JPH03221354A - 転がり軸受の異常予知装置 - 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〉 本発明は転がり軸受の異常予知装置に関し、各種の工作
機械に適用して有用なものである。

〈従来の技術〉 転がり軸受の異常診断は加速度センサを用いた振動解析
により行なわれていた。更に評言すると、従来技術にお
ける異常診断は、前記加速度センサの出力信号である加
速度信号をコンピュータ内に取込んで所定の信号処理を
行ない、その結果であるオートパワースペクトルをＣＲ
Ｔに表示させ、この表示を作業員が監視することにより
行なっていた。

〈発明が解決しようとする課題〉 上記従来技術においてはコンピュータの信号処理結果を
専門知識を有する作業員が見て判断しなければならない
。その為、連続運転を実施する機械で、転がり軸受の異
常を常時監視しようとすると、専門知識を有する作業員
がＣＲＴ上の処理結果を常時監視して判断しなければな
らず、これは事実上不可能である。

本発明は、上記従来技術に鑑み、人間の判断を介さずに
コンピュータ内処理で転がり軸受の異常有無判定を行う
ことにより連続運転中の機械の常時監視を可能にする転
がり軸受の異常予知装置を提供することを目的とする。

＜ＷＩＷＩｉを解決するための手段〉 上記目的を達成する本発明の構成は、転がり軸受を格納
する軸受箱に固定され、軸受箱の振動を検出する加速度
センサと、 転がり軸受が正常状態のとき検出した加速度センサの出
力信号である加速度信号を一定ｌｋ［で所定個数サンプ
リングして得られたデータよりそのデータのオートパワ
ースペクトルを求めて記憶する一方、運転中の加速度セ
ンサの出力信号である実測データのオートパワースペク
トルを求め、更にこのオートパワースペクトルから前記
基準データと同じ周波数成分を除去した後、その最大値
を求めて数量的な異常予知危険信号とするコンピュータ
とを有することを特徴とする。

く作　　　用〉 上記構成の本発明によれば、異常予知危険信号が基準デ
ータを測定した正常時の振動と異なる周波数成分のピー
クを表わす信号となる。そこで、異常予知危険信号は転
がり軸受の異常の程度によりその大きさが異なる信号と
なる。

〈実　施　例〉 以下本発明の実施例を図面に基づき詳細に説明する。

第１図に示すように、工作機械（本体は図示せず）の主
軸１は軸受箱２内に収納された転がり軸受に回転可能に
支持するとともに、モータ３で回転駆動するようになっ
ている。

加速度センサ４は軸受箱２に固定してあり、軸受箱２の
振動を反映する加速度信号を送出する。この加速度信号
はチャージアンプ５を介してバンドパスフィルタ６に供
給され、このバンドパスフィルタ６て不要の周波数成分
をカットした後、Ａ／Ｄ変換器７を介してコンピュータ
８に供給される。コンピュータ８ては次の様なアルゴリ
ズムで表現される信号処理を行なう。

まず、当該機械の転がり軸受が正常な状態の時、主軸１
の回転数（ｎｒｐｍ）一定で無負荷運転を行い、その時
の加速度信号をΔを秒間隔でＮ個すンプリングする。こ
れにより得うれｔニデータよりオートパワースペクトル
Ｐ０゜（ｉ）を求めろ。たたしｉ＝１．２，３゜本実施
例では後に測定するデータと正常時のデータとを比較す
ることにより異常予知判定をさせようとするものである
が、後に測定した時との主軸回転速度誤差及び温度差等
の誤差を８！！して、Ｐ。。ｆｉｌに対して次の変換を
行いＰ′。。（１）を算出する。

（変 換） こうして求められた最大値Ｐ′。。（１）を基準データ
としてコンピュータ８のメモリ内に記憶しておく。

異常監視時、基準データを得る方法と全く同じ方法で加
速度信号を検出する。つまり、主軸回転数ｎ　　ｒｐｍ
一定で無負荷運転を行い、その時の加速度信号をΔを秒
間隔でＮ個すンプリングする。乙の結果得られたデータ
よりオートパワースペクトルＰ、、（ｉ）を求める。た
だしｉ＝１．２，３゜ 次に、このＰ。８（１）から基準データと同じ周波数成
分を取除く為に評価関数Ｐ、、Ｘ（ｉ）をＰ、、Ｊｉｌ
−Ｐ、、４ｉ１−Ｐ’。。（ｉ＋により求めろ。

次にこの評価関数Ｐ、、（ｉｌの最大値を求め、これを
Ｓとする。このＳは、基準データを測定した正常時の振
動と異なる周波数成分のピークの大きさを表わす。

コンピュータ８は、転がり軸受の異常予知危険度信号と
して、このＳを数量的に出力する。

機械側のコントローラ９は、コンピュータ８が出力する
数量的異常予知危険度信号を受けて、機械減速や停止と
いった危険度に応じた処置をモータ３を制御することに
より自動的に遂行する。

〈発明の効果〉 以上実施例とともに具体的に説明したように、本考案に
よれば、人間の判断を介さずに自動的に異常を予知し、
自動的に機械減速や停止等の処置を講じることができろ
。また、機械保守作業員は、機械を完全に停止せざるを
得ない様な異常状態となる前に異常予知できる為、交換
部品の手配などの早期対策を行うことができ、トラブル
による機械停止期間を短縮することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示すブロック線図である。 図　面　中、 １は主軸、 ２は軸受箱、 ３はモータ、 ４は加速度センサ、 ８はコンピュータである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 転がり軸受を格納する軸受箱に固定され、軸受箱の振動
   を検出する加速度センサと、 転がり軸受が正常状態のとき検出した加速度センサの出
   力信号である加速度信号を一定間隔で所定個数サンプリ
   ングして得られたデータよりそのデータのオートパワー
   スペクトルを求めて記憶する一方、運転中の加速度セン
   サの出力信号である実測データのオートパワースペクト
   ルを求め、更にこのオートパワースペクトルから前記基
   準データと同じ周波数成分を除去した後、その最大値を
   求めて数量的な異常予知危険信号とするコンピュータと
   を有することを特徴とする転がり軸受の異常予知装置。