and in this example, the fixation is performed by bolts (not shown).
第２図、第３図は本発明方法の効果確認を実装置で行な
ったときに使用した転がり軸受を内装した実装置の概要
を示した図であり、振動検出部には夫々加速度センサー
８を取り付けている。Figures 2 and 3 are diagrams showing the outline of the actual equipment equipped with rolling bearings used when the effectiveness of the method of the present invention was confirmed using the actual equipment. It is installed.
加速度センサー８からの振動信号はリード線によって第
４図に示す振動検出装置に導かれるように結線されてい
る。A vibration signal from the acceleration sensor 8 is connected to a vibration detection device shown in FIG. 4 by a lead wire.
第４図において振動計１１、被検部位から振動を測定す
るものであり、データレコーダ１２は、その振動データ
を収録、保存するものである。In FIG. 4, a vibrometer 11 measures vibrations from a test site, and a data recorder 12 records and stores the vibration data.
また信号処理器１３ハ、データレコーダー１２に保存し
た振動データを解析できるようにフィルターリング処理
、微積分変換、ゲイン調整。In addition, the signal processor 13c performs filtering processing, differential and integral conversion, and gain adjustment so that the vibration data stored in the data recorder 12 can be analyzed.
包絡処理等の信号処理を行う装置である。高速フーリエ
変換器（通称：ＦＦＴアナライザー）１４は、周波数分
析、波形分析等入力信号を実際に分析する装置である。This is a device that performs signal processing such as envelope processing. The fast Fourier transformer (commonly known as FFT analyzer) 14 is a device that actually analyzes input signals, such as frequency analysis and waveform analysis.
プリンター１６は、高速フーリエ変換器で得られた分析
結果をハードコピーするものである。The printer 16 is for making a hard copy of the analysis results obtained by the fast Fourier transformer.
ここで、高速フーリエ変換器は加速度センサーからの振
動信号を必要に応じて処理した９表、周波数分析を行い
表示部１５にその結果を表示するようになっている。Here, the fast Fourier transformer processes the vibration signal from the acceleration sensor as necessary, performs frequency analysis, and displays the results on the display unit 15.
尚、以下に記述する実施例のうち、実施例１では振動計
１１、データーレコーダー１２を通さず加速度センサー
８からの振動信号を信号処理器１３に直接接続させた構
成で周波数分析を実施した。Of the Examples described below, in Example 1, frequency analysis was performed in a configuration in which the vibration signal from the acceleration sensor 8 was directly connected to the signal processor 13 without passing through the vibration meter 11 and data recorder 12.
さらに以下の実施例においては転がり軸受の固有振動数
を、当該軸がり軸受の径方向の固有振動数として検出す
るようにしているが、−殻内には径方向と軸方向の固有
振動数は、はぼ同一であることから軸方向の固有振動数
を検出しても良い。Furthermore, in the following embodiments, the natural frequency of the rolling bearing is detected as the natural frequency of the radial direction of the axial bearing. , are almost the same, so the natural frequency in the axial direction may be detected.
実施例１
前記第１図および第４図の装置を用いて被検体の転がり
軸受の振動を検出した。なお本例において使用した第４
図の振動検出装置の各部には夫々下記のものを使用した
。Example 1 Vibration of a rolling bearing of a test object was detected using the apparatus shown in FIGS. 1 and 4. Note that the fourth
The following parts were used for each part of the vibration detection device shown in the figure.
振動計１１・・・サン電子工業社製ＭＤ−８０７Ａデー
タレコーダー１２・・・ティアツク社製Ｒ−６１Ｄ信号
処理器１３・・・サン電子工業社製ＭＤ−７０１高速フ
ーリエ変換器１４・・・小野測器社製ＦＦＴアナライザ
ー、 ＣＦ−９１ＯＳプリンター１５・・・精工金製ビ
デオプリンター。Vibration meter 11... MD-807A data recorder manufactured by Sun Electronics Industry Co., Ltd. 12... R-61D signal processor manufactured by TIAC Corporation 13... MD-701 fast Fourier transformer manufactured by Sun Electronics Industry Co., Ltd. 14... Ono FFT analyzer manufactured by Sokki Co., Ltd., CF-91OS printer 15... video printer manufactured by Seikokin.
Ｐ−３５
用いた転がり軸受、試験の条件、測定の条件は次の通り
である。P-35 The rolling bearings used, test conditions, and measurement conditions are as follows.
転がり軸受
： ００２０４（ＪＩＳ） （日本精工社製）；軸受
けの構造概要は第１１図参照。Rolling bearing: 00204 (JIS) (manufactured by NSK Ltd.); See Figure 11 for an overview of the bearing structure.
寸法、固有振動数は表１参照
表 に
使用潤滑剤 タービン油Ｉｓｏグレード５６（出光興産
社製）
試験の条件
：モーターの回転数 １６０ｏｒｐｍ
二次の各々の状態の軸受に対し、潤滑良好（各図の（ｂ
）参照）と無潤滑（潤滑不良（各図の（ａ）参照））の
双方の状態を試験した。For dimensions and natural frequencies, refer to Table 1 Lubricant used Turbine oil Iso grade 56 (manufactured by Idemitsu Kosan Co., Ltd.) Test conditions: Motor rotation speed 160 orpm Good lubrication for the bearings in each of the following states (each figure of (b
)) and no lubrication (poor lubrication (see (a) in each figure)) were tested.
ｌ）正常状態量（新品）
（試験結果は、第５図（ａ） 、 （ｂ）参照）２）損
傷品Ａ（転動体に１ ｍｍφ程度のキズ：目視による）
（試験結果は、第６図（ａ） 、 （ｂ）参照）３）損
傷品Ｂ（外輪内面に１ｍｍφ程度のキズ：目視による）
（試験結果は、第７図（ａ） 、 （ｂ）参照）４）損
傷品Ｃ（外輪内面に金属疲労による３ｍａｎ幅Ｘ３０ｍ
＋ｎｌ程度の剥離：目視による）（試験結果は、第８図
（ａ） 、 （ｂ）参照）測定の条件
：測定位置（加速度センサーの取付は位置）軸受１（ピ
ローブロック）外面の垂直
方向
：センサーの取付は方法 ６ｍｍφのネジ込み止め
：測定モード 加速度
二分析周波数範囲 １ＫＨｚ〜２０ＫＨ２：外気
温度 常温
以上によって得られた転がり軸受の振動状態は、第５図
〜第６図に示す通りであり、各々の条件下での固有振動
数発生の特徴は表２に示す通りであった。l) Normal state quantity (new) (See Figures 5 (a) and (b) for test results) 2) Damaged product A (flaws of about 1 mmφ on the rolling element: visually inspected) (Test results are shown in Fig. 6) (See Figures (a) and (b)) 3) Damaged product B (A scratch of approximately 1 mm diameter on the inner surface of the outer ring: Visually inspected) (See Figures 7 (a) and (b) for test results) 4) Damaged product C ( 3man width x 30m due to metal fatigue on the inner surface of the outer ring
+nl peeling: by visual inspection) (See Figures 8 (a) and (b) for test results) Measurement conditions: Measurement position (position for mounting the acceleration sensor) Vertical direction of the outer surface of bearing 1 (pillow block): How to install the sensor: 6mmφ screw-in: Measurement mode Acceleration 2 analysis frequency range: 1KHz to 20KH2: Outside temperature The vibration state of the rolling bearing obtained at room temperature or above is as shown in Figures 5 and 6. The characteristics of natural frequency generation under each condition are as shown in Table 2.
尚、ここでいう無潤滑の状態は、軸受の潤滑グリースを
スチーム洗浄等により脱脂した状態のものをいい、潤滑
良好とは無潤滑状態の軸受に潤滑油を適量、滴下したも
のをいう。Note that the unlubricated state here refers to a state in which the lubricating grease on the bearing has been degreased by steam cleaning, etc., and the term "good lubrication" refers to a state in which an appropriate amount of lubricating oil has been dripped onto a bearing in a non-lubricated state.
表 ２
実施例２
前記第２図および第４図の装置を用いて被検体の転がり
軸受の振動を検出した。用いた装置の仕様、転がり軸受
、試験の条件、測定の条件は次の通りである。Table 2 Example 2 Vibration of the rolling bearing of the test object was detected using the apparatus shown in FIGS. 2 and 4. The specifications of the equipment used, rolling bearings, test conditions, and measurement conditions are as follows.
装置（遠心ポンプ）の仕様
：型 式 １５０Ｘ ２５０ＣＨＭ （荏原製作所社製
）： 出 力 １７０にＷ
： 能 力 ４５．５ｍｘ １０００ｍ３ ／ｈ
：回転数 １１８５ｒｐｍ
転がり軸受
： ＃８２１８（ＪＩＳ） （日本精工社製）；軸受
けの構造概要は第１１図参照。Specifications of the device (centrifugal pump): Model 150X 250CHM (manufactured by Ebara Corporation): Output 170W: Capacity 45.5mx 1000m3/h
: Rotation speed: 1185 rpm Rolling bearing: #8218 (JIS) (manufactured by NSK Ltd.); See Figure 11 for an outline of the structure of the bearing.
寸法、固有振動数は表３参照 表 ３ 二使用潤滑剤 万能極圧グリースＭＥ−１（ゼネラル石油社製 試験の条件 二通常負荷運転中 四回転数 １１８５ ｒｐｍ 正常状態量（新品） 潤滑グリースの正常と劣化の双方の 状態を試験した。See Table 3 for dimensions and natural frequencies. Table 3 Two-use lubricant Universal extreme pressure grease ME-1 (manufactured by General Oil Company) Test conditions 2 During normal load operation Four revolutions 1185 rpm Normal state quantity (new) Both normal and deteriorated lubricating grease Tested the condition.
潤滑グリースの劣化とは、潤滑グリ ースが潤滑性能を適正に維持するう えに於いて重要な性状（例：滴点。Deterioration of lubricating grease refers to deterioration of lubricating grease. to maintain proper lubrication performance. important properties in water (e.g. dropping point).
ちょう度、酸化安定度等）を失った 状態をいう。loss of consistency, oxidation stability, etc.) Refers to the condition.
測定の条件
：測定位置（加速度センサーの取付は位置）軸受１（ブ
ランマーブロック）外面
の垂直方向
：センサーの取付は方法 ６ｍｍφのネジ込み止め
：測定モード 加速度
二分析周波数範囲 １にＨｚ〜１０にＨｚ＝外気
温度 常温
以上によって得られた転がり軸受の振動状態は、第９図
（ａ） 、 （ｂ） に示す通りであり、これらの図か
ら潤滑状態が不適性の場合には、高次の固有振動数が顕
著に発生することが判別できる。Measurement conditions: Measurement position (acceleration sensor installation position) Bearing 1 (Brummer block) Vertical direction of outer surface: How to install the sensor: 6mmφ screw fastening: Measurement mode Acceleration 2 analysis frequency range 1 to 1 Hz to 10 Hz = outside temperature The vibration state of the rolling bearing obtained at room temperature or above is as shown in Figures 9 (a) and (b). From these figures, if the lubrication state is inappropriate, higher-order It can be determined that the natural frequency occurs significantly.
実施例３
前記第３図および第４図の装置を用いて被検体の転がり
軸受の振動を検出した。用いた装置の仕様、転がり軸受
、試験の条件、測定の条件は次の通りである。Example 3 Vibration of a rolling bearing of a test object was detected using the apparatus shown in FIGS. 3 and 4. The specifications of the equipment used, rolling bearings, test conditions, and measurement conditions are as follows.
装置（遠心ファン）の仕様
：型 式 Ｎｏ、１６ＤＭＰ２０ （荏原製作所社製）
： 出 力 １２００にＷ
： 能 力 ９１１ＯＮｍ３ ／ｈ二回転数 １１
８０ｒｐｍ
転がり軸受
： ＃６２２８ＣＭ（ＪＩＳ） （日本精工社製）；軸
受けの構造概要は第１１図参照。Device (centrifugal fan) specifications: Model No. 16DMP20 (manufactured by Ebara Corporation)
: Output 1200W : Capacity 911ONm3/h Two revolutions 11
80 rpm rolling bearing: #6228CM (JIS) (manufactured by NSK Ltd.); See Figure 11 for an outline of the bearing structure.
寸法、固有振動数は表５参照
表 ５
二使用潤滑剤
変更前 万能グリース マルチイノツ
クグリース２（日本石油社製）
変更後 万能グリース マルチイノツ
クグリース１ （日本石油社製）
試験の条件
四回転数 １１８Ｏｒｐｍ
二次の夫々の条件下で振動検出
１）異音発生時 （第１０図 （ａＪ参照）２
）潤滑グリース補給直後（第１０図 （ｂ）参照）３）
潤滑グリース補給２分経過後
（第１０図 （Ｃ）参照）
４）潤滑グリース性状変更１７０時間経過後（第１０図
（ｄ）参照）
測定の条件
：通常負荷運転中
：測定位置（加速度センサーの取付は位置）軸受１ （
ブランマーブロック）外面の垂直方向
：センサーの取付は方法 ６ｍｍφのネジ込め止め
：測定モード 加速度
二分析周波数範囲 Ｉ Ｋ）ｌｚ Ｎｌ０ＫＨｚ
：外気温度 常温
以上によって得られた転がり軸受の撮動状態は、第１０
図（ａ）〜（ｄ）に示す通りであり、これらの図から潤
滑状態が不適性な場合には高次の固有振動数が顕著に発
生することが判別でき、また不適正な潤滑グリースを補
給した場合には一次的に潤滑状態は改善されるものの時
間の経過と共に次第に元の状態に戻ることがわかる。For dimensions and natural frequencies, refer to Table 5. 5 Before changing the lubricant used: All-purpose grease Multi-Innoc Grease 2 (manufactured by Nippon Oil Co., Ltd.) After change All-purpose grease Multi-Innoc Grease 1 (manufacturing by Nippon Oil Co., Ltd.) Test conditions: 4 revolutions Number: 118 Orpm Vibration detection under each secondary condition 1) When abnormal noise occurs (see Figure 10 (aJ)) 2
) Immediately after replenishing lubricating grease (see Figure 10 (b)) 3)
After 2 minutes of lubricating grease replenishment (see Fig. 10 (C)) 4) After 170 hours of lubricating grease property change (see Fig. 10 (d)) Measurement conditions: During normal load operation: Measurement position (acceleration sensor Installation position) Bearing 1 (
Brammer block) Vertical direction of the outer surface: How to install the sensor: 6mmφ screw-in fixation: Measurement mode Acceleration 2 analysis frequency range I K)lz Nl0KHz
:Outside temperature The photographing state of the rolling bearing obtained at room temperature or above is
As shown in Figures (a) to (d), it can be determined from these figures that high-order natural frequencies occur significantly when the lubrication condition is inappropriate, and that inappropriate lubricating grease is used. It can be seen that when replenishing, the lubrication state is temporarily improved, but gradually returns to its original state over time.
本例によって、実際に第１０図（−８）〜（Ｃ）までの
分析で潤滑グリースの性状不良を判別し、潤滑グリース
のグレードを変更することで第１０図（ｄ）の改善結果
を得ることができるのが分かる。In this example, by actually determining the poor properties of the lubricating grease through the analysis shown in Figures 10 (-8) to (C), and changing the grade of the lubricating grease, the improved results shown in Figure 10 (d) can be obtained. I know that I can do it.
（発明の効果）
以上述べた本発明よりなる転がり軸受けの潤滑状態の良
否の判定に用いられる異常検出方法 １によれば、転が
り軸受けの潤滑状態の良否の把握を好適に行なうことが
できるため、転がり軸受けに対しての潤滑剤の補充等を
適切（不足。(Effects of the Invention) According to the abnormality detection method 1 used for determining the quality of the lubrication state of a rolling bearing according to the present invention described above, it is possible to suitably grasp the quality of the lubrication state of a rolling bearing. Appropriately replenish lubricant to rolling bearings (insufficient).
過充填の防止等）に行なうことができ、したがって転が
り軸受けの寿命延長、潤滑状態の分析に基づく損傷発生
の予知がより精度よく得られるという効果がある。This can be done to prevent overfilling, etc.), thereby extending the life of the rolling bearing and making it possible to more accurately predict damage occurrence based on analysis of the lubrication state.
特に本発明によって転がり軸受けの潤滑状態の把握が行
なえることは、使用条件、環境に適応した適切な潤滑剤
の使用を実現する点で従来にない極めて優れた効果をも
たらすことになる特徴がある。すなわち、潤滑油、潤滑
グリース等の選択ミス、あるいは夏期、冬期の環境変化
（温度等）によって、潤滑剤の性能が適切に発揮されな
い場合には、転がり軸受けの寿命は当然低下するが、本
発明によれば潤滑状態を必要に応じて把握できるため例
えば実施例３で説明したように潤滑剤の適切な適用が可
能となるからである。In particular, the ability to ascertain the lubrication state of rolling bearings according to the present invention has the characteristic that it brings about an extremely superior effect never seen before in terms of realizing the use of an appropriate lubricant adapted to the usage conditions and environment. . In other words, if the lubricant does not perform properly due to incorrect selection of lubricating oil, lubricating grease, etc., or environmental changes (temperature, etc.) in summer or winter, the life of the rolling bearing will naturally decrease, but the present invention This is because, according to the method, the lubricant state can be grasped as needed, so that the lubricant can be appropriately applied, for example, as described in the third embodiment.
図面第１図は本発明方法の実施態様を説明するための転
がり軸受を含む試験装置の構成概要の一例を示した図。
第２図、第３図は本発明方法の効果の確認を実稼動中の
装置に適用したときの例の装置の概略を示した図。
第４図は振動検出装置の構成概要の一例を示した図。
第５図〜第８図の各（ａ） 、 （ｂ）図は実施例１、
第９図の（ａ） 、 （ｂ）図は実施例２、第１０図の
（ａ） 、 （ｂ） 、 （Ｃ） 、 （ｄ）図は実施
例３、の各々の振動測定結果を周波数分析図で示した図
。
第１１図は転がり軸受けの構造概要を説明するための一
部断面図である。
１・・・転がり軸受（被検体）
２・・・台座 ３・・・回転軸４・・・転
がり軸受 ５・・・カップリング６・・・モータ
ー ７・・・ローター８・・・加速度センサ
ー １１・・・振動計１２・・・データーレコーダー
１３・・・信号処理器
１４・・・高速フーリエ変換器
１５・・・信号処理器 １６・・・プリンター第１
図
第２図
第３図
第４図
第５図（α）
第５図ｃｂ）
周波数−
第６図（α）
第６図（ｂ）
第７図（α）
第７図（ｂ）
第８図（α〕
無潤滑
第８図（ｂ）
周波数−
周波数−
周波数一
第１０図
周波数−
周波数−
周波敗一
周波数一FIG. 1 is a diagram showing an example of a general configuration of a test device including a rolling bearing for explaining an embodiment of the method of the present invention. FIGS. 2 and 3 are diagrams schematically showing an example of an apparatus in which the effect of the method of the present invention is applied to an apparatus in actual operation. FIG. 4 is a diagram showing an example of a general configuration of a vibration detection device. Each of FIGS. 5 to 8 (a) and (b) shows Example 1,
Figure 9 (a) and (b) show the vibration measurement results of Example 2, and Figure 10 (a), (b), (C), and (d) show the vibration measurement results of Example 3. Diagram shown in analysis diagram. FIG. 11 is a partial sectional view for explaining the general structure of the rolling bearing. 1... Rolling bearing (test object) 2... Pedestal 3... Rotating shaft 4... Rolling bearing 5... Coupling 6... Motor 7... Rotor 8... Acceleration sensor 11 ... Vibration meter 12 ... Data recorder 13 ... Signal processor 14 ... Fast Fourier transformer 15 ... Signal processor 16 ... Printer 1
Figure 2 Figure 3 Figure 4 Figure 5 (α) Figure 5 cb) Frequency - Figure 6 (α) Figure 6 (b) Figure 7 (α) Figure 7 (b) Figure 8 (α) No lubrication Fig. 8 (b) Frequency - Frequency - Frequency 1 Fig. 10 Frequency - Frequency - Frequency loss 1 Frequency 1
Claims (1)
受けの振動に依存したその転がり軸受けの固有振動数よ
り高周波側の振動成分の振動挙動を、該転がり軸受けの
潤滑状態の良否判定情報および損傷予知情報とすること
を特徴とする転がり軸受けの異常検出方法。（２）上記
検出する固有振動数より高周波側の振動成分が、 ｆ＿Ａ≒０．０２３５×（ｈ／ａ＾２）×１０＾６（ｎ
（ｎ＾２−１）／√（ｎ＾２＋１））ただし Ｆ＿Ａ：径方向の固有振動数［Ｈｚ］ ｈ：転がり軸受けの外輪の厚み［ｍｍ］ ａ：転がり軸受けの外輪の中心ピッチ、円半径［ｍｍ］ ｎ：２以上の整数 であることを特徴とする特許請求の範囲第 （１）項に記載した転がり軸受けの異常検出方法。(1) Vibration behavior of vibration components on the higher frequency side than the natural frequency of the rolling bearing, which depends on the vibration of the rolling bearing, detected from a system including the rolling bearing, and information on the quality of the lubrication state of the rolling bearing and damage. A method for detecting an abnormality in a rolling bearing, characterized by using predictive information. (2) The vibration component on the higher frequency side than the natural frequency detected above is f_A≒0.0235×(h/a^2)×10^6(n
(n^2-1)/√(n^2+1)) where F_A: Natural frequency in the radial direction [Hz] h: Thickness of the outer ring of the rolling bearing [mm] a: Center pitch of the outer ring of the rolling bearing, circle radius [mm] The method for detecting an abnormality in a rolling bearing as set forth in claim (1), wherein n is an integer of 2 or more.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62331799A JPH01172622A (en) | 1987-12-26 | 1987-12-26 | Detection of anomaly of roller bearing |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62331799A JPH01172622A (en) | 1987-12-26 | 1987-12-26 | Detection of anomaly of roller bearing |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01172622A true JPH01172622A (en) | 1989-07-07 |
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ID=18247770
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62331799A Pending JPH01172622A (en) | 1987-12-26 | 1987-12-26 | Detection of anomaly of roller bearing |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01172622A (en) |
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