JPWO2006030786A1 - Abnormality diagnosis apparatus and abnormality diagnosis method - Google Patents

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Abstract

静止部材に対して相対的に回転或いは摺動する部品を備えた機械設備に用いられる異常診断装置は、回転或いは摺動する部品又は静止部材に固定され、振動センサ３２と温度センサ３３とを有する検出部３１と、検出部３１の出力した検出信号から部品の状態を判定する信号処理部８１と、を備える。信号処理部８１は、振動センサ３２による計測結果と温度センサ３３による計測結果との組み合わせに基づいて、部品の異常の有無、或いは異常の有無及び損傷の程度を判定する。An abnormality diagnosis device used for mechanical equipment having a component that rotates or slides relative to a stationary member is fixed to the rotating or sliding component or the stationary member, and includes a vibration sensor 32 and a temperature sensor 33. A detection unit 31 and a signal processing unit 81 that determines the state of the component from the detection signal output from the detection unit 31 are provided. The signal processing unit 81 determines the presence / absence of the abnormality of the component, the presence / absence of the abnormality, and the degree of damage based on the combination of the measurement result by the vibration sensor 32 and the measurement result by the temperature sensor 33.

Description

本発明は、例えば、鉄道車両の車軸やギアボックス或いは発電用風車の減速機のような、機械設備に用いられる回転或いは摺動する部品の異常診断装置及び異常診断方法に関し、特に、該部品の異常の有無や前兆、或いはその異常部位を特定する異常診断装置及び異常診断方法に関する。  The present invention relates to an abnormality diagnosing device and an abnormality diagnosing method for rotating or sliding parts used in mechanical equipment, such as, for example, an axle of a railway vehicle, a gear box, or a reduction gear of a wind turbine for power generation. The present invention relates to an abnormality diagnosis apparatus and an abnormality diagnosis method for specifying presence / absence or a sign of abnormality or an abnormal part thereof.

従来、鉄道車両や発電用風車等の回転部品は、一定期間使用した後に、軸受やその他の回転部品について、損傷や摩耗等の異常の有無が定期的に検査される。この定期的な検査は、回転部品が組み込まれた機械設備を分解することにより行われ、回転部品に発生した損傷や摩耗は、担当者の目視による検査により発見するようにしている。そして、検査で発見される主な欠陥としては、軸受の場合、異物の噛み込み等によって生ずる圧痕、転がり疲れによる剥離、その他の摩耗等、歯車の場合には、歯部の欠損や摩耗等、車輪の場合には、フラット等の摩耗があり、いずれの場合も新品にはない凹凸や摩耗等が発見されれば、新品に交換される。  Conventionally, after rotating parts such as railway vehicles and wind turbines for power generation are used for a certain period, bearings and other rotating parts are regularly inspected for abnormalities such as damage and wear. This periodic inspection is carried out by disassembling the mechanical equipment in which the rotating parts are incorporated, and damages and wear occurring in the rotating parts are discovered by visual inspection by the person in charge. And the main defects found in the inspection are in the case of bearings, indentations caused by biting of foreign matter, peeling due to rolling fatigue, other wear, etc., in the case of gears, tooth defects and wear, etc. In the case of a wheel, there is wear such as a flat, and in any case, if irregularities or wear that is not found in a new article is found, it is replaced with a new one.

しかしながら、上記機械設備全体を分解して、担当者が目視で検査する方法では、装置から回転部品や摺動部品を取り外す分解作業や、検査済みの回転部品や摺動部品を再度装置に組込み直す組込み作業に多大な労力がかかり、装置の保守コストに大幅な増大を招くという問題があった。  However, in the method of disassembling the entire mechanical equipment and visually inspecting by the person in charge, the disassembling work for removing the rotating parts and sliding parts from the apparatus, and the inspected rotating parts and sliding parts being incorporated into the apparatus again. There has been a problem that a large amount of labor is required for the assembly work and the maintenance cost of the apparatus is greatly increased.

また、組立て直す際に検査前にはなかった打痕を回転部品や摺動部品につけてしまう等、検査自体が回転部品や摺動部品の欠陥を生む原因となる可能性があった。また、限られた時間内で多数の軸受を目視で検査する場合、欠陥を見落とす可能性が残るという問題もあった。さらに、この欠陥の程度の判断も個人差があり実質的には欠陥がなくても部品交換が行われるため、無駄なコストがかかることにもなる。  Further, when reassembling, the inspection itself may cause defects in the rotating parts and sliding parts, such as making a dent on the rotating parts and sliding parts that did not exist before the inspection. In addition, when a large number of bearings are visually inspected within a limited time, there is a problem that the possibility of overlooking defects remains. Furthermore, the determination of the degree of the defect also varies depending on the individual, and parts are exchanged even if there is substantially no defect, resulting in a wasteful cost.

そこで、回転部品が組み込まれた機械設備を分解することなく、実稼動状態で回転部品の異常診断を行う様々な方法が提案されている（例えば、特許文献１〜７参照。）。最も一般的なものとしては、特許文献１に記載されるように、軸受部に加速度計を設置し、軸受部の振動加速度を計測し、更に、この信号にＦＦＴ（高速フーリエ変換）処理を行って振動発生周波数成分の信号を抽出して診断を行う方法が知られている。  Accordingly, various methods have been proposed for diagnosing abnormalities in rotating parts in an actual operating state without disassembling the mechanical equipment in which the rotating parts are incorporated (see, for example, Patent Documents 1 to 7). As the most general one, as described in Patent Document 1, an accelerometer is installed in the bearing portion, the vibration acceleration of the bearing portion is measured, and further, FFT (Fast Fourier Transform) processing is performed on this signal. Thus, there is known a method of performing diagnosis by extracting a signal of vibration generation frequency components.

特許文献２に記載の装置では、鉄道車両において軸受箱に温度センサを装着し、検出温度が基準値以上に上昇した時に異常信号を運転台に発するか、又は地上側から温度を計測して軸受の異常監視を行っている。また、特許文献３に記載の装置では、一般の機械設備において、軸受の状態を振動または温度センサで常時監視し、各値が基準値以上に上昇した場合に、異常警報を出力したり、装置の稼動を停止させたりする。  In the apparatus described in Patent Document 2, a temperature sensor is mounted on a bearing box in a railway vehicle, and when the detected temperature rises to a reference value or more, an abnormal signal is issued to the cab or the temperature is measured from the ground side to measure the bearing. Anomaly monitoring is performed. In addition, in the apparatus described in Patent Document 3, in general mechanical equipment, the state of a bearing is constantly monitored by a vibration or temperature sensor, and when each value rises above a reference value, an abnormality alarm is output, Or stop the operation.

また、鉄道車両の車輪の転動面において、ブレーキの誤動作などによる車輪のロックや滑走によるレールとの摩擦・摩耗によって生じるフラットと呼ぶ平坦部の検出方法としても種々提案されている（例えば、特許文献８〜１２参照。）。特許文献８では、振動センサや回転測定装置等により鉄道車両車輪、及び列車が通過する線路の欠陥状態を検出する装置について提案している。
特開２００２−２２６１７号公報 特開平９−７９９１５号公報 特開平１１−１２５２４４号公報 特開２００３−２０２２７６号公報 欧州特許出願公開第１３３８８７３号明細書（特許文献４の対応欧州特許出願公開公報） 特開２００４−２５７８３６号公報 欧州特許出願公開第１５４８４１９号明細書（特許文献６の対応欧州特許出願公開公報） 特表平９−５００４５２号公報 米国特許第５４３３１１１号明細書（特許文献８の対応米国特許公報） 特開平４−１４８８３９号公報 特表２００３−５３５７５５号公報 国際公開第０１／９４１７５号パンフレット（特許文献１１の対応国際出願公開公報） In addition, various methods have been proposed for detecting a flat portion called a flat caused by friction or wear of a wheel due to a brake malfunction or sliding on a rolling surface of a rolling wheel of a railway vehicle (for example, a patent) References 8-12). Patent Document 8 proposes a device that detects a defect state of a railroad vehicle wheel and a track through which the train passes by a vibration sensor, a rotation measuring device, or the like.
JP 2002-22617 A JP-A-9-79915 Japanese Patent Laid-Open No. 11-125244 JP 2003-202276 A European Patent Application Publication No. 1338873 (corresponding to Patent Document 4 European Patent Application Publication) Japanese Patent Laid-Open No. 2004-257836 European Patent Application Publication No. 1554819 (corresponding to Patent Document 6 European Patent Application Publication) Japanese National Patent Publication No. 9-500452 US Pat. No. 5,433,111 (corresponding to US Pat. JP-A-4-148839 Special table 2003-535755 gazette International Publication No. 01/94175 pamphlet (corresponding international application publication of Patent Document 11)

ところで、特許文献３に記載の装置では、温度センサ及び振動センサのうちの何れか一方のセンサしか設置されていないため、異常が検知された場合には既に回転部品の損傷の程度が酷くなっていて継続して使用することが不可能なことが多く、機械設備を緊急に停止させなければならないという問題がある。この問題は、軸受の温度が基準値以上に上昇したか否かで異常の有無を判定している特許文献２に記載の装置でも同様である。  By the way, in the apparatus described in Patent Document 3, since only one of the temperature sensor and the vibration sensor is installed, the degree of damage to the rotating parts is already severe when an abnormality is detected. In many cases, it cannot be used continuously, and there is a problem in that the machine equipment must be stopped urgently. This problem also applies to the device described in Patent Document 2 that determines whether there is an abnormality based on whether or not the temperature of the bearing has risen above a reference value.

具体的に、特許文献３に記載の装置では、温度センサ及び振動センサのうちの何れか一方のセンサによる信号に基づき回転部品の異常の有無を判定するため、例えば、軸受の焼付き異常の場合、温度上昇を起こして過熱する前に異常を捉えることが困難であり、また、突発的な外乱ノイズ等の影響で誤動作が生じて異常警報を発したりする等、安定稼動が妨げられるという問題がある。加えて、この装置では、異常警報が発せられて機械設備の稼動が停止しても、異常の部位の特定をすることができないという問題がある。  Specifically, in the device described in Patent Document 3, in order to determine whether there is an abnormality in the rotating component based on a signal from one of the temperature sensor and the vibration sensor, for example, in the case of a bearing seizure abnormality It is difficult to detect abnormalities before the temperature rises and overheats, and there is a problem that stable operation is hindered, such as an abnormal alarm due to sudden disturbance noise etc. is there. In addition, this apparatus has a problem that even if an abnormality alarm is issued and the operation of the mechanical equipment is stopped, the abnormal part cannot be specified.

また、特許文献３に記載の装置では、回転部品が組み込まれる装置には該回転部品に回転駆動力を伝達するためのモータ等の回転駆動手段が装着されている。このため、モータ駆動時に電磁音等の電気的な外乱ノイズが突発的に発生して、異常診断に対するＳＮ比（信号対雑音比）が悪くなり、誤診断により異常警報を発する等、安定稼動が妨げられるという問題がある。  Further, in the device described in Patent Document 3, a rotation driving means such as a motor for transmitting a rotation driving force to the rotating component is mounted on the device in which the rotating component is incorporated. For this reason, electrical disturbance noise such as electromagnetic noise suddenly occurs when the motor is driven, the SN ratio (signal to noise ratio) for the abnormality diagnosis is deteriorated, and an abnormal alarm is issued due to an erroneous diagnosis. There is a problem of being disturbed.

回転部品が組み込まれる装置は、使用される回転速度も低速から高速まで幅広い領域で使用されることが多い。例えば、鉄道車両の車軸用軸受においては、輪軸試験などで定期的に低速回転で検査することがある。この場合、軸受が組み込まれるハウジングの剛性が高いため、例えば、軸受の軌道面に損傷があっても、その損傷の上をころ等の転動体が通過することによる衝突力が小さく、軸受の損傷を見逃してしまう可能性がある。一方、高速の場合には回転駆動手段などからの音や振動等が大きくなるため異常診断に対するＳＮ比が悪くなり、低速時と同様に軸受の損傷を見逃してしまう可能性がある。  An apparatus in which a rotating part is incorporated is often used in a wide range of rotating speeds from low to high. For example, a bearing for an axle of a railway vehicle may be periodically inspected at a low speed in a wheel shaft test or the like. In this case, since the rigidity of the housing in which the bearing is incorporated is high, for example, even if the raceway surface of the bearing is damaged, the collision force due to the rolling elements such as rollers passing over the damage is small, and the bearing is damaged. There is a possibility of missing. On the other hand, at high speeds, noise, vibration, etc. from the rotational drive means become large, so the SN ratio for abnormality diagnosis becomes worse, and there is a possibility that the bearings may be overlooked as at low speeds.

また、特許文献１に記載の異常診断方法でも、判断基準値の設定の仕方によってはノイズ等の影響で診断精度が悪くなり、誤診断により異常警報を発する等、安定稼動が妨げられる問題がある。  Further, even in the abnormality diagnosis method described in Patent Document 1, there is a problem that the stable operation is hindered, for example, the diagnosis accuracy deteriorates due to the influence of noise or the like depending on the setting method of the judgment reference value, and an abnormality alarm is issued due to a false diagnosis. .

さらに、特許文献１に記載の異常診断方法では、回転速度に基づき振動発生周波数成分を算出しているが、実際の回転速度を直接取り込むことができない場合に、算出に用いた回転速度データが実際の回転速度とずれを生じていると、診断精度が悪くなるという問題がある。  Furthermore, in the abnormality diagnosis method described in Patent Document 1, the vibration generation frequency component is calculated based on the rotational speed. However, when the actual rotational speed cannot be directly captured, the rotational speed data used for the calculation is actually If there is a deviation from the rotational speed, there is a problem that the diagnostic accuracy deteriorates.

また、回転部品として多数の軸受を使用している機械設備では、軸受の内外径、幅寸法が同じであれば、内部の設計寸法諸元が異なっていても使用することがある。この場合、軸受の設計寸法諸元が異なると軸受の異常診断に使用される設定値も異なり、診断が複雑になる。このため、特定の部位に同じ設計寸法諸元の部品を組み込むようにすることもあり、組み立て時の作業効率が悪くなるという問題がある。  Further, in mechanical equipment using a large number of bearings as rotating parts, if the inner and outer diameters and width dimensions of the bearings are the same, they may be used even if the internal design dimension specifications are different. In this case, if the design dimensions of the bearing are different, the set values used for the abnormality diagnosis of the bearing are also different, and the diagnosis becomes complicated. For this reason, there is a problem that parts having the same design dimensions may be incorporated in a specific part, resulting in poor work efficiency during assembly.

さらに、上述したような異常診断方法では、診断結果が大量に蓄積されることになり、この大量の診断結果に基づいてレポートを作成することは過度の負担となる。  Furthermore, in the abnormality diagnosis method as described above, a large amount of diagnosis results are accumulated, and it is an excessive burden to create a report based on this large amount of diagnosis results.

また、特許文献８に記載の欠陥状態の検出装置では、鉄道車両で異常振動を示す欠陥状態が車輪のフラットによるものか、車軸軸受によるのか、あるいは線路又は他の異常によるものなのかを識別できないという問題がある。  Further, the defect state detection apparatus described in Patent Document 8 cannot identify whether the defect state that shows abnormal vibration in a railway vehicle is caused by a flat wheel, an axle bearing, or a track or other abnormality. There is a problem.

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、その目的は回転或いは摺動する部品が組み込まれている機械設備を分解することなく実稼動状態で、診断精度を確保しながら回転或いは摺動する部品の異常を診断する異常診断装置及び異常診断方法を提供することにある。  The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and the object thereof is to rotate or secure diagnosis accuracy in an actual operating state without disassembling a mechanical facility in which rotating or sliding parts are incorporated. An object of the present invention is to provide an abnormality diagnosis device and an abnormality diagnosis method for diagnosing an abnormality of a sliding component.

特に、本発明の第１の目的は、回転或いは摺動する部品が組み込まれている機械設備を分解することなく実稼動状態で部品の異常の有無と損傷の程度を同時に診断することができると共に、突発的な外乱ノイズ等の影響による誤診断を防止して高ＳＮ比で信頼性の高い異常診断を行うことができる異常診断装置を提供することにある。  In particular, the first object of the present invention is to simultaneously diagnose whether there is an abnormality in a part and the degree of damage in an actual operating state without disassembling a mechanical facility in which a rotating or sliding part is incorporated. Another object of the present invention is to provide an abnormality diagnosis apparatus capable of preventing an erroneous diagnosis due to the influence of sudden disturbance noise or the like and performing a highly reliable abnormality diagnosis with a high SN ratio.

本発明の第２の目的は、実際の回転速度を直接取り込むことができない場合でも、診断精度を確保しつつ、異常の有無や異常の部位を特定することができる異常診断装置及び異常診断方法を提供することにある。
本発明の第３の目的は、設計寸法諸元が互いに異なる複数の回転部品が任意の部位に組み込まれても異常の有無や異常の部位を特定することができる異常診断装置を提供することにある。A second object of the present invention is to provide an abnormality diagnosis device and an abnormality diagnosis method capable of specifying the presence or absence of an abnormality and an abnormal part while ensuring diagnosis accuracy even when the actual rotational speed cannot be directly captured. It is to provide.
A third object of the present invention is to provide an abnormality diagnosis device that can identify the presence or absence of an abnormality and an abnormal part even if a plurality of rotating parts having different design dimension specifications are incorporated in an arbitrary part. is there.

本発明の第４の目的は、診断結果のレポート作成の負担を軽減することができる異常診断装置及び異常診断方法を提供することにある。  A fourth object of the present invention is to provide an abnormality diagnosis apparatus and abnormality diagnosis method that can reduce the burden of creating a report of diagnosis results.

本発明の第５の目的は、鉄道車両における車輪のフラット等の部品の異常が発生している状態を正確に検出して、その車輪を特定することができる異常診断装置及び異常診断方法を提供することにある。  A fifth object of the present invention is to provide an abnormality diagnosis device and an abnormality diagnosis method capable of accurately detecting a state in which an abnormality of a part such as a flat wheel of a railway vehicle has occurred and identifying the wheel. There is to do.

本発明の目的は、下記の構成により達成される。
（１）静止部材に対して相対的に回転或いは摺動する部品を備えた機械設備に用いられる異常診断装置であって、
回転或いは摺動する部品又は静止部材に固定され、振動センサ、音響センサ、超音波センサ及びＡＥセンサの少なくとも一つの振動系センサと温度センサとを有する検出部と、
検出部の出力した電気信号から部品の状態を判定する信号処理部と、
を備え、
信号処理部は、振動系センサによる計測結果と温度センサによる計測結果との組み合わせに基づいて、部品の異常の有無、或いは異常の有無及び損傷の程度を判定することを特徴とする異常診断装置。
（２）振動系センサ及び温度センサによる計測値又は計測値の時間に対する変化率が少なくとも一回求められ、
信号処理部は、計測値又は変化率と予め設定しておいた各規定値とを比較することにより、部品の異常の有無、或いは異常の有無及び損傷の程度を判定する異常判定部を有することを特徴とする（１）に記載の異常診断装置。
（３）静止部材に対して相対的に回転或いは摺動する部品を備えた機械設備に用いられる異常診断装置であって、
回転或いは摺動する部品を駆動する駆動装置と、
部品又は静止部材に固定され、振動センサ、音響センサ、超音波センサ及びＡＥセンサの少なくとも一つの振動系センサと温度センサの少なくとも一つを有する検出部と、
駆動装置の非通電時における部品の所定の速度領域内での慣性移動時に、検出部による振動又は温度の検出信号に基づいて部品の異常を診断することを特徴とする異常診断装置。
（４）静止部材に対して相対的に回転する部品を備えた機械設備に用いられる異常診断装置であって、
部品を回転駆動する駆動装置と、
部品又は静止部材に固定され、振動センサ、音響センサ、超音波センサ及びＡＥセンサの少なくとも一つの振動系センサと温度センサの少なくとも一つを有する検出部とを備え、
部品が１００ｍｉｎ−１以上１５００ｍｉｎ−１以下の回転速度領域内で回転する時、検出部による振動又は温度の検出信号に基づいて部品の異常を診断することを特徴とする異常診断装置。
（５）駆動装置の非通電時における部品の回転速度領域内での慣性回転時に、検出部による振動又は温度の検出信号に基づいて部品の異常を診断することを特徴とする（４）に記載の異常診断装置。
（６）駆動装置は通電及び非通電を繰り返して用いられると共に、駆動装置の非通電時に部品が慣性移動可能であることを特徴とする（３）又は（５）に記載の異常診断装置。
（７）駆動装置の非通電時の部品の慣性移動状態を駆動装置のＯＦＦ信号に基づいて検出することを特徴とする（３），（５）及び（６）のいずれかに記載の異常診断装置。
（８）駆動装置の回転速度を検出する回転速度センサを備え、回転速度センサによる回転速度の検出信号とセンサによる振動又は温度の検出信号とを連動して部品の異常を診断することを特徴とする（３）〜（７）のいずれかに記載の異常診断装置。
（９）信号処理部は、回転速度信号に基づき算出した部品の損傷に起因した周波数成分と振動系センサにより検出された信号に基づく実測データの周波数成分とを比較する比較照合部と、比較照合部での比較結果に基づき、部品の異常の有無の判定や損傷部位を特定する異常判定部とを備えていることを特徴とする（１）〜（８）のいずれかに記載の異常診断装置。
（１０）信号処理部は、振動系センサにより検出された信号波形から不要な周波数帯域を除去するフィルタ処理部と、フィルタ処理部から転送されたフィルタ処理後の波形の絶対値を検波するエンベロープ処理部と、エンベロープ処理部から転送された波形の周波数を分析する周波数分析部と、を備えていることを特徴とする（９）に記載の異常診断装置。
（１１）回転或いは摺動する少なくとも一つの部品を備えた機械設備に用いられる異常診断装置であって、
機械設備から発生する信号を電気信号として出力する少なくとも一つの検出部と、
電気信号の波形の周波数分析を行い、周波数分析で得られたスペクトルに基づき算出した基準値より大きい該スペクトルのピークを抽出し、ピーク間の周波数と回転速度信号或いは移動速度信号に基づき算出した部品の損傷に起因する周波数成分とを比較照合し、その照合結果に基づき部品の異常の有無及び異常部位を判定する信号処理部と、
を備えたことを特徴とする異常診断装置。
（１２）信号処理部は、検出された信号に増幅処理とフィルタ処理の少なくとも一方を施し、その処理された波形にエンベロープ処理を行うことを特徴とする（１１）に記載の異常診断装置。
（１３）回転或いは摺動する少なくとも一つの部品を備えた機械設備に用いられる異常診断装置であって、
機械設備から発生する信号を電気信号として出力する少なくとも一つの検出部と、
電気信号の単位時間当たりの波形が閾値を越えた衝撃波の頻度と、回転速度信号或いは移動速度信号に基づき、部品の異常の有無及び異常部位を判定する信号処理部と、
を備えたことを特徴とする異常診断装置。
（１４）信号処理部は、電気信号の波形をフィルタ処理し、全波整流波形に変換した波形に対して、閾値を越えるたびに、回転速度信号に応じた所定の時間、閾値を越える値に保持するように変換した波形を構成し、波形が所定の回転数あたりに閾値を越える回数によって部品に異常を生じた可能性を知らせることを特徴とする（１３）に記載の異常診断装置。
（１５）信号処理部は、閾値を保持するように変換した波形が所定の回転数あたりに閾値を越える回数によって部品に異常を生じた可能性の真偽を、複数回の統計的判断で判断することを特徴とする（１４）に記載の異常診断装置。
（１６）信号処理部は、部品の回転速度が略一定の場合に実行されることを特徴とする（１１）〜（１５）のいずれかに記載の異常診断装置。
（１７）回転或いは摺動する少なくとも一つの部品を備えた機械設備に用いられる異常診断装置であって、
機械設備から発生する信号を電気信号として出力する少なくとも一つの検出部と、
電気信号の波形の周波数分析を行い、周波数分析で得られた実測スペクトルデータの周波数成分と部品に起因した周波数成分とを可変な許容幅を持って比較照合し、その照合結果に基づき部品の異常の有無及び異常部位を判定する信号処理部と、
を備えることを特徴とする異常診断装置。
（１８）回転部品を備えた機械設備に用いられる異常診断装置であって、
機械設備から発生する信号を電気信号として出力する少なくとも一つの検出部と、
電気信号の波形の周波数分析を行い、周波数分析で得られた実測スペクトルデータの周波数成分と回転部品に起因した周波数成分とを許容幅を持って比較照合し、その照合結果に基づき回転部品の異常の有無及び異常部位を判定する信号処理部と、
を備える異常診断装置であって、
許容幅は、回転部品の回転速度と回転部品の設計寸法諸元とから算出される上限値と下限値を有する領域を少なくとも一つの領域に分割し、各分割領域の中心値を求め、中心値に対して与えられる任意の大きさの少なくとも一つの許容幅であり、
信号処理部は、実測スペクトルデータの周波数成分と回転部品に起因した周波数成分とを、少なくとも一つの許容幅毎に比較照合することを特徴とする異常診断装置。
（１９）許容幅は、回転部品が互いに異なる設計寸法諸元を有する複数の回転部品を備える場合と、回転部品の回転速度が変動した場合の少なくとも一方において、与えられることを特徴とする（１８）に記載の異常診断装置。
（２０）許容幅は、周波数成分が高調波成分となるにつれて大きくなることを特徴とする（１７）〜（１９）のいずれかに記載の異常診断装置。
（２１）許容幅は、周波数成分の周波数帯域に応じて増減することを特徴とする（１７）から（２０）のいずれかに記載の異常診断装置。
（２２）許容幅は、回転速度に応じて増減することを特徴とする（１７）または（１８）に記載の異常診断装置。
（２３）回転或いは摺動する少なくとも一つの部品を備えた機械設備に用いられる異常診断装置であって、
機械設備から発生する信号を電気信号として出力する少なくとも一つの検出部と、
電気信号の波形の周波数分析を行い、周波数分析で得られた実測スペクトルデータの周波数成分と前記部品に起因した周波数成分とを比較照合し、その照合結果に基づき部品の異常の有無及び異常部位を判定する信号処理部と、を備え、
比較照合に用いられる基準値は、実測スペクトルデータの限定した周波数範囲に基づいて算出されることを特徴とする異常診断装置。
（２４）回転或いは摺動する少なくとも一つの部品を備えた機械設備に用いられる異常診断装置であって、
機械設備から発生する信号を電気信号として出力する少なくとも一つの検出部と、
電気信号の波形の周波数分析を行い、周波数分析で得られた実測スペクトルデータの周波数成分と部品に起因した周波数成分とを比較照合し、その照合結果に基づき部品の異常の有無及び異常部位を判定する信号処理部と、
信号処理部にて診断された診断結果を記憶する記憶部と、
診断結果を所定の形式で出力する出力部と、
出力部によって出力される出力結果を、少なくとも一つのプログラムに基づいてレポートを作成するレポート作成部と、
を備えることを特徴とする異常診断装置。
（２５）検出部は、機械設備から発生する振動を検出するセンサに加えて、機械設備の温度を検出する温度センサと回転部品の回転速度を検出する回転速度センサとの少なくとも一方が単一の筐体内に収容される一体型センサを有していることを特徴とする（１１）〜（２４）のいずれかに記載の異常診断装置。
（２６）機械設備は、回転部品である軸受及び該軸受を固定する軸受箱を備え、
一体型センサは、軸受箱の平坦部に固定されることを特徴とする（２５）に記載の異常診断装置。
（２７）信号処理部による判定結果を伝送するデータ伝送手段を有することを特徴とする（１）〜（２６）のいずれかに記載の異常診断装置。
（２８）信号処理部による処理、及び判定結果を制御系に出力する処理を行なうマイクロコンピュータを具備したことを特徴とする（１）〜（２７）のいずれかに記載の異常診断装置。
（２９）機械設備は鉄道車両用軸受装置であることを特徴とする（１）〜（２８）のいずれかに記載の異常診断装置。
（３０）機械設備は風車用軸受装置であることを特徴とする（１）〜（２８）のいずれかに記載の異常診断装置。
（３１）機械設備は工作機械主軸用軸受装置であることを特徴とする（１）〜（２８）のいずれかに記載の異常診断装置。
（３２）回転或いは摺動する少なくとも一つの部品を備えた機械設備に用いられる異常診断方法であって、
機械設備から発生する信号を検出して電気信号として出力する工程と、
検出された信号の波形の周波数を分析する工程と、
分析工程で得られたスペクトルに基づき算出した基準値より大きい該スペクトルのピークを抽出し、ピーク間の周波数と回転速度信号或いは移動速度信号に基づき算出した部品の損傷に起因する周波数成分とを比較照合する工程と、
比較工程での照合結果に基づき部品の異常の有無及び異常部位を判定する工程と、
を備えることを特徴とする異常診断方法。
（３３）回転或いは摺動する少なくとも一つの部品を備えた機械設備に用いられる異常診断方法であって、
機械設備から発生する信号を検出して電気信号として出力する工程と、
電気信号の単位時間当たりの波形が閾値を越えた衝撃波の頻度と、回転速度信号或いは移動速度信号に基づき、部品の異常の有無を検出する工程と、
を備えたことを特徴とする異常診断方法。
（３４）回転或いは摺動する少なくとも一つの部品を備えた機械設備に用いられる異常診断方法であって、
機械設備から発生する信号を検出して電気信号として出力する工程と、
検出された信号の波形の周波数を分析する工程と、
分析工程で得られた実測スペクトルデータの周波数成分と部品に起因した周波数成分とを可変な許容幅を持って比較照合する工程と、
比較工程での照合結果に基づき部品の異常の有無及び異常部位を判定する工程と、を備えることを特徴とする異常診断方法。
（３５）回転部品を備えた機械設備に用いられる異常診断方法であって、
機械設備から発生する信号を検出して電気信号として出力する工程と、
検出された信号の波形の周波数を分析する工程と、
回転部品に起因した周波数成分に対して、回転部品の回転速度と回転部品の設計寸法諸元とから算出される上限値と下限値を有する領域を少なくとも一つの領域に分割し、各分割領域の中心値を求め、中心値に対して与えられる任意の大きさを持った少なくとも一つの許容幅を設定する工程と、
周波数分析で得られた実測スペクトルデータの周波数成分と回転部品に起因した周波数成分とを少なくとも一つの許容幅毎に比較照合する工程と、
比較工程での照合結果に基づき回転部品の異常の有無及び異常部位を判定する工程と、
を備えることを特徴とする異常診断方法。
（３６）回転或いは摺動する少なくとも一つの部品を備えた機械設備に用いられる異常診断方法であって、
機械設備から発生する信号を検出して電気信号として出力する工程と、
検出された信号の波形の周波数を分析する工程と、
分析工程で得られた実測スペクトルデータの周波数成分と部品に起因した周波数成分とを比較照合する工程と、
比較工程での照合結果に基づき部品の異常の有無及び異常部位を判定する工程と、
を備え、
比較照合に用いられる基準値は、実測スペクトルデータの限定した周波数範囲に基づいて算出されることを特徴とする異常診断方法。
（３７）回転或いは摺動する少なくとも一つの部品を備えた機械設備に用いられる異常診断方法であって、
機械設備から発生する信号を検出して電気信号として出力する工程と、
検出された信号の波形の周波数を分析する工程と、
分析工程で得られた実測スペクトルデータの周波数成分と部品に起因した周波数成分とを比較照合する工程と、
比較工程での照合結果に基づき部品の異常の有無及び異常部位を判定する工程と、
分析、比較、判定工程の少なくとも一つにて得られる診断結果を記憶する工程と、
診断結果を所定の形式で出力する工程と、
出力工程によって出力される出力結果を、少なくとも一つのプログラムに基づいてレポートを作成する工程と、
を備えることを特徴とする異常診断方法。The object of the present invention is achieved by the following constitution.
(1) An abnormality diagnosing device used in mechanical equipment having a component that rotates or slides relative to a stationary member,
A detection unit fixed to a rotating or sliding component or a stationary member, and having a vibration sensor, an acoustic sensor, an ultrasonic sensor, and an AE sensor, and a temperature sensor;
A signal processing unit for determining the state of the component from the electrical signal output by the detection unit;
With
An abnormality diagnosis apparatus, wherein the signal processing unit determines the presence / absence of an abnormality of a component, the presence / absence of an abnormality, and the degree of damage based on a combination of a measurement result by a vibration system sensor and a measurement result by a temperature sensor.
(2) The measurement value by the vibration system sensor and the temperature sensor or the rate of change of the measurement value with respect to time is obtained at least once,
The signal processing unit has an abnormality determination unit that determines the presence / absence of a part abnormality, the presence / absence of an abnormality, and the degree of damage by comparing a measured value or a rate of change with each preset value set in advance. (1) The abnormality diagnosis device according to (1).
(3) An abnormality diagnosing device used in mechanical equipment provided with a component that rotates or slides relative to a stationary member,
A driving device for driving a rotating or sliding component;
A detection unit fixed to a component or a stationary member and having at least one of a vibration sensor, an acoustic sensor, an ultrasonic sensor, and an AE sensor, and a temperature sensor;
An abnormality diagnosing device characterized by diagnosing an abnormality of a component based on a vibration or temperature detection signal by a detection unit during inertial movement of the component within a predetermined speed region when the drive device is not energized.
(4) An abnormality diagnosing device used in mechanical equipment having a component that rotates relative to a stationary member,
A driving device for rotationally driving the components;
It is fixed to a component or a stationary member, and includes at least one vibration system sensor of a vibration sensor, an acoustic sensor, an ultrasonic sensor, and an AE sensor, and a detection unit having at least one of a temperature sensor,
Parts when rotating at 100 min -1 or more 1500min -1 or less of the rotational speed region, the abnormality diagnosis apparatus characterized by diagnosing the abnormality of the component based on the detection signal of the vibration or temperature detection unit.
(5) The abnormality of the component is diagnosed based on a vibration or temperature detection signal from the detection unit at the time of inertia rotation within the rotation speed region of the component when the drive device is not energized. Abnormality diagnosis device.
(6) The abnormality diagnosing device according to (3) or (5), wherein the drive device is used by repeatedly energizing and de-energizing, and the parts can move inertially when the drive device is de-energized.
(7) The abnormality diagnosis according to any one of (3), (5), and (6), wherein an inertial movement state of a component when the drive device is not energized is detected based on an OFF signal of the drive device. apparatus.
(8) A rotation speed sensor for detecting the rotation speed of the driving device is provided, and a component abnormality is diagnosed by interlocking a rotation speed detection signal from the rotation speed sensor with a vibration or temperature detection signal from the sensor. The abnormality diagnosis device according to any one of (3) to (7).
(9) The signal processing unit compares the frequency component resulting from component damage calculated based on the rotation speed signal with the frequency component of the measured data based on the signal detected by the vibration system sensor, and the comparison verification The abnormality diagnosis device according to any one of (1) to (8), further comprising: an abnormality determination unit that determines whether there is an abnormality in a part based on a comparison result in the unit and identifies a damaged part .
(10) The signal processing unit includes a filter processing unit that removes unnecessary frequency bands from the signal waveform detected by the vibration system sensor, and an envelope process that detects the absolute value of the filtered waveform transferred from the filter processing unit. The abnormality diagnosing device according to (9), further comprising: a frequency analysis unit that analyzes the frequency of the waveform transferred from the envelope processing unit.
(11) An abnormality diagnosing device used for mechanical equipment provided with at least one component that rotates or slides,
At least one detection unit that outputs a signal generated from the mechanical equipment as an electrical signal;
The frequency of the waveform of the electrical signal is analyzed, the peak of the spectrum larger than the reference value calculated based on the spectrum obtained by the frequency analysis is extracted, and the component calculated based on the frequency between the peaks and the rotational speed signal or moving speed signal A signal processing unit that compares and collates frequency components resulting from damage of the component, and determines the presence / absence and abnormal part of the component based on the collation result;
An abnormality diagnosis device comprising:
(12) The abnormality diagnosis device according to (11), wherein the signal processing unit performs at least one of amplification processing and filtering processing on the detected signal and performs envelope processing on the processed waveform.
(13) An abnormality diagnosing device used in mechanical equipment having at least one component that rotates or slides,
At least one detection unit that outputs a signal generated from the mechanical equipment as an electrical signal;
A signal processing unit for determining the presence / absence of an abnormality of a part and an abnormal part based on the frequency of a shock wave whose waveform per unit time of an electrical signal exceeds a threshold, and a rotation speed signal or a movement speed signal;
An abnormality diagnosis device comprising:
(14) The signal processing unit filters the waveform of the electrical signal and converts the waveform into a full-wave rectified waveform every time the threshold is exceeded, the value exceeds the threshold for a predetermined time corresponding to the rotational speed signal. (13) The abnormality diagnosing device according to (13), wherein a waveform converted so as to be held is configured, and the possibility that an abnormality has occurred in a component is notified by the number of times the waveform exceeds a threshold value per predetermined number of revolutions.
(15) The signal processing unit determines whether or not the possibility that the abnormality has occurred in the component by the number of times that the waveform converted so as to hold the threshold exceeds the threshold per predetermined number of rotations is determined by a plurality of statistical judgments. (14) The abnormality diagnosis apparatus according to (14).
(16) The abnormality diagnosis device according to any one of (11) to (15), wherein the signal processing unit is executed when the rotation speed of the component is substantially constant.
(17) An abnormality diagnosing device used in mechanical equipment having at least one component that rotates or slides,
At least one detection unit that outputs a signal generated from the mechanical equipment as an electrical signal;
The frequency analysis of the waveform of the electrical signal is performed, and the frequency component of the measured spectrum data obtained by frequency analysis and the frequency component caused by the component are compared and verified with a variable tolerance, and the component abnormality is determined based on the verification result. A signal processing unit for determining the presence or absence and abnormal site;
An abnormality diagnosis apparatus comprising:
(18) An abnormality diagnosing device used for mechanical equipment having rotating parts,
At least one detection unit that outputs a signal generated from the mechanical equipment as an electrical signal;
The frequency analysis of the waveform of the electrical signal is performed, the frequency component of the measured spectrum data obtained by frequency analysis is compared with the frequency component caused by the rotating component with an allowable width, and abnormalities in the rotating component are determined based on the verification result. A signal processing unit for determining the presence or absence and abnormal site;
An abnormality diagnosis device comprising:
The allowable width is obtained by dividing the area having the upper limit value and the lower limit value calculated from the rotational speed of the rotating part and the design dimension specifications of the rotating part into at least one area, obtaining the center value of each divided area, and calculating the center value. Is at least one allowable width of any size given for
The signal processing unit compares and collates the frequency component of the actually measured spectrum data and the frequency component caused by the rotating component for each at least one allowable width.
(19) The permissible width is given in at least one of a case where the rotating component includes a plurality of rotating components having different design dimension specifications and a case where the rotational speed of the rotating component varies (18). ) Abnormality diagnosis device.
(20) The abnormality diagnosing device according to any one of (17) to (19), wherein the allowable width increases as the frequency component becomes a harmonic component.
(21) The abnormality diagnosis device according to any one of (17) to (20), wherein the allowable width is increased or decreased according to a frequency band of frequency components.
(22) The abnormality diagnosing device according to (17) or (18), wherein the allowable width is increased or decreased according to the rotation speed.
(23) An abnormality diagnosing device used for mechanical equipment including at least one component that rotates or slides,
At least one detection unit that outputs a signal generated from the mechanical equipment as an electrical signal;
Performs frequency analysis of the waveform of the electrical signal, compares the frequency component of the measured spectrum data obtained by frequency analysis with the frequency component caused by the part, and based on the result of the comparison, checks whether there is an abnormality in the part and the abnormal part. A signal processing unit for determining,
A reference value used for comparison and collation is calculated based on a limited frequency range of measured spectrum data.
(24) An abnormality diagnosing device used in mechanical equipment having at least one component that rotates or slides,
At least one detection unit that outputs a signal generated from the mechanical equipment as an electrical signal;
Performs frequency analysis of the waveform of the electrical signal, compares the frequency component of the measured spectrum data obtained by frequency analysis with the frequency component caused by the component, and determines whether there is an abnormality in the component and the abnormal part based on the comparison result A signal processing unit to
A storage unit for storing a diagnosis result diagnosed by the signal processing unit;
An output unit for outputting a diagnosis result in a predetermined format;
A report creation unit for creating a report based on at least one program, the output result output by the output unit;
An abnormality diagnosis apparatus comprising:
(25) In addition to the sensor that detects vibrations generated from the mechanical equipment, the detection unit includes at least one of a temperature sensor that detects the temperature of the mechanical equipment and a rotational speed sensor that detects the rotational speed of the rotating component. The abnormality diagnosis apparatus according to any one of (11) to (24), wherein the abnormality diagnosis apparatus includes an integrated sensor housed in a housing.
(26) The mechanical equipment includes a bearing that is a rotating part and a bearing box that fixes the bearing.
The abnormality diagnosis apparatus according to (25), wherein the integrated sensor is fixed to a flat portion of the bearing housing.
(27) The abnormality diagnosis apparatus according to any one of (1) to (26), further including data transmission means for transmitting a determination result by the signal processing unit.
(28) The abnormality diagnosis apparatus according to any one of (1) to (27), further including a microcomputer that performs processing by the signal processing unit and processing for outputting the determination result to the control system.
(29) The abnormality diagnosis device according to any one of (1) to (28), wherein the mechanical facility is a railway vehicle bearing device.
(30) The abnormality diagnosis device according to any one of (1) to (28), wherein the mechanical facility is a wind turbine bearing device.
(31) The abnormality diagnosis device according to any one of (1) to (28), wherein the machine facility is a machine tool spindle bearing device.
(32) A method for diagnosing abnormality used in mechanical equipment having at least one component that rotates or slides,
Detecting a signal generated from the mechanical equipment and outputting it as an electrical signal;
Analyzing the frequency of the waveform of the detected signal;
The peak of the spectrum that is larger than the reference value calculated based on the spectrum obtained in the analysis process is extracted, and the frequency between peaks is compared with the frequency component resulting from component damage calculated based on the rotational speed signal or moving speed signal. A process of matching,
A step of determining the presence or absence of an abnormality of the part based on the comparison result in the comparison step and an abnormal part;
An abnormality diagnosis method comprising:
(33) An abnormality diagnosis method used for mechanical equipment including at least one component that rotates or slides,
Detecting a signal generated from the mechanical equipment and outputting it as an electrical signal;
Detecting the presence / absence of an abnormality of the component based on the frequency of the shock wave in which the waveform per unit time of the electrical signal exceeds the threshold and the rotation speed signal or the movement speed signal;
An abnormality diagnosis method characterized by comprising:
(34) An abnormality diagnosis method used in a mechanical facility provided with at least one component that rotates or slides,
Detecting a signal generated from the mechanical equipment and outputting it as an electrical signal;
Analyzing the frequency of the waveform of the detected signal;
A step of comparing and collating the frequency component of the measured spectrum data obtained in the analysis process with the frequency component caused by the parts with a variable tolerance,
And a step of determining the presence / absence of an abnormality of the part and an abnormal part based on a comparison result in the comparison step.
(35) An abnormality diagnosis method used for mechanical equipment provided with a rotating component,
Detecting a signal generated from the mechanical equipment and outputting it as an electrical signal;
Analyzing the frequency of the waveform of the detected signal;
The frequency component caused by the rotating component is divided into at least one region having an upper limit value and a lower limit value calculated from the rotational speed of the rotating component and the design dimension specifications of the rotating component. Determining a central value and setting at least one tolerance having an arbitrary size given to the central value;
A step of comparing and collating the frequency component of the measured spectrum data obtained by frequency analysis and the frequency component caused by the rotating component for each at least one allowable width;
A step of determining the presence or absence and abnormality of a rotating part based on the comparison result in the comparison step;
An abnormality diagnosis method comprising:
(36) A method for diagnosing abnormality used in mechanical equipment having at least one component that rotates or slides,
Detecting a signal generated from the mechanical equipment and outputting it as an electrical signal;
Analyzing the frequency of the waveform of the detected signal;
A step of comparing and comparing the frequency component of the measured spectrum data obtained in the analysis step with the frequency component caused by the component;
A step of determining the presence or absence of an abnormality of the part based on the comparison result in the comparison step and an abnormal part;
With
A reference value used for comparison and collation is calculated based on a limited frequency range of measured spectrum data.
(37) An abnormality diagnosis method used for mechanical equipment including at least one component that rotates or slides,
Detecting a signal generated from the mechanical equipment and outputting it as an electrical signal;
Analyzing the frequency of the waveform of the detected signal;
A step of comparing and comparing the frequency component of the measured spectrum data obtained in the analysis step with the frequency component caused by the component;
A step of determining the presence or absence of an abnormality of the part based on the comparison result in the comparison step and an abnormal part;
Storing the diagnosis result obtained in at least one of the analysis, comparison and determination steps;
Outputting a diagnosis result in a predetermined format;
A step of creating a report on the output result output by the output step based on at least one program;
An abnormality diagnosis method comprising:

（１）の発明によれば、回転部品の回転状態或いは摺動部品の摺動状態に伴う振動及び温度の情報を同時に検出し、振動系センサによる計測結果と温度センサによる計測結果との組み合わせに基づいて、異常の有無と損傷の程度を同時に判定するので、振動と温度に関する回転或いは摺動部品の異常形態の特徴を利用した損傷の程度の判定が可能となる。また、突発的な外乱ノイズ等の影響による誤診断を防止して信頼性の高い異常診断を行うことができる。更に、回転或いは摺動する部品が組み込まれている機械設備を分解することなく実稼動状態で回転部品の異常の有無と損傷の程度を同時に検査することができ、回転部品の最適な交換時期が分かり、効率的なメンテナンスを可能にすることができる。  According to the invention of (1), the vibration and temperature information associated with the rotating state of the rotating component or the sliding state of the sliding component are detected at the same time, and the measurement result by the vibration system sensor and the measurement result by the temperature sensor are combined. Based on this, since the presence / absence of an abnormality and the degree of damage are simultaneously determined, it is possible to determine the degree of damage using the characteristics of rotation and vibration parts related to vibration and temperature or the abnormal form of a sliding part. In addition, it is possible to perform a highly reliable abnormality diagnosis by preventing erroneous diagnosis due to the influence of sudden disturbance noise or the like. In addition, it is possible to inspect the rotating parts for abnormalities and the degree of damage at the same time in the actual operation state without disassembling the machinery or equipment that incorporates rotating or sliding parts. Understandable and can enable efficient maintenance.

（３）の発明によれば、−駆動装置の非通電時における回転或いは摺動する部品の所定の速度領域内での慣性運転時に、センサによる振動又は温度の検出信号に基づいて部品の異常を診断するようにしているので、回転或いは摺動する部品が組み込まれている機械設備を分解することなく実稼動状態で部品の異常を診断することができると共に、駆動装置の電気的な外乱ノイズを抑制することにより、高感度で高ＳＮ比（信号対雑音比）での信号の検出が可能となり、信頼性の高い異常診断を行うことができる。  According to the invention of (3), during the inertia operation in the predetermined speed region of the rotating or sliding component when the drive device is not energized, the component abnormality is detected based on the vibration or temperature detection signal by the sensor. Since the diagnosis is made, it is possible to diagnose the abnormality of the part in the actual operation state without disassembling the mechanical equipment in which the rotating or sliding part is incorporated. By suppressing, it becomes possible to detect a signal with high sensitivity and a high S / N ratio (signal-to-noise ratio), and a highly reliable abnormality diagnosis can be performed.

また、（４）の発明によれば、回転部品が１００ｍｉｎ−１以上１５００ｍｉｎ−１以下の回転速度領域内で回転する時、センサによる振動又は温度の検出信号に基づいて回転部品の異常を診断するようにしているので、回転部品が組み込まれている機械設備を分解することなく実稼動状態で回転部品の異常を診断することができると共に、軸受の剥離や車輪のフラット摩耗等の損傷による加振力を高ＳＮ比で検出可能となり、信頼性の高い異常診断を行うことができる。According to the invention of (4), when the rotating component rotates within the rotation speed region of 100 min −1 or more and 1500 min −1 or less, the abnormality of the rotating component is diagnosed based on the vibration or temperature detection signal by the sensor. As a result, it is possible to diagnose abnormalities in rotating parts in actual operation without disassembling the mechanical equipment in which the rotating parts are incorporated, and vibration due to damage such as bearing peeling and wheel flat wear. Force can be detected with a high S / N ratio, and a highly reliable abnormality diagnosis can be performed.

（１１）及び（３２）の発明によれば、周波数分析で得られたスペクトルに基づき算出した基準値より大きいスペクトルのピークを抽出し、ピーク間の周波数と回転速度信号或いは移動速度信号に基づき算出した回転或いは摺動する部品の損傷に起因する周波数成分とを比較照合し、その照合結果に基づき該部品の異常の有無及び異常部位を判定するので、実際の回転速度を直接取り込むことができないような場合に、算出に用いた回転速度データが実際の回転速度とずれを生じているとしても、異常の有無や異常部位の特定を精度良く行うことができる。また、簡単な構成で回転或いは摺動する部品が組み込まれている機械設備を分解することなく、異常の有無と異常の部位を特定することができ、装置の分解や組立にかかる手間を軽減できると共に、分解や組立に伴う該部品への損傷を防止することができる。  According to the inventions of (11) and (32), the peak of the spectrum larger than the reference value calculated based on the spectrum obtained by frequency analysis is extracted, and calculated based on the frequency between the peaks and the rotation speed signal or the movement speed signal. The frequency components resulting from damage to the rotating or sliding parts are compared and verified, and the presence or absence and abnormal part of the part are determined based on the comparison result, so that the actual rotational speed cannot be directly captured. In such a case, even if the rotational speed data used for the calculation is deviated from the actual rotational speed, the presence / absence of an abnormality or an abnormal part can be specified with high accuracy. In addition, it is possible to specify the presence or absence of abnormality and the location of abnormality without disassembling the mechanical equipment that incorporates rotating or sliding parts with a simple configuration, and it is possible to reduce the trouble of disassembling and assembling the device. At the same time, it is possible to prevent damage to the parts due to disassembly and assembly.

また、（１３）及び（３３）の発明によれば、機械設備から発生する信号から出力された電気信号の単位時間当たりの波形が閾値を越えた衝撃波の頻度と、回転速度信号或いは移動速度信号に基づき、部品の異常の有無及び異常部位を判定するので、鉄道車両における車輪のフラット等の部品の異常が発生している状態を正確に検出して、その車輪を特定することができる。  Further, according to the inventions of (13) and (33), the frequency of the shock wave in which the waveform per unit time of the electrical signal output from the signal generated from the mechanical equipment exceeds the threshold, the rotational speed signal or the moving speed signal. Therefore, the presence / absence of the abnormality of the part and the abnormal part are determined. Therefore, it is possible to accurately detect the state in which the abnormality of the part such as the flat of the wheel in the railway vehicle is generated and to identify the wheel.

（１７）及び（３４）の発明によれば、周波数分析で得られた実測スペクトルデータの周波数成分と回転或いは摺動する部品に起因した周波数成分とを可変な許容幅を持って比較照合し、その照合結果に基づき部品の異常の有無及び異常部位を判定するようにしたので、実際の回転速度を直接取り込むことができないような場合に、算出に用いた回転速度データが実際の回転速度とずれを生じているとしても、異常の有無や異常部位の特定を精度良く行うことができる。また、簡単な構成で回転或いは摺動する部品が組み込まれている機械設備を分解することなく、異常の有無と異常の部位を特定することができ、装置の分解や組立にかかる手間を軽減できると共に、分解や組立に伴う該部品への損傷を防止することができる。  According to the inventions of (17) and (34), the frequency component of the measured spectrum data obtained by frequency analysis and the frequency component caused by the rotating or sliding part are compared and collated with a variable tolerance, Since the presence / absence and abnormality of parts are determined based on the comparison result, the rotation speed data used for the calculation differs from the actual rotation speed when the actual rotation speed cannot be directly captured. Even if this occurs, the presence / absence of an abnormality and the identification of the abnormal part can be accurately performed. In addition, it is possible to specify the presence or absence of abnormality and the location of abnormality without disassembling the mechanical equipment that incorporates rotating or sliding parts with a simple configuration, and it is possible to reduce the trouble of disassembling and assembling the device. At the same time, it is possible to prevent damage to the parts due to disassembly and assembly.

また、（１８）及び（３５）の発明によれば、回転部品の回転速度と回転部品の設計寸法諸元とから算出される上限値と下限値を有する領域を少なくとも一つの領域に分割し、該各分割領域の中心値を求め、中心値に対して与えられる任意の大きさの少なくとも一つの許容幅を持って比較照合するので、設計寸法諸元が互いに異なる複数の回転部品が任意の部位に組み込まれる場合や回転部品の回転速度が変動した場合でも異常の有無や異常の部位を特定することができる。  According to the inventions of (18) and (35), an area having an upper limit value and a lower limit value calculated from the rotational speed of the rotating part and the design dimension specifications of the rotating part is divided into at least one area, Since the center value of each of the divided areas is obtained and compared and collated with at least one allowable width of an arbitrary size given with respect to the center value, a plurality of rotating parts having different design dimension specifications are included in any part. Even if it is incorporated in the case or when the rotational speed of the rotating component fluctuates, it is possible to specify the presence or absence of an abnormality and the location of the abnormality.

（２３）及び（３６）の発明によれば、実測スペクトルデータの周波数成分と回転或いは摺動する部品に起因した周波数成分とを比較照合する際、比較照合に用いられる基準値は、実測スペクトルデータの限定した周波数範囲に基づいて算出されるようにしたので、ノイズの影響を受け難くして診断精度を上げることができ、異常の有無及び異常部位を特定することができる。また、簡単な構成で回転或いは摺動する部品が組み込まれている機械設備を分解することなく、異常の有無と異常の部位を特定することができ、装置の分解や組立にかかる手間を軽減できると共に、分解や組立に伴う該部品への損傷を防止することができる。  According to the inventions of (23) and (36), when the frequency component of the actually measured spectrum data is compared with the frequency component caused by the rotating or sliding part, the reference value used for the comparison and matching is the measured spectrum data. Since the calculation is made based on the limited frequency range, it is difficult to be affected by noise, the diagnostic accuracy can be improved, and the presence / absence of abnormality and the abnormal part can be specified. In addition, it is possible to specify the presence or absence of abnormality and the location of abnormality without disassembling the mechanical equipment that incorporates rotating or sliding parts with a simple configuration, and it is possible to reduce the trouble of disassembling and assembling the device. At the same time, it is possible to prevent damage to the parts due to disassembly and assembly.

さらに、（２４）及び（３７）の発明によれば、異常の有無、異常の部位、診断時のスペクトル波形（実測スペクトルデータ）のような診断結果を所定の形式で出力し、この出力結果を少なくとも一つのプログラムに基づいてレポートを作成するので、診断結果に基づくレポートの作成作業が容易となる。  Furthermore, according to the inventions of (24) and (37), a diagnosis result such as the presence / absence of abnormality, a site of abnormality, a spectrum waveform at the time of diagnosis (actual spectrum data) is output in a predetermined format, and the output result is output. Since the report is created based on at least one program, it is easy to create a report based on the diagnosis result.

本発明の第１実施形態に係る診断対象を複列円すいころ軸受を備えた鉄道車両用転がり軸受装置とした異常診断装置の概略図である。It is the schematic of the abnormality diagnosis apparatus made into the rolling bearing apparatus for rail vehicles provided with the double row tapered roller bearing as the diagnostic object which concerns on 1st Embodiment of this invention. 異常診断装置の信号処理系統のブロック図である。It is a block diagram of the signal processing system of the abnormality diagnosis apparatus. 軸受の焼付き異常発生時の振動値の経時変化を示すグラフである。It is a graph which shows a time-dependent change of the vibration value at the time of bearing seizure abnormality occurrence. 軸受の焼付き異常発生時の外輪外周面の温度の経時変化を示すグラフである。It is a graph which shows the time-dependent change of the temperature of the outer ring outer peripheral surface at the time of occurrence of seizure abnormality of the bearing. 転がり軸受の傷の部位と、傷に起因して発生する振動発生周波数との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the site | part of the damage | wound of a rolling bearing, and the vibration generation frequency which generate | occur | produces resulting from a damage | wound. 歯車の噛み合いで発生する異常振動周波数の関係式を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the relational expression of the abnormal vibration frequency generate | occur | produced by meshing | engagement of a gearwheel. 本発明の第２実施形態に係る異常診断装置の信号処理系統のブロック図である。It is a block diagram of the signal processing system of the abnormality diagnosis device according to the second embodiment of the present invention. 第２実施形態に係る回転状態判定部の処理フローを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the processing flow of the rotation state determination part which concerns on 2nd Embodiment. 本発明の第３実施形態に係る異常診断装置の回転状態判定部の処理フローを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the processing flow of the rotation state determination part of the abnormality diagnosis apparatus which concerns on 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第４実施形態に係る異常診断装置の概略図である。It is the schematic of the abnormality diagnosis apparatus which concerns on 4th Embodiment of this invention. 図１０の信号処理部のブロック図である。It is a block diagram of the signal processing part of FIG. 本発明の第４実施形態に係る異常診断方法の処理フローを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the processing flow of the abnormality diagnosis method which concerns on 4th Embodiment of this invention. 本発明の第５実施形態に係る異常診断方法の処理フローを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the processing flow of the abnormality diagnosis method which concerns on 5th Embodiment of this invention. 本発明の第６実施形態に係る異常診断方法の処理フローを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the processing flow of the abnormality diagnosis method which concerns on 6th Embodiment of this invention. 本発明の第７実施形態に係る異常診断装置の概略図である。It is the schematic of the abnormality diagnosis apparatus which concerns on 7th Embodiment of this invention. 本発明の第７実施形態に係る異常診断方法の処理フローを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the processing flow of the abnormality diagnosis method which concerns on 7th Embodiment of this invention. 本発明の第８実施形態に係る異常診断装置の概略図である。It is the schematic of the abnormality diagnosis apparatus which concerns on 8th Embodiment of this invention. 異常診断装置の検出部が組み込まれた機械設備である鉄道車両用軸受装置の断面図である。It is sectional drawing of the bearing apparatus for rail vehicles which is a mechanical installation with which the detection part of the abnormality diagnosis apparatus was integrated. 本発明の第８実施形態と第７実施形態が組み合わされた異常診断装置の概略図である。It is the schematic of the abnormality diagnosis apparatus with which 8th Embodiment and 7th Embodiment of this invention were combined. 本発明の第９実施形態に係る異常診断装置の概略図である。It is the schematic of the abnormality diagnosis apparatus which concerns on 9th Embodiment of this invention. 図２０に示す異常診断モジュールのブロック図である。FIG. 21 is a block diagram of the abnormality diagnosis module shown in FIG. 20. 図２０に示す異常診断モジュールの処理フローを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the processing flow of the abnormality diagnosis module shown in FIG. 本発明の第９実施形態の異常診断の処理波形を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the processing waveform of the abnormality diagnosis of 9th Embodiment of this invention. 本発明の第１０実施形態に係る異常診断モジュールのブロック図である。It is a block diagram of the abnormality diagnosis module which concerns on 10th Embodiment of this invention. 図２４に示す異常診断モジュールの誤動作の説明図である。It is explanatory drawing of malfunctioning of the abnormality diagnosis module shown in FIG. 本発明の第１１実施形態に係る異常診断モジュールのブロック図である。It is a block diagram of the abnormality diagnosis module which concerns on 11th Embodiment of this invention. 図２６に示すデジタル処理部の処理波形を示す図である。It is a figure which shows the processing waveform of the digital processing part shown in FIG. 本発明の第２実施形態に係る試験２のモータ非通電時の振動センサによる振動波形を示すグラフである。It is a graph which shows the vibration waveform by the vibration sensor at the time of the motor non-energization of the test 2 which concerns on 2nd Embodiment of this invention. 第２実施形態に係る試験２のモータ通電時の振動センサによる振動波形を示すグラフである。It is a graph which shows the vibration waveform by the vibration sensor at the time of motor energization of test 2 concerning a 2nd embodiment. 本発明の第３実施形態に係る試験３の回転速度を変化させた時のハウジングの振動を周波数分析したグラフである。It is the graph which analyzed the frequency of the vibration of the housing when changing the rotational speed of the test 3 which concerns on 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第４実施形態に係る試験４の実施例３の異常診断を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the abnormality diagnosis of Example 3 of the test 4 which concerns on 4th Embodiment of this invention. 第４実施形態に係る試験４の実施例４の異常診断を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the abnormality diagnosis of Example 4 of the test 4 which concerns on 4th Embodiment. 第４実施形態に係る試験４の実施例５の異常診断を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the abnormality diagnosis of Example 5 of the test 4 which concerns on 4th Embodiment. 本発明の第５実施形態に係る試験５の異常診断を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the abnormality diagnosis of the test 5 which concerns on 5th Embodiment of this invention. 第５実施形態に係る試験５における従来の異常診断を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the conventional abnormality diagnosis in the test 5 which concerns on 5th Embodiment. 本発明の第６実施形態に係る試験６の異常診断を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the abnormality diagnosis of the test 6 which concerns on 6th Embodiment of this invention. 第６実施形態に係る試験６の異常診断を説明するための他の図である。It is another figure for demonstrating the abnormality diagnosis of the test 6 which concerns on 6th Embodiment. 第６実施形態に係る試験７の異常診断を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the abnormality diagnosis of the test 7 which concerns on 6th Embodiment. 本発明の第７実施形態に係る試験８の異常診断を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the abnormality diagnosis of the test 8 which concerns on 7th Embodiment of this invention. 第７実施形態に係る試験８における従来の異常診断を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the conventional abnormality diagnosis in the test 8 which concerns on 7th Embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

１０ 転がり軸受装置（機械設備）
１１ 複列円すいころ軸受（回転部品）
１２ 軸受箱（静止部材）
３１，７０ 検出部
３２ 振動センサ（振動系センサ）
３３ 温度センサ
３５ フィルタ処理部
３７ エンベロープ処理部
３８ 周波数分析部
３９ 比較照合部
４２ 異常判定部
５２ 回転状態判定部
６０，１２０ 機械設備
６２ 転がり軸受（回転部品）
７２ センサ
８０ 制御器
８１，８２ 信号処理部
８４ 制御部
９０ 出力装置
９３ モニタ
９４ 警報機
９５ レポート作成部
９６ 記憶部
９７ データ出力部
１００ データ蓄積分配部
１０２ 回転分析部
１０４ フィルタ処理部
１０６ 振動分析部
１０８ 比較判定部
１１０ 内部データ保存部
２００ 鉄道車両（機械設備）
２０１ 振動センサ
２０２、２２０、２３０ 異常診断モジュール
２０３ 通信回線
２０４ 車輪（回転或いは摺動する部品）
２０５ デジタル処理モジュール
２０６ 回転速度センサ
２０７、２３６ ＬＰＦ
２０８ ＡＤＣ
２０９ 波形整形回路
２１０ ＴＣＮＴ
２１１ ＣＰＵ
２１２ 通信プロトコルＩＰ
２１３ ＳＩＯ
２１４ ラインドライバ
２１５ エンベロープ回路
２１６、２３５ ＨＰＦ
２１７ 全波整流回路
２１８ ピークホールド
２１９、２３１ デジタル処理部
２３２ エンベロープ処理
２３３ ヒルベルト変換
２３４ 振幅復調
２３７ 閾値カウント
２３８ 診断部10 Rolling bearing device (mechanical equipment)
11 Double row tapered roller bearings (rotating parts)
12 Bearing box (stationary member)
31, 70 Detector 32 Vibration sensor (vibration system sensor)
33 Temperature Sensor 35 Filter Processing Unit 37 Envelope Processing Unit 38 Frequency Analysis Unit 39 Comparison / Verification Unit 42 Abnormality Determination Unit 52 Rotation State Determination Units 60 and 120 Mechanical Equipment 62 Rolling Bearing (Rotating Parts)
72 Sensor 80 Controller 81, 82 Signal processing unit 84 Control unit 90 Output device 93 Monitor 94 Alarm 95 Report creation unit 96 Storage unit 97 Data output unit 100 Data accumulation / distribution unit 102 Rotation analysis unit 104 Filter processing unit 106 Vibration analysis unit 108 Comparison / determination unit 110 Internal data storage unit 200 Railway vehicle (mechanical equipment)
201 Vibration sensor 202, 220, 230 Abnormality diagnosis module 203 Communication line 204 Wheel (part that rotates or slides)
205 Digital processing module 206 Rotational speed sensor 207, 236 LPF
208 ADC
209 Waveform shaping circuit 210 TCNT
211 CPU
212 Communication protocol IP
213 SIO
214 Line driver 215 Envelope circuit 216, 235 HPF
217 Full-wave rectifier circuit 218 Peak hold 219, 231 Digital processing unit 232 Envelope processing 233 Hilbert transform 234 Amplitude demodulation 237 Threshold count 238 Diagnosis unit

以下、本発明の各実施形態に係る異常診断装置及び異常診断方法について、図面を参照して詳細に説明する。  Hereinafter, an abnormality diagnosis apparatus and an abnormality diagnosis method according to each embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

（第１実施形態）
まず、図１〜図６を参照して、本発明の第１実施形態に係る異常診断装置について説明する。
図１に示されるように、異常診断装置が適用される機械設備である鉄道車両用の転がり軸受装置１０は、回転部品である複列円すいころ軸受１１と、鉄道車両用台車の一部を構成する静止部材である軸受箱１２とを備える。また、異常診断装置は、転がり軸受装置１０から発生する信号を検出する検出部３１と、検出部３１の出力した電気信号から複列円すいころ軸受１１の異常等の状態を判定するための信号処理部８１及び転がり軸受装置１０を駆動制御する制御部８４とを備えた制御器８０と、モニタ９３や警報機９４等の出力装置９０とを備える。(First embodiment)
First, the abnormality diagnosis apparatus according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
As shown in FIG. 1, a rolling bearing device 10 for a railway vehicle, which is a mechanical facility to which an abnormality diagnosis device is applied, constitutes a double-row tapered roller bearing 11 that is a rotating part and a part of a railway vehicle carriage. And a bearing box 12 that is a stationary member. Further, the abnormality diagnosis device detects a signal generated from the rolling bearing device 10 and a signal process for determining a state of abnormality or the like of the double-row tapered roller bearing 11 from the electric signal output from the detection unit 31. The controller 80 provided with the control part 84 which drive-controls the part 81 and the rolling bearing apparatus 10, and output devices 90, such as the monitor 93 and the alarm device 94, are provided.

複列円すいころ軸受１１は、駆動装置である駆動モータ１３ａにより回転駆動される回転軸である鉄道車両の車軸１３を回転可能に支持しており、外周面に円すい外面状に傾斜した内輪軌道面１５，１５を有する一対の内輪１４，１４と、内周面に円すい内面状に傾斜した一対の外輪軌道面１７，１７を有する単一の外輪１６と、内輪１４，１４の内輪軌道面１５，１５と外輪１６の外輪軌道面１７，１７との間に複列で複数配置された転動体である円すいころ１８，１８と、円すいころ１８，１８を転動自在に保持する環状の打ち抜き保持器１９，１９と、外輪１６の軸方向の両端部にそれぞれ装着された一対のシール部材２０，２０とを備える。なお、駆動モータ１３ａは通電（ＯＮ）及び非通電（ＯＦＦ）を繰り返して用いられると共に、駆動モータ１３ａの非通電時には複列円すいころ軸受１１が車軸１３と共に慣性回転する。  The double row tapered roller bearing 11 rotatably supports an axle 13 of a railway vehicle that is a rotating shaft that is rotationally driven by a driving motor 13a that is a driving device, and an inner ring raceway surface that is inclined like a tapered outer surface on an outer peripheral surface. 15, a single outer ring 16 having a pair of outer ring raceways 17 and 17 inclined like a conical inner surface on the inner peripheral surface, and an inner ring raceway surface 15 of the inner rings 14 and 14. 15 and the outer ring raceway surfaces 17 and 17 of the outer ring 16 are a plurality of tapered rollers 18 and 18 that are arranged in a double row, and an annular punching cage that holds the tapered rollers 18 and 18 in a rollable manner. 19 and 19 and a pair of seal members 20 and 20 mounted on both ends of the outer ring 16 in the axial direction. The drive motor 13a is repeatedly energized (ON) and de-energized (OFF), and the double-row tapered roller bearing 11 rotates with the axle 13 when the drive motor 13a is de-energized.

軸受箱１２は、鉄道車両用台車の側枠を構成するハウジング２１を備えており、このハウジング２１は外輪１６の外周面を覆うように円筒状に形成されている。また、ハウジング２１の軸方向の前端部側には前蓋２２が配置され、ハウジング２１の軸方向の後端部側には後蓋２３が配置されている。  The bearing box 12 includes a housing 21 that constitutes a side frame of a railcar bogie. The housing 21 is formed in a cylindrical shape so as to cover the outer peripheral surface of the outer ring 16. A front lid 22 is disposed on the front end side in the axial direction of the housing 21, and a rear lid 23 is disposed on the rear end side in the axial direction of the housing 21.

一対の内輪１４，１４の間には、内輪間座２４が配置されている。一対の内輪１４，１４及び内輪間座２４には車軸１３が圧入されており、外輪１６はハウジング２１に嵌合されている。複列円すいころ軸受１１には、種々部材の重量等によるラジアル荷重と任意のアキシアル荷重とが負荷されており、外輪１６の周方向の上側部が負荷圏になっている。ここで、負荷圏とは、転動体に対して荷重が負荷される領域をいう。  An inner ring spacer 24 is disposed between the pair of inner rings 14, 14. The axle 13 is press-fitted into the pair of inner rings 14, 14 and the inner ring spacer 24, and the outer ring 16 is fitted in the housing 21. The double row tapered roller bearing 11 is loaded with a radial load due to the weight of various members and an arbitrary axial load, and the upper portion in the circumferential direction of the outer ring 16 is a load zone. Here, the load zone refers to a region where a load is applied to the rolling elements.

車軸１３の前端部側に配置された一方のシール部材２０は、外輪１６の外側端部と前蓋２２との間に組み付けられ、後端部側に配置された他方のシール部材２０は、外輪１６の外側端部と後蓋２３との間に組み付けられている。  One seal member 20 disposed on the front end portion side of the axle 13 is assembled between the outer end portion of the outer ring 16 and the front lid 22, and the other seal member 20 disposed on the rear end portion side is disposed on the outer ring. 16 is assembled between the outer end of 16 and the rear lid 23.

ハウジング２１の外周部の複列円すいころ軸受１１の軸方向の略中央部位置には径方向に貫通する貫通穴２６が形成され、この貫通穴２６には異常診断装置の一部を構成する検出部３１が単一の筐体２７に収容された状態で固定されている。  A through hole 26 penetrating in the radial direction is formed at a substantially central position in the axial direction of the double-row tapered roller bearing 11 on the outer peripheral portion of the housing 21, and this through hole 26 detects a part of the abnormality diagnosis device. The part 31 is fixed in a state of being accommodated in a single casing 27.

検出部３１は、振動センサ、ＡＥ（ａｃｏｕｓｔｉｃ ｅｍｉｓｓｉｏｎ）センサ、音響センサ、超音波センサの少なくとも１つの振動を検出可能な振動系センサと温度センサとを一体に筐体２７内に収納固定した複合一体型センサである。なお、図１の検出部３１は、振動センサ３２と温度センサ３３を備える。  The detection unit 31 is a composite one in which a vibration sensor capable of detecting at least one of a vibration sensor, an AE (acoustic emission) sensor, an acoustic sensor, and an ultrasonic sensor and a temperature sensor are integrally housed in a housing 27. It is a body type sensor. 1 includes a vibration sensor 32 and a temperature sensor 33.

振動センサ３２は、圧電素子等の振動測定素子であり、複列円すいころ軸受１１の内外輪軌道面１５，１５，１７，１７の剥離や、歯車の欠損、車輪のフラット摩耗等を検出するのに用いられる。なお、振動センサ３２は、加速度、速度或いは変位型等、振動を電気信号化できるものであればよく、ノイズが多いような機械設備に取付ける際には、絶縁型を使用する方がノイズの影響を受けることがないので好ましい。また、音響センサは、車軸部等から発生する音を音波として集音して、電気信号化できるマイクロホンを用いてもよく、マイクロホンは指向性を有した方が集音により好適である。  The vibration sensor 32 is a vibration measuring element such as a piezoelectric element, and detects peeling of the inner and outer ring raceway surfaces 15, 15, 17, 17 of the double row tapered roller bearing 11, a missing gear, flat wear of the wheel, and the like. Used for. The vibration sensor 32 may be an acceleration, speed, displacement type, or the like that can convert vibration into an electrical signal. When the vibration sensor 32 is attached to mechanical equipment with a lot of noise, the use of an insulation type is more affected by noise. It is preferable because it does not receive. Further, the acoustic sensor may use a microphone that collects sound generated from the axle portion or the like as sound waves and converts it into an electrical signal, and it is more preferable that the microphone has directivity for collecting sound.

温度センサ３３は、サーミスタ温度測定素子や白金測温抵抗体や熱電対等の非接触タイプの温度測定素子であり、筐体２７内で外輪１６の外周面近傍に配置されている。また、温度センサ３３としては、雰囲気温度が規定値を越えると、バイメタルの接点が離れたり、接点が溶断したりすることで導通しなくなる温度ヒューズを用いることができる。その場合、転がり軸受装置１０の温度が規定値を超えたとき、温度ヒューズの導通が遮断されることによって温度異常が検出される。  The temperature sensor 33 is a non-contact type temperature measuring element such as a thermistor temperature measuring element, a platinum resistance temperature detector, or a thermocouple, and is disposed in the vicinity of the outer peripheral surface of the outer ring 16 in the housing 27. Further, as the temperature sensor 33, when the ambient temperature exceeds a specified value, a temperature fuse that does not conduct when the bimetal contact is separated or the contact is blown can be used. In that case, when the temperature of the rolling bearing device 10 exceeds a specified value, the temperature abnormality is detected by blocking the conduction of the temperature fuse.

また、検出部３１は、複列円すいころ軸受１１の非回転側軌道輪に嵌合している軸受箱１２のラジアル荷重の負荷圏領域に取り付けている。このため、例えば、軸受軌道面に損傷が発生した場合、その損傷部を転動体が通過する際に生じる衝突力は無負荷圏よりも負荷圏の方が大きく、軸受負荷圏側の方が感度良く異常振動を検出することができる。
なお、検出部３１は、複列円すい軸受１１のような転がり軸受の他に、機械設備の構成に応じて、歯車や車輪（共に図示せず）の振動及び温度を検出することができる。Moreover, the detection part 31 is attached to the load zone area | region of the radial load of the bearing housing 12 currently fitted to the non-rotating side bearing ring of the double row tapered roller bearing 11. For this reason, for example, when the bearing raceway surface is damaged, the collision force generated when the rolling element passes through the damaged portion is larger in the load zone than in the no-load zone, and the bearing load zone side is more sensitive. Abnormal vibration can be detected well.
The detection unit 31 can detect vibrations and temperatures of gears and wheels (both not shown) according to the configuration of the mechanical equipment, in addition to the rolling bearings such as the double row cone bearing 11.

また、本実施形態では、複列円すいころ軸受１１の回転速度を検出するエンコーダ等の回転速度センサ４０（図２参照）が設けられている。  Moreover, in this embodiment, the rotational speed sensor 40 (refer FIG. 2), such as an encoder which detects the rotational speed of the double row tapered roller bearing 11, is provided.

信号処理部８１は、図２に示すように、振動センサ３２による振動信号を増幅後に振動計測値分析部５０を介して異常判定部４２に出力すると同時に、温度センサ３３による温度信号を増幅後に温度計測値分析部５１を介して異常判定部４２に出力し、異常判定部４２が振動と温度の各計測値又は時間に対する各変化率の組合せに基づいて、複列円すいころ軸受１１の異常の有無及び損傷の程度を判定する。ここで、各計測値は、任意の時間における実効値でもピーク値でもよい。  As shown in FIG. 2, the signal processing unit 81 amplifies the vibration signal from the vibration sensor 32 and outputs it to the abnormality determination unit 42 via the vibration measurement value analysis unit 50. At the same time, the signal processing unit 81 amplifies the temperature signal from the temperature sensor 33 and Whether or not there is an abnormality in the double row tapered roller bearing 11 is output to the abnormality determination unit 42 via the measurement value analysis unit 51, and the abnormality determination unit 42 is based on a combination of each measurement value of vibration and temperature or each change rate with respect to time. And determine the degree of damage. Here, each measured value may be an effective value or a peak value at an arbitrary time.

即ち、軸受軌道面に剥離損傷が発生した場合には、その損傷部を転動体が通過するごとに衝撃が生じるため振動値の変化が大きくなるが、その前兆または直後では温度はほとんど変化しない。一方、軸受に焼付き異常が生じると、その前兆として計測時間に対する振動と温度の変化が大きくなるという特徴がある。このように、本実施形態では、異常の種類によって振動と温度の変化の仕方が異なるという回転部品の異常形態の特徴を利用したものであり、振動と温度の各計測値又は時間に対する各変化率を組み合わせることにより、複列円すいころ軸受１１の異常の有無及び損傷の程度を判定することができる。  That is, when peeling damage occurs on the bearing raceway surface, an impact is generated every time the rolling element passes through the damaged portion, so that the change in vibration value increases. However, the temperature hardly changes immediately before or after that. On the other hand, when seizure abnormality occurs in the bearing, there is a feature that vibration and temperature change with respect to the measurement time increase as a precursor. As described above, in the present embodiment, the feature of the abnormal form of the rotating component that the vibration and temperature change method varies depending on the type of abnormality, and each change rate with respect to each measured value or time of vibration and temperature is used. By combining these, it is possible to determine whether there is an abnormality in the double row tapered roller bearing 11 and the degree of damage.

図３は、軸受に焼付き異常が生じるまでの振動の経時変化を示し、図４は、軸受に焼付き異常が生じるまでの温度の経時変化を示す。  FIG. 3 shows a change with time of vibration until a seizure abnormality occurs in the bearing, and FIG. 4 shows a change with time in temperature until a seizure abnormality occurs in the bearing.

図３及び図４より、軸受に焼付きが発生する前兆として、Ａ点から振動が急激に増加しているが、温度変化はほとんどない。その後、Ｂ点から振動がさらに増加し、この時点から温度が上昇している。振動はさらに増加後、Ｃ点で焼付きが生じ、焼付き後の温度はさらに上昇して過熱していることがわかる。  From FIG. 3 and FIG. 4, as a precursor to the occurrence of seizure in the bearing, the vibration increases rapidly from the point A, but there is almost no temperature change. Thereafter, vibration further increases from point B, and the temperature rises from this point. It can be seen that after the vibration further increases, seizure occurs at the point C, and the temperature after seizure further increases and overheats.

従って、図３及び図４に示した計測結果に基づき、Ａ，Ｂ，Ｃ点における振動と温度の計測値又は時間に対する変化率を求め、これらの値を予め設定しておいた規定値と比較することにより複列円すいころ軸受１１の異常の有無及び損傷の程度を判定する。  Therefore, based on the measurement results shown in FIGS. 3 and 4, the vibration and temperature measured values at points A, B, and C or the rate of change with time are obtained, and these values are compared with preset values. By doing so, the presence or absence of abnormality of the double row tapered roller bearing 11 and the degree of damage are determined.

更に、本実施形態では、振動センサ３２による振動の情報について、振動波形にフィルタ処理後、エンベロープ処理を施して周波数分析を行い、軸受の傷等の損傷の有無の判定及び損傷部位の特定を行えるようにして異常診断の信頼性を確実なものとしている。  Furthermore, in the present embodiment, the vibration information from the vibration sensor 32 is subjected to a frequency analysis by performing an envelope process after filtering the vibration waveform, and determining whether there is damage such as a scratch on the bearing and specifying a damaged part. In this way, the reliability of abnormality diagnosis is ensured.

即ち、図２に示すように、振動センサ３２が発生した振動信号は、有線または無線の信号伝送手段３４を介して増幅及びＡ／Ｄ変換後にフィルタ部３５に転送される。フィルタ部３５は、固有振動数記憶部３６に記憶された、複列円すいころ軸受１１の固有振動数に基づいて、振動信号からその固有振動数に対応する所定の周波数帯域のみを抽出する。なお、振動信号の増幅及びＡ／Ｄ変換は、伝送前に行なわれてもよく、増幅、Ａ／Ｄ変換の順序は逆であってもよい。  That is, as shown in FIG. 2, the vibration signal generated by the vibration sensor 32 is transferred to the filter unit 35 after amplification and A / D conversion via a wired or wireless signal transmission unit 34. Based on the natural frequency of the double row tapered roller bearing 11 stored in the natural frequency storage unit 36, the filter unit 35 extracts only a predetermined frequency band corresponding to the natural frequency from the vibration signal. The amplification and A / D conversion of the vibration signal may be performed before transmission, and the order of amplification and A / D conversion may be reversed.

この固有振動数は、複列円すいころ軸受１１を被測定物として、打撃法により加振し、被測定物に取付けた振動検出器又は打撃により発生した音響を周波数分析することにより容易に求めることができる。なお、被測定物が複列円すいころ軸受の場合には、内輪、外輪、転動体、保持器等のいずれかに起因する固有振動数が与えられる。一般的に、機械部品の固有振動数は複数存在し、また固有振動数での振幅レベルは高くなるため測定の感度がよい。  This natural frequency can be easily obtained by subjecting the double-row tapered roller bearing 11 to the object to be measured and exciting it by the striking method and analyzing the frequency of the vibration detector attached to the object to be measured or the sound generated by the striking. Can do. When the object to be measured is a double-row tapered roller bearing, a natural frequency due to any of the inner ring, outer ring, rolling element, cage, etc. is given. In general, there are a plurality of natural frequencies of mechanical parts, and the amplitude level at the natural frequencies is high, so the sensitivity of measurement is good.

その後、エンベロープ処理部３７では、フィルタ部３５にて抽出された所定の周波数帯域に対して、波形の絶対値を検波する絶対値検波処理が行われる。さらに、周波数分析部３８で波形の周波数の分析処理が行われ、実測値データが比較照合部３９へ転送される。  Thereafter, the envelope processing unit 37 performs absolute value detection processing for detecting the absolute value of the waveform for the predetermined frequency band extracted by the filter unit 35. Further, the frequency analysis unit 38 performs waveform frequency analysis processing, and the actual measurement data is transferred to the comparison and verification unit 39.

一方、理論周波数計算部４１において、回転速度センサ４０からの回転速度情報に基づき算出された、軸受の剥離、歯車の欠損、車輪のフラット等、回転部品の損傷に起因した周波数の計算値データが比較照合部３９に転送される。なお、回転部品が転がり軸受の場合には、計算値データは、図５に示されるような、内輪、外輪、転動体、保持器の損傷に起因した周波数データとなる。また、回転部品が歯車の場合には、図６に示されるような、傷に起因する周波数データとなる。  On the other hand, in the theoretical frequency calculation unit 41, calculated value data of the frequency caused by damage to rotating parts such as bearing separation, gear loss, wheel flatness, etc. calculated based on the rotation speed information from the rotation speed sensor 40 is obtained. It is transferred to the comparison / verification unit 39. When the rotating component is a rolling bearing, the calculated value data is frequency data resulting from damage to the inner ring, the outer ring, the rolling element, and the cage, as shown in FIG. Further, when the rotating component is a gear, the frequency data is caused by scratches as shown in FIG.

そして、比較照合部３９で実測値データと計算値データとが比較照合され、異常判定部４２にて異常の有無、異常部位の特定、損傷の程度の判定が行われる。出力装置９０は、複列円すいころ軸受１１の異常の有無、損傷の程度、異常部位の特定等の判定結果を出力し、異常が検出された場合にはアラーム等の警報を発したり、判定結果を記憶部に取り込む。ここで、異常判定部４２から出力装置９０への情報転送は、有線や無線等のデータ伝送手段９２によって行われる。また、この判定結果を、転がり軸受装置１０の駆動機構の動作を制御する制御部８４へ出力し、この判定結果に応じた制御信号をフィードバックするようにしてもよい。  Then, the comparison value verification unit 39 compares the actual measurement value data with the calculated value data, and the abnormality determination unit 42 determines the presence / absence of abnormality, the specification of the abnormal part, and the degree of damage. The output device 90 outputs determination results such as the presence / absence of an abnormality in the double-row tapered roller bearing 11, the degree of damage, and the identification of an abnormal part. If an abnormality is detected, an alarm such as an alarm is issued, or the determination result Is stored in the storage unit. Here, the information transfer from the abnormality determination unit 42 to the output device 90 is performed by a data transmission unit 92 such as wired or wireless. Further, the determination result may be output to the control unit 84 that controls the operation of the drive mechanism of the rolling bearing device 10 and a control signal corresponding to the determination result may be fed back.

なお、増幅後の振動信号処理は、各種データ処理と演算を行うもので、例えば、コンピュータ或いは専用マイクロチップ等を用いることが可能である。また、検出した信号をメモリ等の記憶手段に格納後に、演算処理を行うようにしても良い。  Note that the vibration signal processing after amplification performs various data processing and calculations, and for example, a computer or a dedicated microchip can be used. Further, the arithmetic processing may be performed after the detected signal is stored in a storage means such as a memory.

このように本実施形態では、回転部品である複列円すいころ軸受１１の回転状態に伴う振動及び温度の情報を同時に検出し、振動センサ、音響センサ、超音波センサ、或いは、ＡＥセンサ等の振動系センサによる計測結果と温度センサによる計測結果との組み合わせに基づいて、異常の有無と損傷の程度を同時に判定するので、振動と温度に関する複列円すいころ軸受１１の異常形態の特徴を利用した損傷の程度の判定が可能となる。また、突発的な外乱ノイズ等の影響による誤診断を防止して信頼性の高い異常診断を行うことができる。更に、複列円すいころ軸受１１が組み込まれている鉄道車両用転がり軸受装置１０を分解することなく実稼動状態で複列円すいころ軸受１１の異常の有無と損傷の程度を同時に検査することができ、この結果、複列円すいころ軸受１１の最適な交換時期が分かり、効率的なメンテナンスを可能にすることができる。特に、本発明では、振動と温度の計測値または変化率を組み合わせることで異常の有無を複数回診断して判定している。  As described above, in this embodiment, vibration and temperature information associated with the rotation state of the double-row tapered roller bearing 11 that is a rotating component is simultaneously detected, and vibrations such as a vibration sensor, an acoustic sensor, an ultrasonic sensor, or an AE sensor are detected. Based on the combination of the measurement result by the system sensor and the measurement result by the temperature sensor, the presence / absence of an abnormality and the degree of damage are determined at the same time. Therefore, the damage utilizing the characteristics of the abnormal form of the double-row tapered roller bearing 11 relating to vibration and temperature. It is possible to determine the degree of. In addition, it is possible to perform a highly reliable abnormality diagnosis by preventing erroneous diagnosis due to the influence of sudden disturbance noise or the like. Furthermore, the presence or absence of an abnormality and the degree of damage of the double-row tapered roller bearing 11 can be inspected at the same time in an actual operation state without disassembling the rolling bearing device 10 for railway vehicles in which the double-row tapered roller bearing 11 is incorporated. As a result, the optimum replacement time of the double-row tapered roller bearing 11 can be known, and efficient maintenance can be achieved. In particular, in the present invention, the presence or absence of abnormality is diagnosed and determined a plurality of times by combining vibration and temperature measurement values or change rates.

また、振動の情報については、回転速度信号に基づき算出した複列円すいころ軸受１１の損傷に起因した周波数成分と振動センサ３２により検出された信号の振動波形にフィルタ処理及びエンベロープ処理を施して得られた実測データの周波数成分とを比較することにより、複列円すいころ軸受１１の異常の有無の判定や損傷部位を特定することもでき、異常診断の信頼性をより確実なものとすることができる。  The vibration information is obtained by subjecting the frequency component resulting from the damage of the double row tapered roller bearing 11 calculated based on the rotational speed signal and the vibration waveform of the signal detected by the vibration sensor 32 to filter processing and envelope processing. By comparing the frequency components of the measured data obtained, it is possible to determine the presence / absence of an abnormality in the double-row tapered roller bearing 11 and to specify the damaged part, and to further ensure the reliability of the abnormality diagnosis. it can.

（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態に係る異常診断装置について、図７及び図８を参照して詳細に説明する。なお、第１実施形態と同等部分については、同一符号を付して説明を省略或いは簡略化する。(Second Embodiment)
Next, the abnormality diagnosis apparatus according to the second embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. In addition, about the part equivalent to 1st Embodiment, the same code | symbol is attached | subjected and description is abbreviate | omitted or simplified.

本実施形態では、信号処理部８１は、駆動モータ１３ａ（図１参照）の非通電時における複列円すいころ軸受１１の所定の回転速度領域内での慣性回転状態を回転速度センサ４０及び駆動モータ１３ａのＯＦＦ信号に基づいて検出し、該検出時に、振動センサ３２及び温度センサ３３による検出信号に基づいて複列円すいころ軸受１１の異常を診断する。  In the present embodiment, the signal processing unit 81 indicates an inertial rotation state within a predetermined rotation speed region of the double-row tapered roller bearing 11 when the drive motor 13a (see FIG. 1) is not energized, and the rotation speed sensor 40 and the drive motor. Detection is based on the OFF signal 13a, and at the time of detection, abnormality of the double row tapered roller bearing 11 is diagnosed based on detection signals from the vibration sensor 32 and the temperature sensor 33.

まず、図７に示すように、振動センサ３２が発生した振動信号、温度センサ３３が発生した温度信号は、信号伝送手段３４を介して増幅及びＡ／Ｄ変換後に回転状態判定部５２に転送される。なお、振動信号の増幅及びＡ／Ｄ変換は伝送前に行なわれてもよく、また、増幅とＡ／Ｄ変換の順序は逆であっても良い。  First, as shown in FIG. 7, the vibration signal generated by the vibration sensor 32 and the temperature signal generated by the temperature sensor 33 are transferred to the rotation state determination unit 52 after amplification and A / D conversion via the signal transmission means 34. The The amplification and A / D conversion of the vibration signal may be performed before transmission, and the order of amplification and A / D conversion may be reversed.

回転状態判定部５２は、駆動モータ１３ａを所定の回転速度領域内で駆動運転した後、駆動モータ１３ａを非通電とした慣性回転領域かどうかを判定する。例えば、図８の処理フローに示すように、回転状態判定部５２は、駆動モータ側のＯＦＦ信号が出力されているか否かを判定する（ステップＳ１１）と共に、回転速度センサ４０からの複列円すいころ軸受１１の回転速度情報が予め設定された所定の回転速度領域内であるか否かを判定する（ステップＳ１２）。そして、駆動モータ側のＯＦＦ信号（非通電）が出力されておらず、或いは回転速度センサ４０からの複列円すいころ軸受１１の回転速度情報が予め設定された所定の回転速度領域内ではない場合は、ステップＳ１１に戻って処理を繰り返す。一方、駆動モータ側のＯＦＦ信号が回転状態判定部５２に出力され、且つ回転速度センサ４０からの複列円すいころ軸受１１の回転速度情報が予め設定された所定の回転速度領域内である場合には、その時点の振動信号及び温度信号を検出し、フィルタ部３５、温度計測値分析部５１に転送する（ステップＳ１３）。  The rotation state determination unit 52 determines whether or not the drive motor 13a is in an inertial rotation region in which the drive motor 13a is not energized after driving the drive motor 13a within a predetermined rotation speed region. For example, as shown in the processing flow of FIG. 8, the rotation state determination unit 52 determines whether or not an OFF signal on the drive motor side is output (step S11), and double-row cones from the rotation speed sensor 40. It is determined whether or not the rotational speed information of the roller bearing 11 is within a predetermined rotational speed region set in advance (step S12). And when the OFF signal (non-energized) on the drive motor side is not output, or the rotational speed information of the double-row tapered roller bearing 11 from the rotational speed sensor 40 is not within a predetermined rotational speed region set in advance. Returns to step S11 and repeats the process. On the other hand, when the OFF signal on the drive motor side is output to the rotation state determination unit 52 and the rotation speed information of the double row tapered roller bearing 11 from the rotation speed sensor 40 is within a predetermined rotation speed region set in advance. Detects the vibration signal and temperature signal at that time, and transfers them to the filter unit 35 and the temperature measurement value analysis unit 51 (step S13).

なお、回転状態判定部５２は、複列円すいころ軸受１１の回転速度情報が所定の回転速度領域内であることが確認されている場合には、駆動モータのＯＦＦ信号の出力に基づいて振動信号及び温度信号を検出するようにしてもよい。或いは、回転速度センサ４０による回転速度情報の推移によって駆動モータ１３ａが非通電時であることを判断するようにすれば、回転速度センサ４０による回転速度の検出信号と、検出部３１による振動又は温度の検出信号とを連動させて、回転部品の異常を診断するようにしてもよい。  In addition, the rotation state determination part 52 is a vibration signal based on the output of the OFF signal of a drive motor, when it is confirmed that the rotation speed information of the double row tapered roller bearing 11 is in a predetermined rotation speed area. The temperature signal may be detected. Alternatively, if it is determined that the drive motor 13a is not energized by the transition of the rotational speed information from the rotational speed sensor 40, the rotational speed detection signal from the rotational speed sensor 40 and the vibration or temperature from the detection unit 31 are detected. An abnormality of the rotating part may be diagnosed by interlocking with the detection signal.

なお、駆動モータ１３ａが非通電時である場合には、振動の情報は、図７に示すように、第１実施形態と同様に処理され、異常判定部４２は、複列円すいころ軸受１１の振動異常の有無、異常部位の特定を行う。出力装置９０は複列円すいころ軸受１１の異常判定と異常部位の特定の結果の出力を行い、アラーム等の警報が発せられたり、判定結果が記憶部に取り込まれる。  When the drive motor 13a is not energized, the vibration information is processed in the same manner as in the first embodiment, as shown in FIG. 7, and the abnormality determination unit 42 determines whether the double-row tapered roller bearing 11 The presence / absence of vibration abnormality and the abnormal part are identified. The output device 90 performs an abnormality determination of the double-row tapered roller bearing 11 and outputs a specific result of the abnormal part, and an alarm such as an alarm is issued or the determination result is taken into the storage unit.

一方、駆動モータ側のＯＦＦ信号が出力され、且つ複列円すいころ軸受１１の回転速度情報が予め設定された所定の回転速度領域内である場合に検出された温度信号は、温度計測値分析部５１にて処理された後、異常判定部４２に出力される。  On the other hand, a temperature signal detected when an OFF signal on the drive motor side is output and the rotational speed information of the double-row tapered roller bearing 11 is within a predetermined rotational speed range set in advance is a temperature measurement value analysis unit. After being processed at 51, it is output to the abnormality determination unit 42.

該異常判定部４２では予め設定した閾値を超えるか否かを判定し、閾値を超えない場合は軸受に異常は発生していないと判断し、閾値を超えた場合は焼付き等の異常が軸受に発生したと判断して、出力装置９０で複列円すいころ軸受１１の異常判定の結果の出力が行われ、アラーム等の警報が発せられる。  The abnormality determination unit 42 determines whether or not a preset threshold value is exceeded. If the threshold value is not exceeded, it is determined that no abnormality has occurred in the bearing. If the threshold value is exceeded, an abnormality such as seizure has occurred. Therefore, the output device 90 outputs the result of the abnormality determination of the double-row tapered roller bearing 11 and issues an alarm such as an alarm.

このように本実施形態では、信号処理部８１は、駆動モータ１３ａの非通電時における複列円すいころ軸受１１の所定の回転速度領域内での慣性回転状態において、振動センサ３２及び温度センサ３３による検出信号に基づいて複列円すいころ軸受１１の異常を診断するようにしているので、複列円すいころ軸受１１が組み込まれている鉄道車両用転がり軸受装置１０を分解することなく実稼動状態で複列円すいころ軸受１１の異常を診断することができると共に、駆動モータ１３ａ駆動時の電磁音等、電気的な外乱ノイズを抑制することにより、高感度で高ＳＮ比（信号対雑音比）での信号の検出が可能となり、信頼性の高い異常診断を行うことができる。  As described above, in the present embodiment, the signal processing unit 81 uses the vibration sensor 32 and the temperature sensor 33 in the inertial rotation state within the predetermined rotation speed region of the double-row tapered roller bearing 11 when the drive motor 13a is not energized. Since the abnormality of the double row tapered roller bearing 11 is diagnosed based on the detection signal, the rolling bearing device 10 for a railway vehicle incorporating the double row tapered roller bearing 11 is duplicated in an actual operation state without being disassembled. Abnormalities of the row tapered roller bearing 11 can be diagnosed, and by suppressing electrical disturbance noise such as electromagnetic noise when driving the drive motor 13a, high sensitivity and high signal-to-noise ratio (signal-to-noise ratio) are achieved. A signal can be detected, and a highly reliable abnormality diagnosis can be performed.

本実施形態において、駆動モータ１３ａ駆動時、電磁音等の電気的な外乱ノイズの影響は振動センサ３２の方が温度センサ３３より大きいので、少なくとも振動センサ３２からの信号伝達手段３４が回転状態判定部５２に転送され、温度センサ３３から回転状態判定部５２を通らずに温度計測値分析部５１に信号伝送手段３４が転送されるようにしてもよい。
なお、その他の構成及び作用については、第１実施形態のものと同様である。In the present embodiment, when the drive motor 13a is driven, the influence of electrical disturbance noise such as electromagnetic noise is greater in the vibration sensor 32 than in the temperature sensor 33. Therefore, at least the signal transmission means 34 from the vibration sensor 32 determines the rotation state. The signal transmission means 34 may be transferred from the temperature sensor 33 to the temperature measurement value analysis unit 51 without passing through the rotation state determination unit 52.
Other configurations and operations are the same as those in the first embodiment.

（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態に係る異常診断装置について、図９を参照して説明する。なお、第２実施形態と同等部分については、同一符号を付して説明を省略或いは簡略化する。(Third embodiment)
Next, an abnormality diagnosis apparatus according to a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In addition, about the equivalent part to 2nd Embodiment, the same code | symbol is attached | subjected and description is abbreviate | omitted or simplified.

本実施形態の異常診断装置では、図９のフローチャートに示すように、回転状態判定部５２（図７参照）は、回転速度センサ４０からの複列円すいころ軸受１１の回転速度情報が１００ｍｉｎ−１以上１５００ｍｉｎ−１以下の回転速度領域内であるか否かを判定する（ステップＳ２１）。そして、複列円すいころ軸受１１の回転速度情報が１００ｍｉｎ−１以上１５００ｍｉｎ−１以下の回転速度領域外である場合は、ステップＳ２１に戻って処理を繰り返す。一方、複列円すいころ軸受１１の回転速度情報が１００ｍｉｎ−１以上１５００ｍｉｎ−１以下の回転速度領域内である場合には、その時点の振動信号及び温度信号を検出し、フィルタ部３５、温度計測値分析部５１に転送する（ステップＳ２２）。In the abnormality diagnosis device of the present embodiment, as shown in the flowchart of FIG. 9, the rotation state determination unit 52 (see FIG. 7) indicates that the rotation speed information of the double-row tapered roller bearing 11 from the rotation speed sensor 40 is 100 min −1. It is determined whether or not the rotational speed region is 1500 min −1 or less (step S21). And when the rotational speed information of the double row tapered roller bearing 11 is outside the rotational speed region of 100 min −1 or more and 1500 min −1 or less, the process returns to step S21 and is repeated. On the other hand, when the rotational speed information of the double row tapered roller bearing 11 is in the rotational speed region of 100 min −1 or more and 1500 min −1 or less, the vibration signal and the temperature signal at that time are detected, and the filter unit 35 and the temperature measurement are detected. It transfers to the value analysis part 51 (step S22).

従って、本実施形態の異常診断装置では、図７の回転状態判定部５２は、駆動モータ１３ａのＯＦＦ信号の出力を用いずに、複列円すいころ軸受１１が１００ｍｉｎ−１以上１５００ｍｉｎ−１以下の回転速度領域内であるかどうかを判定するように構成される。Therefore, in the abnormality diagnosis device of the present embodiment, the rotation state determination unit 52 of FIG. 7 does not use the output of the OFF signal of the drive motor 13a, and the double-row tapered roller bearing 11 is 100 min −1 or more and 1500 min −1 or less. It is configured to determine whether it is within the rotational speed region.

ただし、本実施形態の異常診断装置でも、第２実施形態と同様に、回転状態判定部５２が、駆動モータ１３ａのＯＦＦ信号の出力を用いて、或いは、回転速度センサ４０による回転速度情報の推移によって駆動モータ１３ａが非通電時であることを判断するようにしても良い。従って、複列円すいころ軸受１１が１００ｍｉｎ−１以上１５００ｍｉｎ−１以下の回転速度領域内で慣性回転する時に、振動信号及び温度信号を検出することで、駆動モータ１３ａ通電時の電磁成分の影響がなくなり、より高精度な異常診断が可能となる。However, also in the abnormality diagnosis device of the present embodiment, as in the second embodiment, the rotational state determination unit 52 uses the output of the OFF signal of the drive motor 13a or the transition of rotational speed information by the rotational speed sensor 40. Thus, it may be determined that the drive motor 13a is not energized. Therefore, when the double-row tapered roller bearing 11 is inertially rotated within a rotation speed region of 100 min −1 or more and 1500 min −1 or less, the vibration signal and the temperature signal are detected, so that the influence of the electromagnetic component when the drive motor 13a is energized is affected. This makes it possible to diagnose abnormality with higher accuracy.

従って、本実施形態の異常診断装置によれば、複列円すいころ軸受１１が１００ｍｉｎ−１以上１５００ｍｉｎ−１以下の回転速度領域内で回転する時、振動センサ３２及び温度センサ３３による検出信号に基づいて複列円すいころ軸受１１の異常を診断するようにしているので、複列円すいころ軸受１１が組み込まれている鉄道車両用転がり軸受装置１０を分解することなく実稼動状態で複列円すいころ軸受１１の異常を診断することができると共に、複列円すいころ軸受１１の剥離や車輪のフラット摩耗等の損傷による加振力を外乱ノイズ等の影響を受けることなく高ＳＮ比で検出可能となり、その結果、信頼性の高い異常診断を行うことができる。
特に、外径がφ２００ｍｍ（内径φ１００ｍｍ、幅１５０ｍｍ）以上の複列円すいころ軸受１１が組み込まれる鉄道車両用転がり軸受装置１０において、複列円すいころ軸受１１が上記回転速度領域内で回転する場合に異常診断を行うことで、信頼性の高い異常診断が可能である。
その他の構成及び作用については、第２実施形態のものと同様である。Therefore, according to the abnormality diagnosis device of the present embodiment, when the double-row tapered roller bearing 11 rotates in the rotational speed region of 100 min −1 or more and 1500 min −1 or less, based on the detection signals from the vibration sensor 32 and the temperature sensor 33. Thus, the abnormality of the double-row tapered roller bearing 11 is diagnosed. Therefore, the double-row tapered roller bearing 10 in which the double-row tapered roller bearing 11 is incorporated is actually disassembled without disassembling. 11 can be diagnosed, and the excitation force caused by damage such as peeling of the double-row tapered roller bearing 11 or flat wear of the wheel can be detected with a high S / N ratio without being affected by disturbance noise, etc. As a result, a highly reliable abnormality diagnosis can be performed.
In particular, in the rolling bearing device 10 for a railway vehicle in which the double row tapered roller bearing 11 having an outer diameter of φ200 mm (inner diameter φ100 mm, width 150 mm) or more is incorporated, the double row tapered roller bearing 11 rotates within the rotation speed region. By performing abnormality diagnosis, highly reliable abnormality diagnosis is possible.
Other configurations and operations are the same as those of the second embodiment.

なお、機械設備によってはクラッチ機構等を用いて歯車列の噛合いが間欠的に行われる場合があり、上記第２及び第３実施形態に加えて、クラッチによる歯車列の噛合いが離れた時に振動センサ３２及び温度センサ３３による検出信号に基づいて複列円すいころ軸受１１の異常を診断することにより、機械的な歯車列の噛合いノイズと電気的なノイズの影響を受けることがなくなり、さらに高ＳＮ比な異常診断が可能となる。なお、歯車列の噛み合いが離れた時に駆動モータ側に信号を出力し、駆動モータの非通電状態後に振動や温度の信号検出及び異常診断を行うと、診断の効率化が図れる。  Depending on the mechanical equipment, the gear train may be intermittently engaged using a clutch mechanism or the like. In addition to the second and third embodiments, the gear train is disengaged by the clutch. By diagnosing the abnormality of the double-row tapered roller bearing 11 based on the detection signals from the vibration sensor 32 and the temperature sensor 33, it is not affected by the meshing noise of the mechanical gear train and the electrical noise. Abnormal diagnosis with a high S / N ratio is possible. If the gear train is disengaged, a signal is output to the drive motor side, and vibration and temperature signal detection and abnormality diagnosis are performed after the drive motor is de-energized, so that diagnosis efficiency can be improved.

更に、鉄道車両用においては、上記第２及び第３実施形態に加えて、線路の繋ぎ目やポイント等がなく、且つ直線走行時に、振動センサ３２及び温度センサ３３による検出信号に基づいて複列円すいころ軸受１１の異常を診断することによっても同様の作用効果を得ることができる、この場合、例えば、直線走行になる場所を通過した時に運転席側または駆動モータ側に信号を出力し、駆動モータの非通電状態後に振動や温度の信号検出及び異常診断を行うと診断の効率化が図れる。  Further, in the case of a railway vehicle, in addition to the second and third embodiments, there are no joints or points on the track, and double-rows based on detection signals from the vibration sensor 32 and the temperature sensor 33 during straight running. Similar effects can be obtained by diagnosing the abnormality of the tapered roller bearing 11. In this case, for example, a signal is output to the driver's seat side or the drive motor side when passing through a place where the vehicle travels in a straight line. If the vibration and temperature signal detection and abnormality diagnosis are performed after the motor is de-energized, diagnosis efficiency can be improved.

（第４実施形態）
次に、図１０〜１２を参照して、第４実施形態の異常診断装置について説明する。図１０に示されるように、異常診断装置は、機械設備６０から発生する信号を検出する検出部７０と、検出部７０の出力した電気信号から機械設備６０の回転部品の異常等の状態を判定するための信号処理部８２及び機械設備６０を駆動制御する制御部８４とを備えた制御器８０と、モニタ９３や警報機９４等の出力装置９０とを備える。(Fourth embodiment)
Next, with reference to FIGS. 10-12, the abnormality diagnosis apparatus of 4th Embodiment is demonstrated. As shown in FIG. 10, the abnormality diagnosis apparatus detects a signal generated from the mechanical equipment 60 and a state of abnormality or the like of the rotating component of the mechanical equipment 60 from the electric signal output from the detection section 70. A controller 80 including a signal processing unit 82 for controlling the operation and a control unit 84 for driving and controlling the mechanical equipment 60, and an output device 90 such as a monitor 93 and an alarm device 94.

機械設備６０には、１例として回転部品である転がり軸受６２が設けられており、転がり軸受６２は、回転軸（図示せず）に外嵌される回転輪である内輪６４と、ハウジング（図示せず）に内嵌される固定輪である外輪６６と、内輪６４及び外輪６６との間に配置された複数の転動体である玉６８と、玉６８を転動自在に保持する保持器（図示せず）とを備える。  As an example, the mechanical equipment 60 is provided with a rolling bearing 62 which is a rotating part. The rolling bearing 62 includes an inner ring 64 which is a rotating ring fitted on a rotating shaft (not shown), and a housing (see FIG. (Not shown) an outer ring 66 which is a fixed ring fitted inside, a ball 68 which is a plurality of rolling elements disposed between the inner ring 64 and the outer ring 66, and a cage (a ball 68) which holds the ball 68 in a freely rolling manner. (Not shown).

検出部７０は、運転中に機械設備６０から発生する振動を検出するセンサ７２を備える。センサ７２は、ボルト固定、接着、ボルト固定と接着、或いはモールド材による埋め込み等によってハウジングの外輪近傍に固定されている。なお、ボルト固定の場合には、回り止め機能を備えるようにしてもよい。また、センサ７２をモールドする場合には、防水性が図られると共に、外部からの加振に対する防振性が向上するため、センサ７２自体の信頼性を飛躍的に向上することができる。  The detection unit 70 includes a sensor 72 that detects vibrations generated from the mechanical equipment 60 during operation. The sensor 72 is fixed in the vicinity of the outer ring of the housing by bolt fixing, bonding, bolt fixing and bonding, or embedding with a molding material. In addition, in the case of bolt fixation, you may make it provide a rotation stop function. In addition, when the sensor 72 is molded, the waterproof property is achieved and the vibration proof property against external vibration is improved, so that the reliability of the sensor 72 itself can be drastically improved.

また、センサ７２は、振動を検出可能な振動系センサであればよく、振動センサ、ＡＥ（ａｃｏｕｓｔｉｃ ｅｍｉｓｓｉｏｎ）センサ、超音波センサ、及びショックパルスセンサ等や、加速度、速度、歪み、応力、変位型等、振動を電気信号化できるものであればよい。また、ノイズが多いような機械設備に取り付ける際には、絶縁型を使用する方がノイズの影響を受けることが少ないので好ましい。さらに、センサ７２が、圧電素子等の振動検出素子を使用する場合には、この素子をプラスチック等にモールドして構成してもよい。加えて、本実施形態の機械設備６０は、転がり軸受６２の他に、歯車や車輪（共に図示せず）等の振動をセンサ７２によって検出することができる。  The sensor 72 may be any vibration system sensor that can detect vibration, such as a vibration sensor, an AE (acoustic emission) sensor, an ultrasonic sensor, a shock pulse sensor, and the like, acceleration, speed, strain, stress, displacement type. Any device that can convert vibration into an electrical signal may be used. In addition, when attaching to mechanical equipment with a lot of noise, it is preferable to use an insulating type because it is less affected by noise. Further, when the sensor 72 uses a vibration detecting element such as a piezoelectric element, this element may be molded into plastic or the like. In addition, the mechanical equipment 60 of the present embodiment can detect vibrations of gears and wheels (both not shown) in addition to the rolling bearing 62 by the sensor 72.

また、検出部７０は、図１の検出部３１と同様に、機械設備から発生する振動を検出するセンサ７２と２機械設備の温度を検出する温度センサや回転速度センサが単一の筐体内に収容される一体型センサであってもよい。この場合、一体型センサは、転がり軸受６２を固定する軸受箱の平坦部に固定されることが好ましい（図１８参照。）。温度センサは、温度がある規定値になると、バイメタルの接点が離れるか、接点が溶断することで導通しなくなる方式の温度ヒューズであってもよい。これにより、ある規定値以上の温度が検出されると、温度ヒューズが導通しなくなるので、異常を検出することができる。  In addition, as in the detection unit 31 of FIG. 1, the detection unit 70 includes a sensor 72 for detecting vibrations generated from mechanical equipment and a temperature sensor and a rotation speed sensor for detecting the temperature of two mechanical equipments in a single casing. It may be an integrated sensor housed. In this case, the integrated sensor is preferably fixed to a flat portion of a bearing box that fixes the rolling bearing 62 (see FIG. 18). The temperature sensor may be a temperature fuse of a type in which, when the temperature reaches a certain specified value, the bimetal contact is separated or the contact is blown to cause no conduction. As a result, when a temperature equal to or higher than a specified value is detected, the temperature fuse is not turned on, so that an abnormality can be detected.

信号処理部８２及び制御部８４とを備える制御器８０は、マイクロコンピュータ（ＩＣチップ，ＣＰＵ，ＭＰＵ，ＤＳＰ等）によって構成されており、データ伝送手段７４を介してセンサ７２からの電気信号を受け取る。  The controller 80 including the signal processing unit 82 and the control unit 84 is configured by a microcomputer (IC chip, CPU, MPU, DSP, etc.), and receives an electrical signal from the sensor 72 via the data transmission means 74. .

信号処理部８２は、図１１に示されるように、データ蓄積分配部１００、回転分析部１０２、フィルタ処理部１０４、振動分析部１０６、比較判定部１０８、内部データ保存部１１０を備える。データ蓄積分配部１００は、センサ７２からの電気信号及び回転速度に関する電気信号を受け取り一時的に蓄積すると共に、信号の種類に応じて各分析部１０２，１０６の何れかに信号を振り分ける収集および分配機能を有している。各種信号は、データ蓄積分配部１００に送られる以前に、図示しないＡＤ変換器によりデジタル信号にＡ／Ｄ変換され、図示しない増幅器によって増幅きれた後にデータ蓄積分配部１００に送られる。なお、Ａ／Ｄ変換と増幅は、順序が逆であっても構わない。  As shown in FIG. 11, the signal processing unit 82 includes a data storage / distribution unit 100, a rotation analysis unit 102, a filter processing unit 104, a vibration analysis unit 106, a comparison determination unit 108, and an internal data storage unit 110. The data storage / distribution unit 100 receives and temporarily stores the electrical signal from the sensor 72 and the electrical signal related to the rotational speed, and collects and distributes the signal to one of the analysis units 102 and 106 according to the type of the signal. It has a function. Various signals are A / D converted into digital signals by an AD converter (not shown) before being sent to the data storage / distribution unit 100, and after being amplified by an amplifier (not shown), are sent to the data storage / distribution unit 100. Note that the order of A / D conversion and amplification may be reversed.

回転分析部１０２は、回転速度を検出するセンサ（図示せず）からの出力信号を基に、内輪６４、即ち回転軸の回転速度を算出し、算出した回転速度を比較判定部１０８に送信する。なお、上記検出素子が、内輪６４に取り付けられたエンコーダと外輪６６に取り付けられた磁石及び磁気検出素子で構成されている場合には、検出素子が出力する信号は、エンコーダの形状と回転速度に応じたパルス信号となる。回転分析部１０２は、エンコーダの形状に応じた所定の変換関数又は変換テーブルを有しており、関数またはテーブルに従って、パルス信号から内輪６４及び回転軸の回転速度を算出する。  The rotation analysis unit 102 calculates the rotation speed of the inner ring 64, that is, the rotation shaft, based on an output signal from a sensor (not shown) that detects the rotation speed, and transmits the calculated rotation speed to the comparison determination unit 108. . When the detection element is composed of an encoder attached to the inner ring 64, a magnet and a magnetic detection element attached to the outer ring 66, the signal output from the detection element depends on the shape and rotational speed of the encoder. A corresponding pulse signal is obtained. The rotation analysis unit 102 has a predetermined conversion function or conversion table corresponding to the shape of the encoder, and calculates the rotation speed of the inner ring 64 and the rotation shaft from the pulse signal according to the function or table.

フィルタ処理部１０４は、回転部品である転がり軸受６２や歯車や車輪等の固有振動数に基づいて、振動信号からその固有振動数に対応する所定の周波数帯域のみを抽出し、不要な周波数帯域を除去する。この固有振動数は、回転部品を被測定物として、打撃法により加振し、被測定物に取付けた振動検出器又は打撃により発生した音響を周波数分析することにより容易に求めることができる。なお、被測定物が転がり軸受の場合には、内輪、外輪、転動体、保持器等のいずれかに起因する固有振動数が与えられる。一般的に、機械部品の固有振動数は複数存在し、また固有振動数での振幅レベルは高くなるため測定の感度がよい。  The filter processing unit 104 extracts only a predetermined frequency band corresponding to the natural frequency from the vibration signal based on the natural frequency of the rolling bearing 62, gears, wheels, or the like, which is a rotating component, and extracts an unnecessary frequency band. Remove. This natural frequency can be easily obtained by vibrating the rotating part as an object to be measured by the striking method and analyzing the frequency of the vibration detector attached to the object to be measured or the sound generated by the striking. When the object to be measured is a rolling bearing, the natural frequency due to any of the inner ring, outer ring, rolling element, cage, etc. is given. In general, there are a plurality of natural frequencies of mechanical parts, and the amplitude level at the natural frequencies is high, so the sensitivity of measurement is good.

振動分析部１０６は、センサ７２からの出力信号を基に、軸受６２、歯車、車輪に発生している振動の周波数分析を行う。具体的には、振動分析部１０６は、振動信号の周波数スペクトルを算出するＦＦＴ計算部であり、ＦＦＴのアルゴリズムに基づいて、振動の周波数スペクトルを算出する。算出された周波数スペクトルは、比較判定部１０８に送信される。また、振動分析部１０６は、ＦＦＴを行う前処理として、絶対値処理やエンベロープ処理を行い、診断に必要な周波数成分のみに変換してもよい。振動分析部１０６は、必要に応じて、エンベロープ処理後のエンベロープデータも併せて比較判定部１０８に出力する。  Based on the output signal from the sensor 72, the vibration analysis unit 106 performs frequency analysis of vibrations generated in the bearing 62, gears, and wheels. Specifically, the vibration analysis unit 106 is an FFT calculation unit that calculates a frequency spectrum of a vibration signal, and calculates a frequency spectrum of vibration based on an FFT algorithm. The calculated frequency spectrum is transmitted to the comparison determination unit 108. Further, the vibration analysis unit 106 may perform absolute value processing or envelope processing as preprocessing for performing FFT, and convert only to frequency components necessary for diagnosis. The vibration analysis unit 106 outputs the envelope data after the envelope processing to the comparison determination unit 108 as necessary.

比較判定部１０８は、振動分析部１０６による振動の周波数スペクトルと、この周波数スペクトルから算出される異常診断に用いられる基準値とを比較し、周波数スペクトルから基準値より大きいピーク成分を抽出して、ピーク間の周波数値を算出する。一方で、図５及び図６に示す関係式から、各回転部品の異常時に起因して発生する回転部品の振動発生周波数成分、即ち、軸受の傷成分Ｓｘ（内輪傷成分Ｓｉ、外輪傷成分Ｓｏ、転動体傷成分Ｓｂ及び保持器成分Ｓｃ）、歯車の噛み合いに対応する傷成分Ｓｇ、車輪等の回転体の摩耗やアンバランス成分Ｓｒを求め、この振動発生周波数成分とピーク間の周波数値を比較する。さらに、比較判定部１０８は、判定結果に基づき、異常の有無及び異常部位の特定を行う。  The comparison determination unit 108 compares the frequency spectrum of the vibration by the vibration analysis unit 106 with a reference value used for abnormality diagnosis calculated from the frequency spectrum, and extracts a peak component larger than the reference value from the frequency spectrum, Calculate the frequency value between peaks. On the other hand, from the relational expressions shown in FIG. 5 and FIG. 6, the vibration generation frequency component of the rotating parts generated due to the abnormality of each rotating part, that is, the bearing flaw component Sx (inner ring flaw component Si, outer ring flaw component So , The rolling element scratch component Sb and the cage component Sc), the scratch component Sg corresponding to the meshing of the gears, the wear or unbalance component Sr of the rotating body such as the wheel, and the frequency value between the vibration generating frequency component and the peak is obtained. Compare. Further, the comparison / determination unit 108 identifies the presence / absence of an abnormality and an abnormal part based on the determination result.

なお、振動発生周波数成分の演算は、これより前に行ってもよく、以前に同様の診断を行っている場合には、内部データ保存部１１０に記憶し、そのデータを用いてもよい。また、算出に用いる各回転部品の設計諸元データは事前に入力記憶させておく。  In addition, the calculation of the vibration generation frequency component may be performed before this, and when the same diagnosis has been performed previously, it may be stored in the internal data storage unit 110 and the data may be used. Further, design specification data of each rotating part used for calculation is input and stored in advance.

そして、比較判定部１０８での判定結果は、メモリやＨＤＤ等の内部データ保存部１１０に保存されても良いし、データ伝送手段９２を介して出力装置９０へ伝送されてもよい。また、この判定結果を、機械設備６０の駆動機構の動作を制御する制御部８４へ出力し、この判定結果に応じた制御信号をフィードバックするようにしてもよい。  Then, the determination result in the comparison / determination unit 108 may be stored in the internal data storage unit 110 such as a memory or HDD, or may be transmitted to the output device 90 via the data transmission unit 92. The determination result may be output to the control unit 84 that controls the operation of the drive mechanism of the mechanical equipment 60, and a control signal corresponding to the determination result may be fed back.

また、出力装置９０は、判定結果をモニタ等にリアルタイムに表示してもよいし、異常が検出された場合にはライトやブザー等の警報機を使って異常の通知を行なってもよい。なお、データ伝送手段７４，９２は、的確に信号を送受信可能であれば良く、有線でも良いし、ネットワークを考慮した無線を利用しても良い。  Further, the output device 90 may display the determination result on a monitor or the like in real time, or may notify the abnormality using an alarm device such as a light or a buzzer when an abnormality is detected. The data transmission means 74 and 92 only need to be able to transmit and receive signals accurately, and may be wired or may use wireless considering the network.

次に、図１２を参照して、振動信号を基にした異常診断の処理フローの具体例について説明する。  Next, a specific example of the abnormality diagnosis processing flow based on the vibration signal will be described with reference to FIG.

まず、センサ７２は各回転部品の振動を検出する（ステップＳ１０１）。検出された振動信号は、Ａ／Ｄ変換器によりデジタル信号に変換され（ステップＳ１０２）、所定の増幅率で増幅された後（ステップＳ１０３）、フィルタ処理部１０４により回転部品の固有振動数に対応した所定の周波数帯域のみを抽出するフィルタ処理が行われる（ステップＳ１０４）。その後、振動分析部１０６では、フィルタ処理後のデジタル信号に対してエンベロープ処理を施し（ステップＳ１０５）、エンベロープ処理後のデジタル信号の周波数スペクトルを求める（ステップＳ１０６）。  First, the sensor 72 detects the vibration of each rotating component (step S101). The detected vibration signal is converted into a digital signal by the A / D converter (step S102), amplified by a predetermined amplification factor (step S103), and then corresponding to the natural frequency of the rotating component by the filter processing unit 104. Filter processing for extracting only the predetermined frequency band is performed (step S104). Thereafter, the vibration analysis unit 106 performs envelope processing on the digital signal after filtering (step S105), and obtains the frequency spectrum of the digital signal after envelope processing (step S106).

次に、図５及び図６に示す関係式から、回転速度信号に基づき各回転部品の異常に起因して発生する周波数成分（軸受の傷成分Ｓｘ（内輪傷成分Ｓｉ、外輪傷成分Ｓｏ、転動体傷成分Ｓｂ及び保持器成分Ｓｃ）、歯車の噛み合いに対応する傷成分Ｓｇ、車輪等の回転体の摩耗やアンバランス成分Ｓｒ）を求める（ステップＳ１０７）。  Next, from the relational expressions shown in FIG. 5 and FIG. 6, frequency components (bearing flaw component Sx (inner ring flaw component Si, outer ring flaw component So, The moving body scratch component Sb and the cage component Sc), the scratch component Sg corresponding to the meshing of the gears, the wear and unbalance component Sr) of the rotating body such as the wheel are obtained (step S107).

一方、振動分析部１０６で得られた周波数スペクトルから異常診断に用いられる基準値（例えば、音圧レベル或いは電圧レベル）を算出する（ステップＳ１０８）。なお、この基準値は、任意の時間における実測スペクトルデータのデジタル信号の実効値やピーク値であってもよく、またこれらの値を基に算出したものであってもよい。  On the other hand, a reference value (for example, sound pressure level or voltage level) used for abnormality diagnosis is calculated from the frequency spectrum obtained by the vibration analysis unit 106 (step S108). The reference value may be an effective value or peak value of a digital signal of actually measured spectrum data at an arbitrary time, or may be calculated based on these values.

次いで、ステップＳ１０６で得られた周波数スペクトルから、ステップＳ１０８で計算された基準値より大きいピーク成分を抽出し、ピーク間の周波数値を算出する（ステップＳ１０９）。そして、ピーク間の周波数値と、ステップＳ１０７における回転部品の振動発生周波数成分とを比較し（ステップＳ１１０）、全ての成分が一致しない時は回転部品に異常なしとして判断する（ステップＳ１１１）。一方、いずれかの成分が一致する場合には、異常有りと判断してその異常部位を特定する（ステップＳ１１２）と共に、その照合結果を制御部８４や、モニタ９３や警報機９４等の出力装置９０に出力する（ステップＳ１１３）。  Next, a peak component larger than the reference value calculated in step S108 is extracted from the frequency spectrum obtained in step S106, and a frequency value between peaks is calculated (step S109). Then, the frequency value between the peaks and the vibration component frequency component of the rotating component in step S107 are compared (step S110). If all the components do not match, it is determined that there is no abnormality in the rotating component (step S111). On the other hand, if any of the components match, it is determined that there is an abnormality and the abnormal part is specified (step S112), and the comparison result is output to an output device such as the control unit 84, the monitor 93, the alarm device 94, or the like. 90 (step S113).

このように本実施形態では、周波数分析で得られたスペクトルに基づき算出した基準値より大きいスペクトルのピークを抽出し、ピーク間の周波数と回転速度信号に基づき算出した回転部品の損傷に起因する周波数成分とを比較照合し、その照合結果に基づき回転部品の異常の有無及び異常部位を特定するので、実際の回転速度を直接取り込むことができない場合に、算出に用いた回転速度データが実際の回転速度とずれを生じているとしても、異常の有無や異常部位の特定を精度良く行うことができる。  As described above, in this embodiment, a peak of a spectrum that is larger than the reference value calculated based on the spectrum obtained by frequency analysis is extracted, and the frequency caused by damage to the rotating component calculated based on the frequency between the peaks and the rotation speed signal. Compared with the component, and the presence or absence and abnormal part of the rotating parts are identified based on the result of the comparison, so when the actual rotational speed cannot be directly captured, the rotational speed data used for the calculation is the actual rotational speed. Even if there is a deviation from the speed, the presence / absence of an abnormality and the identification of an abnormal part can be accurately performed.

また、本発明の異常診断装置及び異常診断方法によれば、簡単な構成で回転部品が組み込まれている機械設備を分解することなく、異常の有無と異常の部位を特定することができ、装置の分解や組立にかかる手間を軽減できると共に、分解や組立に伴う該部品への損傷を防止することができる。  In addition, according to the abnormality diagnosis apparatus and abnormality diagnosis method of the present invention, it is possible to specify the presence or absence of abnormality and the site of abnormality without disassembling the mechanical equipment in which the rotating parts are incorporated with a simple configuration. It is possible to reduce the time and effort required for disassembling and assembling, and to prevent damage to the parts due to disassembling and assembling.

さらに、本実施形態の異常診断装置及び異常診断方法によれば、信号処理部をマイクロコンピュータで構成するようにしたので、信号処理部がユニット化され、異常診断装置の小型化やモジュール化を図ることができる。  Furthermore, according to the abnormality diagnosis apparatus and abnormality diagnosis method of the present embodiment, since the signal processing unit is configured by a microcomputer, the signal processing unit is unitized, and the abnormality diagnosis device is miniaturized and modularized. be able to.

（第５実施形態）
次に、図１３を参照して、第５実施形態の異常診断装置について説明する。なお、第４実施形態と同等部分については、同一符号を付して説明を省略或いは簡略化する。(Fifth embodiment)
Next, with reference to FIG. 13, the abnormality diagnosis apparatus of 5th Embodiment is demonstrated. In addition, about the part equivalent to 4th Embodiment, the same code | symbol is attached | subjected and description is abbreviate | omitted or simplified.

本実施形態では、信号処理部８２の比較判定部１０８における処理において第４実施形態のものと異なる。本実施形態における比較判定部１０８は、転がり軸受６２、歯車、車輪に起因した周波数成分と振動分析部１０６による振動の実測スペクトルデータの周波数成分とを可変な許容幅を持って比較照合する。本実施形態では、比較判定部１０８は、実測スペクトルデータから基準値（例えば、音圧レベル或いは電圧レベル）を算出する一方、図５及び図６に示す関係式を用いて転がり軸受や歯車の傷に起因する周波数（振動発生周波数）を計算し、実測スペクトルデータからこれら振動発生周波数に可変な許容幅を与えた範囲での音圧レベル（又は電圧レベル）を抽出して、基準値と比較している。さらに、比較判定部１０８は、判定結果に基づき、異常の有無及び異常部位の特定を行う。  In the present embodiment, the processing in the comparison / determination unit 108 of the signal processing unit 82 is different from that of the fourth embodiment. The comparison / determination unit 108 in this embodiment compares and collates the frequency components caused by the rolling bearing 62, the gears, and the wheels with the frequency components of the actually measured vibration spectrum data by the vibration analysis unit 106 with a variable tolerance. In the present embodiment, the comparison / determination unit 108 calculates a reference value (for example, a sound pressure level or a voltage level) from the measured spectrum data, while using the relational expressions shown in FIGS. The frequency (vibration generation frequency) due to the sound is calculated, and the sound pressure level (or voltage level) in the range where the variable tolerance is given to the vibration generation frequency is extracted from the measured spectrum data and compared with the reference value. ing. Further, the comparison / determination unit 108 identifies the presence / absence of an abnormality and an abnormal part based on the determination result.

なお、振動発生周波数の演算は、第４実施形態同様、これより前に行ってもよく、以前に同様の診断を行っている場合には、内部データ保存部１１０に記憶し、そのデータを用いてもよい。また、算出に用いる各回転部品の設計諸元データは事前に入力記憶させておく。  The calculation of the vibration generation frequency may be performed before this, as in the fourth embodiment. If the same diagnosis has been performed previously, the calculation is performed in the internal data storage unit 110 and the data is used. May be. Further, design specification data of each rotating part used for calculation is input and stored in advance.

また、比較照合における可変な許容幅は、周波数成分が高調波であるほど大きくなるように設定することにより、対象とする周波数帯域や回転速度に連動させれば、実回転速度の変化（鉄道車両における車輪の摩耗の影響による変化等）に対応することが可能となる。  In addition, the variable tolerance in the comparison and verification is set so that the frequency component becomes larger as the harmonic component becomes higher, so that the actual rotational speed changes (railcar) It is possible to cope with a change caused by the influence of wheel wear in

図１３を参照して、振動信号を基にした異常診断の処理フローの具体例について説明する。  With reference to FIG. 13, a specific example of a processing flow of abnormality diagnosis based on the vibration signal will be described.

まず、本実施形態においても、第４実施形態のステップＳ１０１〜ステップＳ１０６と同様な処理（ステップＳ２０１〜ステップＳ２０６）が行われる。  First, also in the present embodiment, the same processes (steps S201 to S206) as those in steps S101 to S106 of the fourth embodiment are performed.

次に、図５及び図６に示す関係式から、回転速度信号に基づき各回転部品の異常に起因して発生する振動発生周波数を求め（ステップＳ２０７）、求めた周波数に対して可変な許容幅を持った各回転部品の異常周波数帯域の音圧レベル（転がり軸受６２の場合には、軸受傷成分Ｓｘ、即ち、内輪傷成分Ｓｉ、外輪傷成分Ｓｏ、転動体傷成分Ｓｂ及び保持器成分Ｓｃ、歯車の場合には、噛み合いに対応する歯車傷成分Ｓｇ、及び車輪等の回転体の場合には、回転体の摩耗やアンバランス成分Ｓｒ）を求める（ステップＳ２０８）。  Next, from the relational expressions shown in FIG. 5 and FIG. 6, the vibration generation frequency generated due to the abnormality of each rotating part is obtained based on the rotation speed signal (step S207), and the allowable width variable with respect to the obtained frequency. The sound pressure level in the abnormal frequency band of each rotating part having a bearing (in the case of the rolling bearing 62, the bearing flaw component Sx, that is, the inner ring flaw component Si, the outer ring flaw component So, the rolling element flaw component Sb and the cage component Sc) In the case of a gear, a gear scratch component Sg corresponding to meshing, and in the case of a rotating body such as a wheel, wear and unbalance component Sr) of the rotating body are obtained (step S208).

一方、第４実施形態と同様、振動分析部１０６で得られた周波数スペクトルから異常診断に用いられる基準値（例えば、音圧レベル或いは電圧レベル）を算出する（ステップＳ２０９）。  On the other hand, similarly to the fourth embodiment, a reference value (for example, sound pressure level or voltage level) used for abnormality diagnosis is calculated from the frequency spectrum obtained by the vibration analysis unit 106 (step S209).

次いで、ステップＳ２０８で算出された各回転部品の異常周波数帯域の音圧レベル（又は電圧レベル）とステップＳ２０９で計算された基準値との比較を設計諸元の異なる各回転部品毎に分けて順番に行う（ステップＳ２１０）。全ての成分が一致しない時は回転部品に異常なしとして判断する（ステップＳ２１１）。一方、いずれかの成分が一致する場合には、異常有りと判断してその異常部位を特定する（ステップＳ２１２）と共に、その照合結果を制御部８４や、モニタ９３や警報機９４等の出力装置９０に出力する（ステップＳ２１３）。  Next, the comparison between the sound pressure level (or voltage level) of the abnormal frequency band of each rotating component calculated in step S208 and the reference value calculated in step S209 is divided for each rotating component having a different design specification in order. (Step S210). If all the components do not match, it is determined that there is no abnormality in the rotating component (step S211). On the other hand, if any of the components match, it is determined that there is an abnormality and the abnormal part is specified (step S212), and the comparison result is output to an output device such as the control unit 84, the monitor 93, the alarm device 94, or the like. 90 (step S213).

このように本実施形態では、周波数分析で得られた実測スペクトルデータの周波数成分と回転部品に起因した周波数成分とを可変な許容幅を持って比較照合し、その照合結果に基づき回転部品の異常の有無及び異常部位を判定するようにしたので、実際の回転速度を直接取り込むことができない場合に、算出に用いた回転速度データが実際の回転速度とずれを生じているとしても、異常の有無や異常部位の特定を精度良く行うことができる。
その他の構成及び作用については、第４実施形態のものと同様である。As described above, in this embodiment, the frequency component of the measured spectrum data obtained by frequency analysis and the frequency component caused by the rotating component are compared and collated with a variable tolerance, and the abnormality of the rotating component is determined based on the collation result. If the actual rotational speed cannot be directly captured and the rotational speed data used for the calculation is different from the actual rotational speed, the presence / absence of the abnormality is determined. And an abnormal part can be identified with high accuracy.
Other configurations and operations are the same as those of the fourth embodiment.

（第６実施形態）
次に、図１４を参照して、本発明の第６実施形態に係る異常診断装置及び異常診断方法について詳細に説明する。なお、第５実施形態と同等部分については、同一符号を付して説明を省略あるいは簡略化する。(Sixth embodiment)
Next, with reference to FIG. 14, the abnormality diagnosis apparatus and abnormality diagnosis method according to the sixth embodiment of the present invention will be described in detail. In addition, about the equivalent part to 5th Embodiment, the same code | symbol is attached | subjected and description is abbreviate | omitted or simplified.

本実施形態では、信号処理部８２の比較判定部１０８における処理において第５実施形態のものと異なる。本実施形態においても、図１４の処理フローに示されるように、ステップＳ３０１〜ステップＳ３０６は、第４実施形態のステップＳ１０１〜ステップＳ１０６と同様に行われる。  In the present embodiment, the processing in the comparison / determination unit 108 of the signal processing unit 82 is different from that of the fifth embodiment. Also in the present embodiment, as shown in the processing flow of FIG. 14, steps S301 to S306 are performed in the same manner as steps S101 to S106 of the fourth embodiment.

次に、図５及び図６に示す関係式から、回転速度信号に基づき各回転部品の異常に起因して発生する振動発生周波数を求める（ステップＳ３０７）。そして、回転部品の回転速度と回転部品の設計寸法諸元とから算出される各諸元での回転部品の損傷成分の上限周波数と下限周波数を有する領域である許容幅と、その幅の中心周波数を計算する（ステップＳ３０８）。また、ステップＳ３０８では、必要に応じて、許容幅を一つ以上の幅に分割し、該各幅に対する中心周波数を求め、該中心周波数に対して任意の大きさの幅を持った許容幅を与える。なお、この許容幅は、周波数帯域に対応して大きくなるように設定してもよい。  Next, from the relational expressions shown in FIGS. 5 and 6, the vibration generation frequency generated due to the abnormality of each rotating component is obtained based on the rotation speed signal (step S307). Then, an allowable width that is an area having an upper limit frequency and a lower limit frequency of a damage component of the rotating component in each specification calculated from the rotational speed of the rotating component and the design dimension specification of the rotating component, and the center frequency of the width Is calculated (step S308). In step S308, if necessary, the permissible width is divided into one or more widths, a center frequency for each width is obtained, and a permissible width having a width of an arbitrary size is obtained with respect to the center frequency. give. Note that the allowable width may be set so as to increase corresponding to the frequency band.

その後、ステップＳ３０７で求めた周波数に対して許容幅を持った回転部品の異常周波数帯域の音圧レベル（転がり軸受６２の場合には、軸受傷成分Ｓｘ、即ち、内輪傷成分Ｓｉ、外輪傷成分Ｓｏ、転動体傷成分Ｓｂ及び保持器成分Ｓｃ、歯車の場合には、噛み合いに対応する歯車傷成分Ｓｇ、及び車輪等の回転体の場合には、回転体の摩耗やアンバランス成分Ｓｒ）を求める（ステップＳ３０９）。  Thereafter, the sound pressure level in the abnormal frequency band of the rotating part having an allowable range with respect to the frequency obtained in step S307 (in the case of the rolling bearing 62, the bearing flaw component Sx, that is, the inner ring flaw component Si, the outer ring flaw component, So, the rolling element scratch component Sb and the cage component Sc, in the case of gears, the gear scratch component Sg corresponding to meshing, and in the case of a rotating body such as a wheel, the wear and unbalance component Sr) of the rotating body. Obtained (step S309).

一方、第５実施形態と同様に、振動分析部１０６で得られた周波数スペクトルから異常診断に用いられる基準値（例えば、音圧レベル或いは電圧レベル）を算出し（ステップＳ３１０）、ステップＳ３０９で算出された各回転部品の異常周波数帯域の音圧レベル（又は電圧レベル）とステップＳ３１０で計算された基準値との比較を設計諸元の異なる各回転部品毎に分けて順番に行う（ステップＳ３１１）。そして、このステップＳ３１１では、周波数の許容幅を分割した回数分繰り返す。  On the other hand, as in the fifth embodiment, a reference value (for example, sound pressure level or voltage level) used for abnormality diagnosis is calculated from the frequency spectrum obtained by the vibration analysis unit 106 (step S310), and calculated in step S309. The comparison of the sound pressure level (or voltage level) in the abnormal frequency band of each rotating component and the reference value calculated in step S310 is performed in order for each rotating component having a different design specification (step S311). . In step S311, the frequency tolerance is repeated as many times as the number of divisions.

そして、全ての成分が一致しない時は回転部品に異常なしとして判断する（ステップＳ３１２）。一方、いずれかの成分が一致する場合には、異常有りと判断してその異常部位を特定する（ステップＳ３１３）と共に、その照合結果を制御部８４や、モニタ９３や警報機９４等の出力装置９０に出力する（ステップＳ３１４）。  When all the components do not match, it is determined that there is no abnormality in the rotating component (step S312). On the other hand, if any of the components match, it is determined that there is an abnormality and the abnormal part is specified (step S313), and the collation result is output to the output unit such as the control unit 84, the monitor 93, the alarm device 94, or the like. 90 (step S314).

なお、回転部品に異常がある場合、ステップＳ３０８にて許容幅を分割した際には、分割された許容幅のいずれかにおいて、異常有りと判定されることがある。このため、例えば、２つの許容幅数分の診断を行う場合、ステップＳ３１１では、第１の幅での診断の結果、異常有りと判定した時点で、第２の幅での診断を行わないことも可能であり、第１の幅で正常と診断した後に、第２の幅での診断を行っている。  When there is an abnormality in the rotating component, when the allowable width is divided in step S308, it may be determined that there is an abnormality in any of the divided allowable widths. For this reason, for example, when performing diagnosis for two allowable widths, in step S311, the diagnosis with the second width should not be performed when it is determined that there is an abnormality as a result of the diagnosis with the first width. It is also possible to perform diagnosis in the second width after diagnosing normality in the first width.

ステップＳ３０９における各回転部品の異常に起因して発生する振動発生周波数は、図５や図６の関係式に示すように、回転速度や設計寸法諸元によって与えられるため、回転変動や設計寸法諸元の違いは高精度な診断の妨げとなる。このため、ステップＳ３０８のように許容幅を設定することは、回転部品が互いに異なる設計寸法諸元を有する複数の回転部品を備える場合や、実際の回転速度信号が直接取り込めず、回転部品の回転速度が変動する場合において有効である。  As shown in the relational expressions in FIG. 5 and FIG. 6, the vibration generation frequency generated due to the abnormality of each rotating component in step S309 is given by the rotational speed and design dimension specifications. The original difference hinders accurate diagnosis. For this reason, setting the permissible width as in step S308 means that the rotating component includes a plurality of rotating components having different design dimension specifications, or that the actual rotation speed signal cannot be directly captured and the rotating component rotates. This is effective when the speed fluctuates.

例えば、実際の回転速度信号が直接取り込めない場合でも、一定の回転速度で回転している際の回転速度の変動幅がわかっている場合がある。この場合、下限回転速度と上限回転速度をもとに、回転部品の損傷に起因した特徴周波数成分を算出して許容幅を求めるが、許容幅が大きいと該回転部品の損傷成分以外の周波数成分を多く含み、診断精度が悪くなる。このため、許容幅は必要に応じて分割され、各分割された幅に対する中心周波数を求め、該中心周波数に対して任意の大きさの幅を持った許容幅を設け、この分割された許容幅数分の比較照合を行って、回転速度変動の影響を受けることなく、高精度な診断を可能とする。  For example, even when the actual rotational speed signal cannot be directly captured, the fluctuation range of the rotational speed when rotating at a constant rotational speed may be known. In this case, based on the lower limit rotational speed and the upper limit rotational speed, the characteristic frequency component resulting from the damage of the rotating component is calculated to obtain the allowable range. If the allowable range is large, the frequency component other than the damaged component of the rotating component is obtained. , And the diagnostic accuracy deteriorates. Therefore, the permissible width is divided as necessary, the center frequency for each divided width is obtained, and a permissible width having an arbitrary size is provided for the center frequency, and the permissible width is divided. By comparing and collating several minutes, highly accurate diagnosis is possible without being affected by fluctuations in the rotational speed.

従って、本実施形態の異常診断装置及び異常診断方法によれば、回転部品の回転速度と回転部品の設計寸法諸元とから算出される上限値と下限値を有する領域を少なくとも一つの領域に分割し、該各分割領域の中心値を求め、中心値に対して与えられる任意の大きさの少なくとも一つの許容幅を持って比較照合するので、設計寸法諸元が互いに異なる複数の回転部品が任意の部位に組み込まれる場合や回転部品の回転速度が変動した場合でも異常の有無や異常の部位を確実に特定することができ、高精度な診断が可能となる。また、これにより、従来のように同じ諸元の部品を組み込まなければならないという手間が省け、異なる諸元の部品を組み込んだ場合でも、診断が可能であるため作業効率が向上し、効果的なメンテナンスが可能となる。  Therefore, according to the abnormality diagnosis apparatus and abnormality diagnosis method of the present embodiment, the region having the upper limit value and the lower limit value calculated from the rotational speed of the rotating component and the design dimension specifications of the rotating component is divided into at least one region. Since the center value of each of the divided areas is obtained and compared and collated with at least one allowable width of an arbitrary size given to the center value, a plurality of rotating parts having different design dimensions can be arbitrarily selected. Even if it is incorporated into this part or the rotational speed of the rotating component fluctuates, the presence or absence of an abnormality or the part of the abnormality can be reliably identified, and a highly accurate diagnosis is possible. In addition, this saves the trouble of having to incorporate parts with the same specifications as before, and even when parts with different specifications are incorporated, the diagnosis is possible, improving work efficiency and effective. Maintenance is possible.

なお、本実施形態の異常診断は、回転部品が互いに異なる設計寸法諸元を有する複数の回転部品を備え、且つ、回転部品の回転速度が変動する機械設備の場合においても有効である。
また、軸受の異常診断において、図５に示す各周波数成分は回転周波数の整数倍であるため、予め軸受諸元が既知の場合には、回転速度変動に伴う下限と上限周波数を計算せずに中心周波数を求めることも可能である。
さらに、本実施形態の異常診断は、エンベロープ処理が行われた周波数スペクトルに対してのみ適用されるものでなく、回転速度情報から回転部品の損傷に起因した周波数成分の有無を診断するいずれの手法にも適用可能である。The abnormality diagnosis of the present embodiment is also effective in the case of mechanical equipment in which the rotating parts include a plurality of rotating parts having different design dimension specifications and the rotational speed of the rotating parts varies.
Further, in the bearing abnormality diagnosis, since each frequency component shown in FIG. 5 is an integral multiple of the rotation frequency, if the bearing specifications are known in advance, the lower limit and the upper limit frequency associated with the rotation speed fluctuation are not calculated. It is also possible to determine the center frequency.
Furthermore, the abnormality diagnosis of the present embodiment is not applied only to the frequency spectrum on which the envelope processing is performed, and any method for diagnosing the presence / absence of a frequency component resulting from damage to the rotating component from the rotational speed information. It is also applicable to.

（第７実施形態）
次に、図１５及び１６を参照して、第７実施形態の異常診断装置について説明する。なお、第４実施形態と同等部分については同一符号を付して、説明を省略或いは簡略化する。(Seventh embodiment)
Next, an abnormality diagnosis apparatus according to the seventh embodiment will be described with reference to FIGS. In addition, the same code | symbol is attached | subjected about a part equivalent to 4th Embodiment, and description is abbreviate | omitted or simplified.

図１５に示されるように、異常診断装置は、機械設備６０から発生する信号を検出する検出部７０と、検出部７０の出力した電気信号から機械設備６０の異常等の状態を判定するために図１１と同様な構成を有する信号処理部８２及び機械設備６０を駆動制御する制御部８４とを備えた制御器８０と、モニタ９３や警報機９４やレポート作成部９５等の出力装置９０とを備える。  As shown in FIG. 15, the abnormality diagnosis device detects a signal generated from the machine facility 60 and determines a state such as an abnormality of the machine facility 60 from an electrical signal output from the detection unit 70. A controller 80 including a signal processing unit 82 having a configuration similar to that in FIG. 11 and a control unit 84 that drives and controls the mechanical facility 60, and an output device 90 such as a monitor 93, an alarm device 94, and a report creation unit 95. Prepare.

信号処理部８２の比較判定部１０８は、転がり軸受６２、歯車、車輪に起因した周波数成分と振動分析部１０６による振動の実測スペクトルデータの周波数成分とを比較照合する。本実施形態では、比較判定部１０８は、実測スペクトルデータの限定した周波数範囲から基準値（例えば、音圧レベル或いは電圧レベル）を算出する一方、図５及び図６に示す関係式を用いて転がり軸受や歯車の傷に起因する周波数（振動発生周波数）を計算し、実測スペクトルデータから振動発生周波数での音圧レベルを抽出して、基準値と比較している。さらに、比較判定部１０８は、判定結果に基づき、異常の有無及び異常部位の特定を行う。  The comparison / determination unit 108 of the signal processing unit 82 compares and collates the frequency components caused by the rolling bearing 62, the gears, and the wheels with the frequency components of the measured spectrum data of vibrations by the vibration analysis unit 106. In the present embodiment, the comparison / determination unit 108 calculates a reference value (for example, sound pressure level or voltage level) from a limited frequency range of the measured spectrum data, while rolling using the relational expressions shown in FIGS. 5 and 6. The frequency (vibration generation frequency) resulting from the scratches on the bearings and gears is calculated, the sound pressure level at the vibration generation frequency is extracted from the measured spectrum data, and compared with the reference value. Further, the comparison / determination unit 108 identifies the presence / absence of an abnormality and an abnormal part based on the determination result.

なお、振動発生周波数の演算は、これより前に行ってもよく、以前に同様の診断を行っている場合には、内部データ保存部１１０に記憶し、そのデータを用いてもよい。また、算出に用いる各回転部品の設計諸元データは事前に入力記憶させておく。  The calculation of the vibration generation frequency may be performed before this, and when the same diagnosis has been performed before, the data may be stored in the internal data storage unit 110 and used. Further, design specification data of each rotating part used for calculation is input and stored in advance.

そして、比較判定部１０８での判定結果は、メモリやＨＤＤ等の内部データ保存部１１０に保存されても良いし、データ伝送手段９２を介して出力装置９０へ伝送されてもよい。また、この判定結果を、機械設備６０の駆動機構の動作を制御する制御部８４へ出力し、この判定結果に応じた制御信号をフィードバックするようにしてもよい。  Then, the determination result in the comparison / determination unit 108 may be stored in the internal data storage unit 110 such as a memory or HDD, or may be transmitted to the output device 90 via the data transmission unit 92. The determination result may be output to the control unit 84 that controls the operation of the drive mechanism of the mechanical equipment 60, and a control signal corresponding to the determination result may be fed back.

また、出力装置９０は、判定結果をモニタ９３等にリアルタイムに表示してもよいし、異常が検出された場合にはライトやブザー等の警報機９４を使って異常の通知を行なってもよい。  Further, the output device 90 may display the determination result on the monitor 93 or the like in real time, or may notify the abnormality using an alarm device 94 such as a light or a buzzer when an abnormality is detected. .

さらに、出力装置９０は、信号処理部８２で得られる、異常の有無、異常の部位、診断時のスペクトル波形（実測スペクトルデータ）のような診断結果を記憶する記憶部９６と、診断結果を所定の形式で出力するデータ出力部９７と、データ出力部９７によって出力される出力結果を、少なくとも一つのプログラムに基づいてレポートを作成するレポート作成部９５と、を備える。これにより、レポート作成部９５は、診断結果に基づくレポートの作成作業を容易に行うことができる。
ここで、所定の形式とは、レポート作成部９５で加工するために要求されている形式のことである。なお、対象データをすべて出力してレポート作成部９５で選定・選択するようにしてもよいし、データ出力部９７で対象データを選定・選択するようにしてから出力してもよい。Further, the output device 90 stores a diagnosis result such as presence / absence of abnormality, a part of abnormality, a spectrum waveform at the time of diagnosis (actual spectrum data) obtained by the signal processing unit 82, and a predetermined diagnosis result. A data output unit 97 that outputs the output result in the form of, and a report creation unit 95 that creates a report of the output result output by the data output unit 97 based on at least one program. Thereby, the report preparation part 95 can perform the preparation work of the report based on a diagnostic result easily.
Here, the predetermined format is a format required for processing by the report creation unit 95. Note that all the target data may be output and selected and selected by the report creation unit 95, or may be output after the target data is selected and selected by the data output unit 97.

次に、図１６を参照して、振動信号を基にした異常診断の処理フローの具体例について説明する。  Next, a specific example of a processing flow for abnormality diagnosis based on vibration signals will be described with reference to FIG.

本実施形態においても、図１６の処理フローに示されるように、ステップＳ４０１〜ステップＳ４０６は、第４実施形態のステップＳ１０１〜ステップＳ１０６と同様に行われる。  Also in the present embodiment, as shown in the processing flow of FIG. 16, steps S401 to S406 are performed in the same manner as steps S101 to S106 of the fourth embodiment.

次に、図５及び図６に示す関係式から、回転速度信号に基づき各回転部品の異常に起因して発生する振動発生周波数を求め（ステップＳ４０７）、求めた周波数に対応する各回転部品の異常周波数帯域の音圧レベル（転がり軸受６２の場合には、軸受傷成分Ｓｘ、即ち、内輪傷成分Ｓｉ、外輪傷成分Ｓｏ、転動体傷成分Ｓｂ及び保持器成分Ｓｃ、歯車の場合には、噛み合いに対応する歯車傷成分Ｓｇ、及び車輪等の回転体の場合には、回転体の摩耗やアンバランス成分Ｓｒ）を求める（ステップＳ４０８）。  Next, from the relational expressions shown in FIG. 5 and FIG. 6, the vibration generation frequency generated due to the abnormality of each rotating component is obtained based on the rotation speed signal (step S407), and each rotating component corresponding to the obtained frequency is obtained. Sound pressure level of abnormal frequency band (in the case of rolling bearing 62, bearing flaw component Sx, that is, inner ring flaw component Si, outer ring flaw component So, rolling element flaw component Sb and cage component Sc, in the case of gears, In the case of a gear flaw component Sg corresponding to meshing and a rotating body such as a wheel, wear and unbalance component Sr) of the rotating body are obtained (step S408).

一方、振動分析部１０６で得られた周波数スペクトルから異常診断に用いられる基準値（例えば、音圧レベル或いは電圧レベル）を算出する（ステップＳ４０９）。ここで、本実施形態の基準値は、任意の時間における実測スペクトルデータの限定した周波数範囲を用いて算出される。即ち、基準値は、所定の周波数範囲のスペクトルデータ、例えば、ＤＣ成分等のノイズの影響を小さくするため、得られた周波数範囲から複数のスペクトル（例えば、上位１０個と下位１０個）を除いたものを用いて算出された実効値（周波数スペクトルの自乗平均の平方根）であってもよく、あるいは、実効値を基に、次式（１）や（２）に基づき算出されたものであってもよい。
（基準値）＝（実効値）＋α ・・・（１）
（基準値）＝（実効値）×β ・・・（２）
α，β：データの種類によって可変な所定の値
また、実効値の代わりに、任意の時間における実測スペクトルデータの平均値やピーク値を用いて算出してもよい。On the other hand, a reference value (for example, sound pressure level or voltage level) used for abnormality diagnosis is calculated from the frequency spectrum obtained by the vibration analyzer 106 (step S409). Here, the reference value of the present embodiment is calculated using a limited frequency range of measured spectrum data at an arbitrary time. That is, the reference value excludes a plurality of spectra (for example, the top 10 and the bottom 10) from the obtained frequency range in order to reduce the influence of noise such as spectrum data in a predetermined frequency range, for example, DC component. May be an effective value (the square root of the root mean square of the frequency spectrum) calculated using the measured value, or may be calculated based on the effective value based on the following formulas (1) and (2). May be.
(Reference value) = (effective value) + α (1)
(Reference value) = (effective value) × β (2)
α, β: Predetermined values that are variable depending on the type of data Further, instead of the effective value, the average value or the peak value of the actually measured spectrum data at an arbitrary time may be used.

次いで、ステップＳ４０８で算出された各回転部品の異常周波数帯域の音圧レベル（或いは電圧レベル）とステップＳ４０９で計算された基準値との比較を設計諸元の異なる各回転部品毎に分けて順番に行う（ステップＳ４１０）。全ての成分が一致しない時は回転部品に異常なしとして判断する（ステップＳ４１１）。一方、いずれかの成分が一致する場合には、異常有りと判断してその異常部位を特定する（ステップＳ４１２）と共に、その照合結果を制御部８４や、モニタ９３、警報機９４等の出力装置９０に出力する（ステップＳ４１３）。また、ステップＳ４１３では、ステップＳ４１１，Ｓ４１２で得られた診断結果が出力装置９０の記憶部９６に記憶される。そして、レポートを作成する場合には、記憶部９６に記憶された診断結果をデータ出力部９７に送り、データ出力部９７は送られたデータから対象データを選定・選択する（ステップＳ４１４）。さらに、選択された対象データを、レポート作成プログラムを有するレポート作成部９５に送って、診断結果に基づくレポートを作成する（ステップＳ４１５）。  Next, the comparison between the sound pressure level (or voltage level) of the abnormal frequency band of each rotating component calculated in step S408 and the reference value calculated in step S409 is divided for each rotating component having different design specifications. (Step S410). When all the components do not match, it is determined that there is no abnormality in the rotating component (step S411). On the other hand, if any of the components match, it is determined that there is an abnormality and the abnormal part is specified (step S412), and the collation result is output to an output device such as the control unit 84, the monitor 93, the alarm device 94, or the like. 90 (step S413). In step S413, the diagnosis results obtained in steps S411 and S412 are stored in the storage unit 96 of the output device 90. When creating a report, the diagnosis result stored in the storage unit 96 is sent to the data output unit 97, and the data output unit 97 selects and selects target data from the sent data (step S414). Further, the selected target data is sent to a report creation unit 95 having a report creation program to create a report based on the diagnosis result (step S415).

このように本実施形態では、実測スペクトルデータの周波数成分と部品に起因した周波数成分とを比較照合する際、比較照合に用いられる基準値は、実測スペクトルデータの限定した周波数範囲に基づいた実効値、平均値、あるいはピーク値により算出されるようにしたので、ＤＣ成分等のノイズの影響を受け難くして診断精度を上げることができ、異常の有無及び異常部位を特定することができる。  As described above, in this embodiment, when the frequency component of the measured spectrum data is compared with the frequency component caused by the component, the reference value used for the comparison is an effective value based on the limited frequency range of the measured spectrum data. Therefore, the average value or the peak value is calculated, so that it is difficult to be influenced by noise such as a DC component, so that the diagnostic accuracy can be improved, and the presence or absence of abnormality and the abnormal part can be specified.

さらに、本実施形態の異常診断装置及び異常診断方法によれば、信号処理部８２で得られる、異常の有無、異常の部位、診断時のスペクトル波形（実測スペクトルデータ）のような診断結果を記憶する記憶部９６と、診断結果を所定の形式で出力するデータ出力部９７と、データ出力部９７によって出力される出力結果を、少なくとも一つのプログラムに基づいてレポートを作成するレポート作成部９５と、を備えるので、大量に蓄積された診断結果を、必要に応じて対象となる箇所のデータを所定の形式で出力して、簡単にレポートを作成することができる。
その他の構成及び作用については、第４実施形態のものと同様である。Furthermore, according to the abnormality diagnosis device and abnormality diagnosis method of the present embodiment, the diagnosis results such as the presence / absence of abnormality, the portion of abnormality, and the spectrum waveform (measured spectrum data) obtained at the time of diagnosis obtained by the signal processing unit 82 are stored. A storage unit 96, a data output unit 97 that outputs a diagnosis result in a predetermined format, a report creation unit 95 that creates a report on the output result output by the data output unit 97 based on at least one program, Therefore, it is possible to easily create a report by outputting the data of a target location in a predetermined format as necessary from the diagnosis results accumulated in large quantities.
Other configurations and operations are the same as those of the fourth embodiment.

なお、本実施形態では、診断結果を記憶する記憶部９６を出力装置９０内に設けているが、記憶部９６を制御器８０内に設けて、レポートを作成する際に診断結果をデータ伝送手段９２を介してデータ出力部９７に送信してもよい。  In this embodiment, the storage unit 96 for storing the diagnosis result is provided in the output device 90. However, the storage unit 96 is provided in the controller 80, and the diagnosis result is transmitted to the data transmission means when creating a report. The data may be transmitted to the data output unit 97 via 92.

（第８実施形態）
次に、図１７〜１９を参照して、本発明の第８実施形態に係る異常診断装置及び異常診断方法について詳細に説明する。なお、第４実施形態と同等部分については、同一符号を付して説明を省略あるいは簡略化する。(Eighth embodiment)
Next, with reference to FIGS. 17-19, the abnormality diagnosis apparatus and abnormality diagnosis method which concern on 8th Embodiment of this invention are demonstrated in detail. In addition, about the part equivalent to 4th Embodiment, the same code | symbol is attached | subjected and description is abbreviate | omitted or simplified.

本実施形態は、複数の転がり軸受６２，６２を備えた機械設備１２０の異常診断装置において、センサ７２を含んだ検出部とマイクロコンピュータ１３０からなる信号処理部とを組み合わせた、単一の処理ユニット１４０を転がり軸受６２の軸受装置内に組み込んでいる。これにより、異常診断装置は管理を集中して行えるため、効率的な監視が可能である。また、単一の処理ユニットを軸受装置内に組み込むことで、装置全体がコンパクトになるといったメリットがあり好ましい。なお、この単一の処理ユニットは、機械設備内に組み込んでコンパクト化を図っても良く、また、複数の転がり軸受に対して単一の処理ユニットを構成するようにしても良い。  This embodiment is a single processing unit that combines a detection unit including a sensor 72 and a signal processing unit including a microcomputer 130 in an abnormality diagnosis apparatus for a mechanical facility 120 including a plurality of rolling bearings 62 and 62. 140 is incorporated in the bearing device of the rolling bearing 62. As a result, the abnormality diagnosis apparatus can perform management in a centralized manner, so that efficient monitoring is possible. Further, it is preferable to incorporate a single processing unit in the bearing device because there is a merit that the entire device becomes compact. In addition, this single processing unit may be incorporated in mechanical equipment for compactness, or a single processing unit may be configured for a plurality of rolling bearings.

例えば、図１８に示される鉄道車両用軸受装置は、複列円錐ころ軸受６２（１１）を介して車軸１３を鉄道車両用台車の一部を構成する軸受箱１２に対して回転自在に支持しており、検出部７０（３１），７０（３１）を軸受箱１２のラジアル荷重の負荷圏領域に固定して、軸受箱１２の振動を検出することで異常診断を行っている。このような場合にも、各検出部７０（３１），７０（３１）からの電気信号を単一の処理ユニット１４０にて処理可能である。
その他の構成および作用については、第４実施形態のものと同様であり、第５〜第７実施形態のものにも適用される。なお、図１９は、本実施形態を第７実施形態に適用した例を示すものである。For example, the railway vehicle bearing device shown in FIG. 18 supports the axle 13 via a double row tapered roller bearing 62 (11) so as to be rotatable with respect to a bearing box 12 constituting a part of the railway vehicle carriage. The detection unit 70 (31), 70 (31) is fixed to the radial load region of the bearing housing 12 and the vibration diagnosis of the bearing housing 12 is detected to diagnose the abnormality. Even in such a case, the single processing unit 140 can process the electrical signals from the detection units 70 (31) and 70 (31).
About another structure and effect | action, it is the same as that of the thing of 4th Embodiment, and is applied also to the thing of 5th-7th Embodiment. FIG. 19 shows an example in which the present embodiment is applied to the seventh embodiment.

（第９実施形態）
次に、図２０〜図２３を参照して、本発明の第９実施形態に係る異常診断装置及び異常診断方法について詳細に説明する。(Ninth embodiment)
Next, with reference to FIGS. 20 to 23, the abnormality diagnosis apparatus and abnormality diagnosis method according to the ninth embodiment of the present invention will be described in detail.

図２０に示すように、一両の鉄道車両２００は前後２つの車台によって支持され、各車台には４個の車輪２０４が取り付けられている。各車輪２０４の軸受箱には、圧電式加速度センサ等からなる検出部としての振動センサ２０１が取り付けられ、地面に垂直方向の振動加速度を出力する。なお、鉄道車両２００の進行方向や車輪の軸方向の振動加速度を測定する振動センサをさらに取り付けてもよい。  As shown in FIG. 20, one rail vehicle 200 is supported by two front and rear chassis, and four wheels 204 are attached to each chassis. A vibration sensor 201 as a detection unit including a piezoelectric acceleration sensor or the like is attached to the bearing box of each wheel 204, and outputs vibration acceleration in a direction perpendicular to the ground. A vibration sensor that measures vibration acceleration in the traveling direction of the railway vehicle 200 and the axial direction of the wheels may be further attached.

振動センサ２０１の出力は車両２００の制御盤に設置された信号処理部である異常診断モジュール２０２により処理される。図２１に示すように、異常診断モジュール２０２は、デジタル処理モジュール２０５を備えてデジタル処理により異常診断を行うものである。振動センサ２０１により検出される振動波形は、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）２０７を介して、ＡＤ変換器（ＡＤＣ）２０８により離散値に変換され、ＣＰＵ２１１に入力される。ここで、車輪２０４の異常であるフラットより発生する振動の周波数は、１ｋＨｚよりも低い周波数帯域にパワーが集中するとともに１ｋＨｚよりも高い範囲にも広がる。ローパスフィルタ２０７は、ノイズ成分が大きい１ｋＨｚ以上の周波数を減衰させ、Ｓ／Ｎ比を向上させている。  The output of the vibration sensor 201 is processed by an abnormality diagnosis module 202 which is a signal processing unit installed on the control panel of the vehicle 200. As shown in FIG. 21, the abnormality diagnosis module 202 includes a digital processing module 205 and performs abnormality diagnosis by digital processing. A vibration waveform detected by the vibration sensor 201 is converted into a discrete value by an AD converter (ADC) 208 via a low-pass filter (LPF) 207 and input to the CPU 211. Here, the frequency of the vibration generated from the flat, which is an abnormality of the wheel 204, is concentrated in a frequency band lower than 1 kHz and spread to a range higher than 1 kHz. The low-pass filter 207 attenuates a frequency of 1 kHz or more with a large noise component, and improves the S / N ratio.

また、エンコーダ等の回転速度センサ２０６により検出されたパルス信号は、波形整形回路２０９によってパルス整形され、タイマ・カウンタ（ＴＣＮＴ）２１０によりパルスカウントを行うことで、回転速度信号がＣＰＵ２１１へ入力され、ＣＰＵ２１１は、振動波形と回転速度信号をもとに異常診断を実行する。  Further, the pulse signal detected by the rotation speed sensor 206 such as an encoder is pulse-shaped by the waveform shaping circuit 209, and the timer / counter (TCNT) 210 performs pulse counting, whereby the rotation speed signal is input to the CPU 211. The CPU 211 performs abnormality diagnosis based on the vibration waveform and the rotation speed signal.

また、ＣＰＵ２１１により診断された診断結果は、伝送手段を構成する通信プロトコルＩＰ２１２に基づき、例えば、ＵＳＢ等のシリアルインターフェース（ＳＩＯ）２１３より、ラインドライバ２１４を介して通信回線２０３へ伝送される。従って、本実施形態では、ＡＤ変換器２０８、タイマ・カウンタ２１０、ＣＰＵ２１１、通信プロトコルＩＰ２１２、シリアルインターフェース２１３、ラインドライバ２１４がデジタル処理モジュール２０５を構成する。  The diagnosis result diagnosed by the CPU 211 is transmitted to the communication line 203 via the line driver 214 from a serial interface (SIO) 213 such as a USB, for example, based on the communication protocol IP 212 constituting the transmission means. Accordingly, in this embodiment, the AD converter 208, the timer / counter 210, the CPU 211, the communication protocol IP 212, the serial interface 213, and the line driver 214 constitute the digital processing module 205.

ＣＰＵ２１１は、回転速度センサ２０６により検出された回転速度信号が略一定の所定速度（本実施形態では、１８５〜３７０ｍｉｎ−１）であるときに、サンプリング周波数ｆｓと、サンプリング数Ｎｓを一定にした波形ブロックデータを処理して、車輪２０４のフラットの検出を行う。具体的には、ｆｓ＝２ｋＨｚ、Ｎｓ＝２０００、とすると、ブロックデータの区間長＝１ｓｅｃである。この１秒間にフラットによる振動波形パルスをカウントした回数と、回転速度センサ２０６で検出した車速から１秒間に車輪２０４が回転する回数とを比較することでフラットの検出を行っている。When the rotational speed signal detected by the rotational speed sensor 206 is a substantially constant predetermined speed (185 to 370 min −1 in this embodiment), the CPU 211 has a waveform in which the sampling frequency fs and the sampling number Ns are constant. Block data is processed to detect the flatness of the wheel 204. Specifically, if fs = 2 kHz and Ns = 2000, the block data section length is 1 sec. The flat is detected by comparing the number of times that the vibration waveform pulse due to the flat is counted per second and the number of times the wheel 204 is rotated per second from the vehicle speed detected by the rotational speed sensor 206.

車輪２０４でフラットが発生している状態での振動加速度は大きく、通常の車両の振動で起きる振動加速度の値は、それよりも小さいことが多い。また、レール継ぎ目の振動は、フラットと同等、若しくは、それよりも大きい振動加速度のレベルとなる。さらに、レールのカーブにおけるレールと車輪２０４の摩擦からくる振動加速度のレベルも、フラットやレール継ぎ目によるものと同等である。  The vibration acceleration in the state where the flatness is generated in the wheel 204 is large, and the value of the vibration acceleration caused by the vibration of the normal vehicle is often smaller than that. Further, the vibration of the rail joint becomes a level of vibration acceleration equivalent to or larger than that of the flat. Furthermore, the level of vibration acceleration resulting from the friction between the rail and the wheel 204 in the rail curve is also equivalent to that due to the flat or rail joint.

一方、フラットは１回転で１回の衝撃が起るのに対して、レールの継ぎ目による衝撃の場合は、より長い周期で発生し、レール摩擦による衝撃の場合は、不規則に発生する。そこで、本実施形態では、フラット特有の振動加速度の閾値を越える衝撃（パルス）発生の規則性に着目して、ほぼ一定速度における単位時間あたりの衝撃波回数をカウントし、そのカウント数がほぼ車輪の回転数に一致していれば、フラットが発生している可能性が高い、として異常診断を行う。  On the other hand, a flat impact occurs once per rotation, whereas an impact caused by a rail joint occurs at a longer cycle, and an impact caused by rail friction occurs irregularly. Therefore, in this embodiment, paying attention to the regularity of shock (pulse) generation exceeding the threshold of vibration acceleration peculiar to flat, the number of shock waves per unit time at a substantially constant speed is counted, and the counted number is almost equal to that of the wheel. If it matches the rotational speed, an abnormality diagnosis is performed assuming that there is a high possibility that a flat has occurred.

更に、本実施形態では、車両２００に搭載されたセンサ２０１、２０６と異常診断モジュール２０２を用いて、同じ車輪２０４について繰り返し診断処理を行うアルゴリズムを設計し、パルス数のカウント数のバラツキやノイズの影響等を考慮した、統計的判断手法により異常診断の信頼性を向上させる。  Furthermore, in the present embodiment, an algorithm for repeatedly performing diagnosis processing on the same wheel 204 using the sensors 201 and 206 mounted on the vehicle 200 and the abnormality diagnosis module 202 is designed, and variations in the number of pulses and noise Improve the reliability of abnormality diagnosis using statistical judgment methods that take into account the impacts.

このような処理を行う異常診断方法について、図２２のフローチャートを参照して詳細に説明する。  An abnormality diagnosis method for performing such processing will be described in detail with reference to the flowchart of FIG.

まず、振動センサ２０１によって検出された信号は、ＡＤ変換器２０８によってデジタル信号に変換されるとともに（ステップＳ５００）、回転速度センサ２０６から回転速度信号が入力される。本実施形態の異常診断は、回転速度が１８５〜３７０ｍｉｎ−１の間における略一定速度で走行中の区間に実行されるため、データの区間長における回転速度が急な加減速により１５％以上変化しているかどうか判断する（ステップＳ５０１）。そして、１５％以上変化する場合には、内部出力“Ｎ”を出力して異常診断は行わない（ステップＳ５０２）。First, a signal detected by the vibration sensor 201 is converted into a digital signal by the AD converter 208 (step S500), and a rotation speed signal is input from the rotation speed sensor 206. The abnormality diagnosis of the present embodiment is executed in a section where the rotational speed is running at a substantially constant speed between 185 and 370 min −1 , so the rotational speed in the section length of the data changes by 15% or more due to sudden acceleration / deceleration. It is determined whether or not (step S501). If it changes by 15% or more, the internal output “N” is output and abnormality diagnosis is not performed (step S502).

一方、略一定速度で走行していると判断される場合は、ＡＤ変換器２０８によって変換されたデジタル信号を絶対値化して全波整流波形とし（ステップＳ５０３）、閾値を超えたデータをピークホールド処理により一定時間（τ）だけ閾値を超えた値に保持する（ステップＳ５０４）。この保持時間（τ）は、車輪の回転速度によって決まり、車輪１回転分よりも短い値にする。この絶対値化して一定時間保持するピークホールド処理は、安定なピーク計測を可能とする。  On the other hand, if it is determined that the vehicle is traveling at a substantially constant speed, the digital signal converted by the AD converter 208 is converted into an absolute value to obtain a full-wave rectified waveform (step S503), and data exceeding the threshold is peak-held. The process holds the value exceeding the threshold for a certain time (τ) (step S504). This holding time (τ) is determined by the rotational speed of the wheel, and is shorter than one rotation of the wheel. This peak hold processing that converts the absolute value and holds it for a certain period of time enables stable peak measurement.

そして、パルスが閾値を越えた回数をイベントカウント処理としてカウントして（ステップＳ５０５）、カウント数が車輪の回転数と一致するかどうか判断する（ステップＳ５０６）。カウント数が、車輪の回転数と一致していると認められる場合、フラット有りと判定して内部出力“Ｆ”（Ｆｌａｔ）を出力し（ステップＳ５０７）、一致しない場合は、フラット無しと判定して“Ｇ”（Ｇｏｏｄ）を外部出力する（ステップＳ５０８）。なお、本実施形態では、レール継目の影響を受けることもあるので、（車輪回転数＋１）のカウント数も車輪回転数に一致したものとみなす。  Then, the number of times that the pulse has exceeded the threshold is counted as an event count process (step S505), and it is determined whether or not the count number matches the rotation speed of the wheel (step S506). If it is recognized that the count number matches the rotation speed of the wheel, it is determined that there is a flat and the internal output “F” (Flat) is output (step S507). If it does not match, it is determined that there is no flat. "G" (Good) is output to the outside (step S508). In this embodiment, since the rail joint may be affected, it is assumed that the count number of (wheel rotation speed + 1) also matches the wheel rotation speed.

例えば、車輪の回転速度は略一定の１８５ｍｉｎ−１、即ち、毎秒約３回転であって、図２３（ａ）は１秒間の波形で３回の衝撃波が発生している様子を示している。この異常診断では、ピーク保持時間τを３０ｍｓとし、衝撃波の絶対値が一旦、閾値を越えたら３０ｍｓの間は、元のデータに係らず、閾値を越える値に保持している。最初に閾値を越えた時点から３０ｍｓを過ぎたら同じ処理を繰り返し、データが１秒分に達したら変換された波形（閾値保持波形）から閾値を越えた回数をカウントする。図２３（ａ）の波形に対して、絶対値処理とピークホールド処理を行ったものが図２３（ｂ）の波形である。For example, the rotation speed of the wheel is substantially constant 185 min −1 , that is, about 3 rotations per second, and FIG. 23A shows a state where three shock waves are generated with a waveform of 1 second. In this abnormality diagnosis, the peak holding time τ is set to 30 ms, and once the absolute value of the shock wave exceeds the threshold value, the value exceeding the threshold value is held for 30 ms regardless of the original data. The same processing is repeated when 30 ms have passed since the time when the threshold value was first exceeded, and when the data reaches one second, the number of times the threshold value was exceeded is counted from the converted waveform (threshold holding waveform). The waveform in FIG. 23B is obtained by performing absolute value processing and peak hold processing on the waveform in FIG.

さらに、本実施形態では、信頼性の高い診断結果が得られるように、１秒に１回得られる上記出力を用いて、例えば、次のいずれかの条件に基づく簡単な統計的判断を行う（ステップＳ５０９）。
（１）、連続３回の“Ｆ”を出力した。
（２）、過去１０回の有効データの内、６回以上“Ｆ”を出力した。
この（１）、（２）に該当する場合は、確実にフラットを発生している車輪と判断して、最終的に外部出力として“Ｆ”を出力し（ステップＳ５１０）、（１）、（２）以外の場合は外部出力として“Ｇ”を出力する（ステップＳ５１１）。Furthermore, in the present embodiment, in order to obtain a highly reliable diagnosis result, for example, simple statistical determination based on one of the following conditions is performed using the output obtained once per second ( Step S509).
(1) “F” was output three times in succession.
(2) Out of the past 10 valid data, “F” was output 6 times or more.
In the case of corresponding to (1) and (2), it is determined that the wheel is surely flat, and finally "F" is output as an external output (step S510), (1), ( In cases other than 2), "G" is output as an external output (step S511).

なお、フラットを起こしていないのに“Ｆ”を出力する場合があるのは、車輪のレール摩擦音などの雑音の影響や、フラットを起こしている車輪から車軸、又はレールを通して正常な車輪に伝播する影響による場合等である。この場合は、フラットを起こしている車輪に比べて“Ｆ”を出力する頻度は少ないので、上記（１）、（２）のような複数回の統計処理によって正確な判別が可能である。  Note that “F” may be output even if the flat is not raised, but it is propagated to the normal wheel through the influence of noise such as the rail friction noise of the wheel, or from the flat wheel to the axle or rail. This is the case due to influence. In this case, since the frequency of outputting “F” is less than that of a flat wheel, accurate determination is possible by a plurality of statistical processes such as (1) and (2) above.

また、ステップＳ５１０で、外部出力として“Ｆ”が出力された場合には、シリアルインターフェース２１３、ラインドライバ２１４から通信回線２０３を通じて異常信号が出力され、警報機等の出力装置から車輪のフラット等の異常発生の警報を行う。  In step S510, when “F” is output as an external output, an abnormal signal is output from the serial interface 213 and the line driver 214 through the communication line 203, and an output device such as an alarm is used to indicate whether the wheel is flat. Alarm for abnormal occurrence.

従って、本実施形態の異常診断装置及び異常診断方法によれば、車輪２０４の軸受箱に取り付けられた振動センサ２０１による振動加速度の波形と回転速度センサ２０６による車輪２０４の回転速度信号から、車輪２０４がＮ回転する時間に、低域通過フィルタリングされた単位時間当たりの振動加速度の波形において、あらかじめ設定された閾値を越えたら、回転速度に応じてある時間だけ閾値を越えた状態を保持した波形において、閾値を越えた回数をカウントし、そのカウント回数が車輪の回転数に一致したと認識することによって車輪のフラット発生等の異常発生の警報を行うので、比較的簡単な回路やソフトで、回転部品の異常を正確に特定することができる。  Therefore, according to the abnormality diagnosis device and abnormality diagnosis method of the present embodiment, the wheel 204 is calculated from the vibration acceleration waveform by the vibration sensor 201 attached to the bearing box of the wheel 204 and the rotation speed signal of the wheel 204 by the rotation speed sensor 206. In the waveform of vibration acceleration per unit time filtered by low-pass filtering during the time of N rotation, when a preset threshold value is exceeded, the waveform that maintains the state exceeding the threshold value for a certain time according to the rotation speed , It counts the number of times the threshold is exceeded, and recognizes that the number of counts coincides with the number of rotations of the wheel. It is possible to accurately identify a component abnormality.

また、本実施形態では、フラットの波形を包絡線検波波形に変換せずに、絶対値化した全波整流波形に基づいて、異常診断が行われるので、演算量が少なく簡単に診断することができる。  Further, in this embodiment, the abnormality diagnosis is performed based on the absolute wave full-wave rectified waveform without converting the flat waveform into the envelope detection waveform. it can.

なお、本実施形態では、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）２０７を振動センサ２０１とＡＤ変換器２０８との間に挿入したが、センサ内にＬＰＦを内蔵しているタイプでは、このＬＰＦ２０７はＬＣフィルタ等で簡単に構成することができ、更に、フラット以外の周波数成分を抑える場合には、デジタル処理モジュール２０５内にデジタルフィルタを設けることもできる。その場合、デジタルフィルタはＣＰＵのソフトとして実現することも可能である。  In this embodiment, the low-pass filter (LPF) 207 is inserted between the vibration sensor 201 and the AD converter 208. However, in the type in which the LPF is built in the sensor, the LPF 207 can be easily replaced with an LC filter or the like. In addition, when suppressing frequency components other than flat, a digital filter can be provided in the digital processing module 205. In that case, the digital filter can also be realized as CPU software.

（第１０実施形態）
次に、本発明の第１０実施形態の異常診断装置と異常診断方法について図２４及び図２５を参照して詳細に説明する。第９実施形態では、Ａ／Ｄ変換処理後のデシタル信号にビット処理によるピークホールドを行ったのに対して、本実施形態ではＡ／Ｄ変換処理前のアナログ信号段階でピークホールド処理が行われる。なお、第９実施形態と同等部分については同一符号を付して、説明を省略あるいは簡略化する。(10th Embodiment)
Next, the abnormality diagnosis apparatus and abnormality diagnosis method according to the tenth embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. In the ninth embodiment, peak hold by bit processing is performed on the digital signal after A / D conversion processing, whereas in this embodiment, peak hold processing is performed at the analog signal stage before A / D conversion processing. . In addition, the same code | symbol is attached | subjected about the part equivalent to 9th Embodiment, and description is abbreviate | omitted or simplified.

第１０実施形態の診断モジュール２２０は、図２４の診断モジュールのブロック図に示すように、振動センサ２０１とＡＤＣ２０８の間に、アナログ処理のエンベロープ回路２１５を入れた構成である。エンベロープ回路２１５は、ローパスフィルタ、絶対値回路としての全波整流器２１７と、アナログ用のピークホールド回路２１８等により構成されている。  The diagnostic module 220 of the tenth embodiment has a configuration in which an analog processing envelope circuit 215 is inserted between the vibration sensor 201 and the ADC 208, as shown in the block diagram of the diagnostic module in FIG. The envelope circuit 215 includes a low-pass filter, a full-wave rectifier 217 as an absolute value circuit, an analog peak hold circuit 218, and the like.

従って、本実施形態では、ステップＳ５０３及びステップＳ５０４の絶対値処理及びピークホールド処理は、Ａ／Ｄ変換（ステップＳ５００）前に行われ、デジタル処理部２１９は、第９実施形態のステップＳ５０１、Ｓ５０２、Ｓ５０５〜Ｓ５１１と同様の処理を行い、一定時間内の閾値を越えた回数をカウントして、車輪の回転速度に応じた値であれば、フラットとして警告信号を出力する。  Therefore, in this embodiment, the absolute value processing and the peak hold processing in steps S503 and S504 are performed before A / D conversion (step S500), and the digital processing unit 219 performs steps S501 and S502 in the ninth embodiment. The same processing as S505 to S511 is performed, the number of times that the threshold value is exceeded within a certain time is counted, and if it is a value corresponding to the rotational speed of the wheel, a warning signal is output as flat.

本実施形態では、第９実施形態に比較して、アナログ回路が別途必要になるが、デジタル化した後の処理が簡単になり、ピークホールド回路を入れたＡＤ変換器２０８におけるＡ／Ｄ変換のサンプリングレートも低く済ませることができる。  In this embodiment, an analog circuit is separately required as compared with the ninth embodiment, but the processing after digitization is simplified, and the A / D conversion in the AD converter 208 including the peak hold circuit is performed. The sampling rate can also be lowered.

車輪フラットでは、１ｋＨｚ程度までの帯域を有する衝撃波形であるから、第９実施形態のようにローパスフィルタ２０７を通過させただけの波形であると、２ｋＨｚ位のサンプリングレートを取らないと、衝撃加速度のピークが下がってしまうことが懸念されるが、本実施形態のようにＡＤ変換器２０８の前段のアナログ回路でピークホールド回路２１８を入れておけば、２００Ｈｚ程度のサンプリングでも車輪フラットの検出には、十分な速度とすることができる。  The wheel flat has an impact waveform having a band up to about 1 kHz. Therefore, if the waveform is only passed through the low-pass filter 207 as in the ninth embodiment, the impact acceleration must be obtained unless a sampling rate of about 2 kHz is taken. However, if the peak hold circuit 218 is inserted in the analog circuit in the preceding stage of the AD converter 208 as in the present embodiment, even when sampling at about 200 Hz is used, the wheel flat can be detected. Can be fast enough.

この場合のピークホールド回路２１８の時定数（τ）も、数ｍｓ〜数十ｍｓの間の車速範囲に合わせて適切に選択される。なお、全波整流回路２１７によりエンペロープ検波される波形に対しても、ＡＤ変換器２０８の前段にローパスフィルタ２０７を入れてノイズをカットするのが望ましい。  The time constant (τ) of the peak hold circuit 218 in this case is also appropriately selected according to the vehicle speed range between several ms to several tens of ms. Note that it is desirable to insert a low-pass filter 207 before the AD converter 208 to cut noise from the waveform detected by the envelope detection by the full-wave rectifier circuit 217.

また、本実施形態では、エンベロープ回路２１５の前段にハイパスフィルタ（ＨＰＦ）２１６が設けられている。ハイパスフィルタ２１６を入れるのは、ＤＣ成分とそれにごく近い低周波成分を取り除くためであって、単なるＡＣカップリング・コンデンサでも構わない。このハイパスフィルタ２１６によってエンベロープ波形のＤＣ成分によるリップルを抑えることができる。  In the present embodiment, a high pass filter (HPF) 216 is provided before the envelope circuit 215. The high-pass filter 216 is inserted in order to remove a DC component and a low-frequency component very close to it, and may be a simple AC coupling capacitor. The high pass filter 216 can suppress ripples due to the DC component of the envelope waveform.

また、図２５の点線で示すような波形では、リップルの影響により閾値を越える回数のカウントに誤動作を生ずる場合があるが、閾値を立上がりＶＨと、立ち下がりＶＬのように閾値の高さを変えておくことにより、これを避けることができる。本実施形態では、図２５のように、立上がり時にＶＨを横切り、次にＶＨよりも低く設定したＶＬを立下がり時に横切ったら、初めて１回のカウントとすれば、点線のような波形においても正確にカウントすることができる。勿論、このような処理はハードでカウントしても等価である。
なお、その他の構成及び作用については第９実施形態のものと同様である。In the waveform as shown by the dotted line in FIG. 25, a malfunction may occur in counting the number of times exceeding the threshold due to the influence of the ripple, but the threshold is set to the height of the threshold such as the rising V H and the falling V L. This can be avoided by changing. In the present embodiment, as shown in FIG. 25, across the V H at the rising edge, then Once across the V L which is set lower than the V H at the fall, if the first one count, dotted waveform as Can be counted accurately. Of course, such processing is equivalent even if counted by hardware.
Other configurations and operations are the same as those of the ninth embodiment.

（第１１実施形態）
次に、本発明の第１１実施形態の異常診断装置と異常診断方法について、図２６を参照して詳細に説明する。本実施形態は、第１０実施形態におけるエンベロープ回路をデジタル処理にて置き換えたものである。なお、第１０実施形態と同等部分については同一符号を付して、説明を省略あるいは簡略化する。(Eleventh embodiment)
Next, the abnormality diagnosis apparatus and abnormality diagnosis method of the eleventh embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIG. In this embodiment, the envelope circuit in the tenth embodiment is replaced by digital processing. In addition, the same code | symbol is attached | subjected about the part equivalent to 10th Embodiment, and description is abbreviate | omitted or simplified.

第１１実施形態の診断モジュール２３０は、図２６に示すように、ＡＤ変換器２０８の後段のデジタル処理部２３１はＤＳＰ等の高速プロセッサで構成され、デジタル・ハイパスフィルタ（ＨＰＦ）２３５により低周波成分を除去して、エンベロープ処理回路２３２のヒルベルト変換フィルタ２３３による実数部、虚数部の複素信号から、２乗和の平方根の演算を行う振幅復調２３４により振幅を復調して包絡線波形を得て、更に、デジタルＬＰＦ２３６により残存するノイズをカットして、閾値カウント２３７により回数カウントを行い、診断部２３８で車輪フラットの有無の判定を行う。  In the diagnostic module 230 of the eleventh embodiment, as shown in FIG. 26, the digital processing unit 231 at the subsequent stage of the AD converter 208 is configured by a high-speed processor such as a DSP, and a low frequency component is generated by a digital high-pass filter (HPF) 235. , The amplitude is demodulated by the amplitude demodulator 234 that calculates the square root of the sum of squares from the complex signal of the real part and imaginary part by the Hilbert transform filter 233 of the envelope processing circuit 232 to obtain an envelope waveform, Further, the remaining noise is cut by the digital LPF 236, the number of times is counted by the threshold count 237, and the diagnosis unit 238 determines whether or not there is a wheel flat.

以上のように構成された本実施形態のデジタル処理部２３１は、ＤＳＰ等の高速プロセッサを使用して包絡線波形を得るソフトウェアを、診断時間に支障を与えずにリアルタイムに実行することが可能である。前段のハイパスフィルタ２３５により低周波成分を除去した図２７（ａ）に示す入力波形に対して、エンベロープ処理２３２により包絡線波形を発生させ、ローパスフィルタ２３６によりノイズ除去を行った波形が、図２７（ｂ）の波形である。このように処理された波形に対して閾値カウント２３７と診断部２３８により、第１０実施形態と同様に車輪フラット等の判定処理を行う。具体的に、図２７（ｂ）に示す波形により、１秒間に３回の衝撃波が発生しているのがわかる。
なお、その他の構成及び作用については第１０実施形態のものと同様である。The digital processing unit 231 of the present embodiment configured as described above can execute software that obtains an envelope waveform using a high-speed processor such as a DSP in real time without affecting the diagnosis time. is there. The waveform obtained by generating the envelope waveform by the envelope processing 232 and removing the noise by the low-pass filter 236 with respect to the input waveform shown in FIG. 27A from which the low frequency component has been removed by the high-pass filter 235 in the previous stage is shown in FIG. It is a waveform of (b). The threshold value 237 and the diagnosis unit 238 perform determination processing such as wheel flat on the processed waveform in the same manner as in the tenth embodiment. Specifically, it can be seen from the waveform shown in FIG. 27B that three shock waves are generated per second.
Other configurations and operations are the same as those of the tenth embodiment.

なお、本発明は上記実施形態に限定されるものでなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。
本発明の機械設備は、異常診断対象である回転或いは摺動する部品を備えたものであればよく、鉄道車両用軸受装置、風車用軸受装置、工作機械主軸用軸受装置等を含む。In addition, this invention is not limited to the said embodiment, In the range which does not deviate from the summary of this invention, it can change suitably.
The mechanical equipment of the present invention may be anything provided with rotating or sliding parts that are objects of abnormality diagnosis, and includes a railway vehicle bearing device, a windmill bearing device, a machine tool main shaft bearing device, and the like.

また、回転或いは摺動する部品としては、転がり軸受、歯車、車軸、車輪、ボールねじ等の回転部品や、リニアガイド、リニアボールベアリング等の摺動部品であってもよく、損傷によって周期的な振動を発生する部品であれば良い。また、回転部品の損傷に起因する周波数成分を算出するための速度信号としては、回転速度信号が用いられたが、摺動部品の場合の速度信号としては、移動速度信号が用いられる。
なお、軸受箱に固定される転がり軸受の外輪は、静止部材に対して相対的に回転或いは摺動する部品である転がり軸受の一部に含まれる。The rotating or sliding parts may be rotating parts such as rolling bearings, gears, axles, wheels, ball screws, and sliding parts such as linear guides and linear ball bearings. Any component that generates vibration may be used. In addition, a rotational speed signal is used as a speed signal for calculating a frequency component resulting from damage to the rotating part, but a moving speed signal is used as a speed signal in the case of a sliding part.
The outer ring of the rolling bearing fixed to the bearing housing is included in a part of the rolling bearing that is a component that rotates or slides relative to the stationary member.

さらに、検出部によって検出される信号は、音、振動、超音波（ＡＥ）、応力、変位、歪み等を含み、これらの信号では、回転或いは摺動部品を含む機械設備に欠陥または異常がある場合に、その欠陥または異常を示す信号成分を含む。  Furthermore, the signals detected by the detection unit include sound, vibration, ultrasonic waves (AE), stress, displacement, distortion, etc., and these signals have defects or abnormalities in mechanical equipment including rotating or sliding parts. In some cases, a signal component indicating the defect or abnormality is included.

また、上記実施形態は、種々の実施形態を適宜組み合わせて実施することができる。  Moreover, the said embodiment can be implemented combining various embodiment suitably.

（試験１）
以下、本発明の第１実施形態に係る異常診断装置を用いて、転がり軸受の異常診断を二度行った。実施例１及び２の転がり軸受としては、外径６２ｍｍ，内径３０ｍｍ，幅１６ｍｍ，玉数７の玉軸受が使用され、振動センサが軸受箱に固定され、温度センサが軸受の外輪外周面に取付けられた。内輪は３０００ｍｉｎ−１で回転され、軸受にはラジアル荷重が負荷されている。(Test 1)
Hereinafter, the abnormality diagnosis of the rolling bearing was performed twice using the abnormality diagnosis apparatus according to the first embodiment of the present invention. As the rolling bearings of Examples 1 and 2, a ball bearing having an outer diameter of 62 mm, an inner diameter of 30 mm, a width of 16 mm and a number of balls of 7 is used, a vibration sensor is fixed to the bearing box, and a temperature sensor is mounted on the outer ring outer peripheral surface of the bearing. It was. The inner ring is rotated at 3000 min −1 and a radial load is applied to the bearing.

表１及び表２は、実施例１における図３及び図４に対応する各計測点Ａ，Ｂ，Ｃでの振動と温度の計測値及び時間に対する変化率（前回の計測値に対する倍率）を示し、表３及び表４は、実施例２における各計測点Ａ，Ｂ，Ｃでの振動と温度の計測値及び時間に対する変化率を示す。また、表１〜表４は、振動と温度の計測値（表１，表３）及び変化率（表２，表４）に対する規定値（設定値）と併せて、振動波形をエンベロープ分析した結果から軸受の損傷（剥離）に起因する周波数成分の有無を示す。  Tables 1 and 2 show measured values of vibration and temperature at each measurement point A, B, and C corresponding to FIGS. 3 and 4 in Example 1 and the rate of change with time (magnification with respect to the previous measured value). Table 3 and Table 4 show vibration and temperature measurement values at each measurement point A, B, and C in Example 2 and the rate of change with time. Tables 1 to 4 show the results of envelope analysis of vibration waveforms, together with measured values (Tables 1 and 3) of vibrations and temperatures and specified values (setting values) for the rate of change (Tables 2 and 4). Indicates the presence or absence of frequency components due to bearing damage (peeling).

Figure 2006030786
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実施例１では、表１に示すように、Ｂ点，Ｃ点ともに振動の計測値が規定値を超え、且つＣ点では温度の計測値も規定値を超えている。さらに、振動には軸受の損傷成分が無いことから、この軸受は焼付き異常が生じていることがわかり、緊急に交換する必要があることがわかる。なお、実施例１は、表２の変化率からも同様の判定を行うことができる。  In Example 1, as shown in Table 1, the vibration measurement values at points B and C exceed the specified values, and the temperature measurement values at point C also exceed the specified values. Further, since there is no damage component of the bearing in the vibration, it can be seen that the bearing has a seizure abnormality and needs to be replaced urgently. In Example 1, the same determination can be made from the rate of change in Table 2.

また、実施例２では、表３に示すように、Ｂ点，Ｃ点ともに振動の計測値が基準値を超えているが、温度に変化は認められなかった。また、振動には軸受の損傷成分が存在していることから、この軸受は剥離異常が発生していることがわかる。なお、実施例２は、表４の変化率からも同様の判定を行うことができる。  In Example 2, as shown in Table 3, the measured values of vibration exceeded the reference value at both points B and C, but no change in temperature was observed. Further, since the bearing contains a damage component of the bearing, it can be seen that this bearing has a peeling abnormality. In Example 2, the same determination can be made from the rate of change in Table 4.

従って、本実施例では、振動と温度の計測値または変化率を組み合わせることで異常の有無を複数回診断して判定するため、従来のような突発的なノイズにより急激に計測値が上昇しても異常と判定せず、従来よりも信頼度の高い異常診断が可能となる。  Therefore, in this embodiment, since the presence or absence of abnormality is diagnosed and determined by combining vibration and temperature measurement values or rate of change, the measurement value increases rapidly due to sudden noise as in the past. Therefore, it is possible to perform abnormality diagnosis with higher reliability than before.

（試験２）
ここで、本発明の第２実施形態の異常診断装置を用いた場合の診断結果の信頼性を確認するため、以下の試験２を行った。試験２は、外輪軌道面に欠陥がある円すいころ軸受（外径＝２４５ｍｍ，内径＝１３０ｍｍ，幅＝１７０ｍｍ）を軸受箱のハウジングに組み込み、１５０ｍｉｎ−１で内輪を回転させた時に発生する振動をハウジングに取り付けた圧電式絶縁型加速度センサにより検出し、増幅後の信号を周波数分析（エンベロープ分析）して比較した。(Test 2)
Here, in order to confirm the reliability of the diagnosis result when the abnormality diagnosis apparatus of the second embodiment of the present invention was used, the following test 2 was performed. Test 2 shows the vibration generated when a tapered roller bearing (outer diameter = 245 mm, inner diameter = 130 mm, width = 170 mm) with a defective outer ring raceway surface is incorporated in the housing of the bearing box and the inner ring is rotated at 150 min −1. The signal was detected by a piezoelectric insulated acceleration sensor attached to the housing, and the amplified signal was compared by frequency analysis (envelope analysis).

図２８は、軸受の内輪が１５０ｍｉｎ−１になった時に、軸受に回転を伝達する駆動モータを非通電状態（ＯＦＦ状態）として軸受を慣性回転させたときのハウジングの振動を周波数分析（エンベロープ分析）した結果の一例を示したちのである。また、図２９は、軸受の内輪が１５０ｍｉｎ−１になった時に、軸受に回転を伝達する駆動モータを通電状態（ＯＮ状態）として軸受を回転駆動させたときのハウジングの振動を周波数分析（エンベロープ分析）した結果の一例を示したものである。FIG. 28 shows frequency analysis (envelope analysis) of the vibration of the housing when the bearing is rotated by inertia when the inner ring of the bearing reaches 150 min −1 and the drive motor that transmits rotation to the bearing is deenergized (OFF state). ) Is an example of the result. FIG. 29 shows a frequency analysis of the vibration of the housing when the bearing is driven to rotate when the inner ring of the bearing reaches 150 min −1 and the drive motor that transmits rotation to the bearing is energized (ON state). This shows an example of the result of analysis.

図２８及び図２９から、駆動モータを非通電状態（ＯＦＦ状態）として軸受を慣性回転させたときの振動波形には外輪損傷に起因した複数の周波数成分が顕著に存在しているが、駆動モータを通電状態（ＯＮ状態）として軸受を回転駆動させたときの振動波形には、駆動モータの駆動による電磁成分の影響が大きく前述した顕著なノイズ成分が発生しているのが判る。  From FIG. 28 and FIG. 29, although the drive motor is in a non-energized state (OFF state), a plurality of frequency components due to the outer ring damage are prominently present in the vibration waveform when the bearing is rotated by inertia. It can be seen that in the vibration waveform when the bearing is rotationally driven in the energized state (ON state), the influence of the electromagnetic component due to the drive motor is large, and the above-described remarkable noise component is generated.

従って、回転状態判定部により回転駆動装置の非運転時の慣性回転領域内で振動を検出することにより、上記振動による外乱ノイズの影響を受けることなく高ＳＮ比な異常診断が可能となることが分かる。  Therefore, by detecting the vibration in the inertial rotation region when the rotation drive device is not operated by the rotation state determination unit, it is possible to perform an abnormality diagnosis with a high S / N ratio without being affected by disturbance noise due to the vibration. I understand.

（試験３）
次に、本発明の第３実施形態の異常診断装置を用いた場合の診断結果の信頼性を確認するため、以下の試験３を行った。試験３は、外輪軌道面に欠陥がある円すいころ軸受（外径＝２０８ｍｍ，内径＝１３０ｍｍ，幅＝１５２ｍｍ）を軸受箱のハウジングに組み込み、５０〜２０００ｍｉｎ−１で内輪を回転させた時に発生する振動をハウジングの負荷圏に取り付けた圧電式絶縁型加速度センサにより検出し、増幅後の信号を周波数分析（エンベロープ分析）した。(Test 3)
Next, the following test 3 was performed in order to confirm the reliability of the diagnosis result when the abnormality diagnosis apparatus of the third embodiment of the present invention was used. Test 3 occurs when a tapered roller bearing (outer diameter = 208 mm, inner diameter = 130 mm, width = 152 mm) with a defective outer ring raceway surface is incorporated in the housing of the bearing box and the inner ring is rotated at 50 to 2000 min −1. Vibration was detected by a piezoelectric insulated acceleration sensor attached to the load zone of the housing, and the amplified signal was subjected to frequency analysis (envelope analysis).

欠陥検知の可否は、エンベロープ分析後の周波数分析結果において、図５の式を用いて算出された、各回転速度毎の外輪欠陥に起因した特徴周波数成分の出現の有無から判定した。  Whether or not the defect can be detected was determined based on the frequency analysis result after the envelope analysis based on the presence or absence of the appearance of the characteristic frequency component due to the outer ring defect at each rotational speed calculated using the equation of FIG.

図３０は、軸受の内輪が５０ｍｉｎ−１，１００ｍｉｎ−１，１５０ｍｉｎ−１，３００ｍｉｎ−１，６５０ｍｉｎ−１，１０００ｍｉｎ−１，１５００ｍｉｎ−１，１６００ｍｉｎ−１で回転している時のハウジングの振動を周波数分析（エンベロープ分析）した結果の例である。Figure 30 is an inner ring of the bearing 50min -1, 100min -1, 150min -1 , 300min -1, 650min -1, 1000min -1, 1500min -1, the oscillation of the housing when rotating at 1600Min -1 It is an example of the result of frequency analysis (envelope analysis).

ここで、実線は実測した振動データに基づくエンベロープ周波数スペクトルであり、点線は図５に示した軸受の設計諸元に基づく外輪損傷に起因した周波数成分を表している。この結果より、内輪を５０ｍｉｎ−１，１６００ｍｉｎ−１で回転させた時には実測スペクトルに顕著なピークが存在していないが、１００ｍｉｎ−１〜１５００ｍｉｎ−１では、外輪損傷に起因した周波数成分上に顕著なピークが存在しており、外輪が損傷していることがわかる。Here, the solid line is the envelope frequency spectrum based on the actually measured vibration data, and the dotted line represents the frequency component resulting from the outer ring damage based on the design specifications of the bearing shown in FIG. From this result, the inner ring 50min -1, but significant peak is not present in the measured spectrum when rotated at 1600Min -1, in 100min -1 ~1500min -1, notably on the frequency component caused in the outer ring damage It can be seen that a large peak exists and the outer ring is damaged.

表５は、上記分析に基づく異常の有無の判定結果を回転速度毎にまとめたものである。○は、上記分析において外輪欠陥に起因した特徴周波数成分が出現した場合を、×は、出現していない場合を示している。  Table 5 summarizes the determination results for the presence or absence of abnormality based on the above analysis for each rotation speed. In the above analysis, a case where a characteristic frequency component due to an outer ring defect appears, and a case where x does not appear.

Figure 2006030786
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以上の分析結果より、回転速度が１００ｍｉｎ−１〜１５００ｍｉｎ−１時の振動波形には外輪損傷に起因した複数の周波数成分が顕著に出現しているが、この回転速度領域以外の振動波形には、特徴周波数成分が出現していないことがわかる。
従って、円すいころ軸受が上記回転速度領域内で回転する時に振動を検出することで、外乱ノイズ等の影響を受けることなく高ＳＮ比で異常診断を行うことができる。From the above analysis results, a plurality of frequency components due to damage to the outer ring appears remarkably in the vibration waveform when the rotation speed is 100 min −1 to 1500 min −1, but in the vibration waveform outside this rotation speed region, It can be seen that the characteristic frequency component does not appear.
Therefore, by detecting vibration when the tapered roller bearing rotates within the rotation speed region, abnormality diagnosis can be performed with a high S / N ratio without being affected by disturbance noise or the like.

（試験４）
以下、本発明の第４実施形態に係る異常診断装置及び方法を用いた回転部品の異常診断について具体例を示す。(Test 4)
Specific examples of abnormality diagnosis of rotating parts using the abnormality diagnosis apparatus and method according to the fourth embodiment of the present invention will be described below.

図３１は、実施例３として、外輪軌道面に欠陥をつけた単列深溝軸受を１５００ｍｉｎ−１で回転させた時のハウジングの振動をエンベロープ処理後に周波数分析を行った結果を示す。図において、実線は、実測した振動データに基づくエンベロープ周波数スペクトルを示し、点線は基準値を示している。FIG. 31 shows the results of frequency analysis after envelope processing of housing vibration when a single row deep groove bearing with a defect in the outer ring raceway surface is rotated at 1500 min −1 as Example 3. In the figure, the solid line indicates the envelope frequency spectrum based on the actually measured vibration data, and the dotted line indicates the reference value.

図３１の結果から、周波数スペクトルには基準値を越えているピーク成分が存在し、そのピーク間の周波数値は、外輪損傷に起因した周波数成分（６４．４Ｈｚ）と一致していることから、軸受の外輪が損傷していると診断することができる。  From the result of FIG. 31, there is a peak component that exceeds the reference value in the frequency spectrum, and the frequency value between the peaks coincides with the frequency component (64.4 Hz) caused by the outer ring damage. It can be diagnosed that the outer ring of the bearing is damaged.

図３２は、実施例４として、正常の単列深溝軸受を１５００ｍｉｎ−１で回転させた時のハウジングの振動をエンベロープ処理後に周波数分析を行った結果を示す。この結果、周波数スペクトルには基準値を越えるピーク成分は存在せず、軸受に異常がないことがわかる。FIG. 32 shows the result of frequency analysis after envelope processing of the vibration of the housing when a normal single row deep groove bearing is rotated at 1500 min −1 as Example 4. As a result, it can be seen that there is no peak component exceeding the reference value in the frequency spectrum, and there is no abnormality in the bearing.

図３３は、実施例５として、外輪軌道面に欠陥をつけた単列深溝軸受が２４３０ｍｉｎ−１で実際に回転する場合のハウジングの振動をエンベロープ処理後に周波数分析を行った結果を示す。ただし、算出に用いる回転速度データが２４００ｍｉｎ−１で、実際の回転速度とズレを生じており、一点鎖線は、回転速度２４００ｍｉｎ−１に基づく外輪損傷に起因した周波数成分を示している。FIG. 33 shows the results of frequency analysis after envelope processing of housing vibration when a single-row deep groove bearing with a defect on the outer ring raceway surface actually rotates at 2430 min −1 as Example 5. However, the rotational speed data used for calculation is 2400 min −1, which is different from the actual rotational speed, and the alternate long and short dash line indicates the frequency component due to the outer ring damage based on the rotational speed 2400 min −1 .

図３３に見られるように、実回転速度と診断に用いた回転速度との差異が大きいと発生周波数の高調波成分に大きなズレが生じ、診断精度に影響を与えることがわかる。しかしながら、本発明の診断装置及び方法を適用すれば、ピーク間の周波数値を用いて、異常の有無及び部位の特定を行うので、実回転速度とのズレの影響を小さくし、精度の良い診断が行われることがわかる。  As can be seen from FIG. 33, if the difference between the actual rotational speed and the rotational speed used for diagnosis is large, a large deviation occurs in the harmonic component of the generated frequency, which affects the diagnostic accuracy. However, if the diagnostic apparatus and method of the present invention are applied, the presence / absence of abnormality and the location are identified using the frequency value between the peaks, so the influence of deviation from the actual rotational speed is reduced and the diagnosis is accurate. Can be seen.

（試験５）
以下、本発明の第５実施形態に係る異常診断装置及び方法を用いた回転部品の異常診断について具体例を示す。(Test 5)
Specific examples of abnormality diagnosis of rotating parts using the abnormality diagnosis apparatus and method according to the fifth embodiment of the present invention will be described below.

図３４は、外輪軌道面に欠陥をつけた単列深溝軸受が２４３０ｍｉｎ−１で実際に回転する場合のハウジングの振動をエンベロープ処理後に周波数分析を行った結果を示す。ただし、算出に用いる回転速度データが２４００ｍｉｎ−１で、実際の回転速度とズレを生じている。図において、実線は、実測した振動データに基づくエンベロープ周波数スペクトルを示し、点線は基準値を示している。さらに、各網掛範囲は回転速度２４００ｍｉｎ−１に基づく外輪損傷に起因した周波数成分とその高調波を示しており、周波数帯域に対応して比較照合の許容幅を大きくしている。この結果、基準値を越えるピークが可変な許容幅を持った外輪損傷に起因した周波数成分と一致していることから、軸受の外輪が損傷していると診断することができる。FIG. 34 shows the result of frequency analysis after envelope processing of housing vibration when a single row deep groove bearing with a defect on the outer ring raceway surface actually rotates at 2430 min −1 . However, the rotational speed data used for the calculation is 2400 min −1 , and there is a deviation from the actual rotational speed. In the figure, the solid line indicates the envelope frequency spectrum based on the actually measured vibration data, and the dotted line indicates the reference value. Further, each shaded range indicates a frequency component and its harmonics resulting from the outer ring damage based on the rotational speed of 2400 min −1, and the allowable range of comparison and collation is increased corresponding to the frequency band. As a result, since the peak exceeding the reference value matches the frequency component resulting from damage to the outer ring having a variable tolerance, it can be diagnosed that the outer ring of the bearing is damaged.

一方、図３５は、図３４の場合と同条件で比較照合の許容幅を固定（１Ｈｚ）にした場合を示している。この結果、基準値を越えるピークが外輪損傷に起因した周波数成分と一致していないため、異常なしと判断してしまう虞がある。つまり、実際の回転速度と診断に用いた回転速度の差異が大きいと発生周波数の高調波成分に大きなズレが生じ、診断精度に影響を与えることが分かる。
これらの結果より、第５実施形態に基づく異常診断を行うことで、回転部品の異常の有無や異常部位の特定を精度良く行うことができることがわかる。On the other hand, FIG. 35 shows a case where the allowable range for comparison and collation is fixed (1 Hz) under the same conditions as in FIG. As a result, since the peak exceeding the reference value does not coincide with the frequency component due to the outer ring damage, it may be determined that there is no abnormality. That is, it can be seen that if the difference between the actual rotational speed and the rotational speed used for diagnosis is large, a large deviation occurs in the harmonic component of the generated frequency, which affects the diagnostic accuracy.
From these results, it can be seen that by performing the abnormality diagnosis based on the fifth embodiment, the presence or absence of abnormality of the rotating component and the identification of the abnormal part can be accurately performed.

（試験６）
次に、本発明の第６実施形態に係る異常診断装置及び方法を用いた回転部品の異常診断について具体例を示す。
回転部品として、内外径寸法が同一（軸受外径：２２０ｍｍ、軸受内径：１２０ｍｍ、軸受幅：１５０ｍｍ）であるが内部設計諸元が異なる３種類（Ａ，Ｂ，Ｃ）の円すいころ軸受を用意し、これらの軸受の各外輪軌道面に欠陥をつけ、個々の軸受をハウジングに組み込んだ。そして、２００ｍｉｎ−１で内輪を回転させた時に発生する振動をハウジングに取り付けた圧電式絶縁型加速度センサにより検出し、増幅後の信号を周波数分析（エンベロープ分析）し、第６実施形態における処理フローをもとに比較した。(Test 6)
Next, a specific example of abnormality diagnosis of a rotating component using the abnormality diagnosis apparatus and method according to the sixth embodiment of the present invention will be described.
Three types (A, B, C) tapered roller bearings with the same inner and outer diameter dimensions (bearing outer diameter: 220 mm, bearing inner diameter: 120 mm, bearing width: 150 mm) but different internal design specifications are available as rotating parts. Then, each outer ring raceway surface of these bearings was made defective, and individual bearings were incorporated in the housing. Then, vibration generated when the inner ring is rotated at 200 min −1 is detected by a piezoelectric insulation type acceleration sensor attached to the housing, the amplified signal is subjected to frequency analysis (envelope analysis), and the processing flow in the sixth embodiment Based on the comparison.

図３６は、３種類の軸受を回転させた時のハウジングの振動についてエンベロープ処理後周波数分析を行った結果である。ここで、実線は測定した振動データに基づくエンベロープ周波数スペクトルであり、点線は基準値を示している。  FIG. 36 shows the result of frequency analysis after envelope processing for the vibration of the housing when the three types of bearings are rotated. Here, the solid line is an envelope frequency spectrum based on the measured vibration data, and the dotted line indicates a reference value.

さらに、各網掛範囲は回転速度２００ｍｉｎ−１と３種類（Ａ，Ｂ，Ｃ）の軸受の内部諸元に基づく外輪損傷に起因した周波数成分の下限周波数と上限周波数との中心周波数に対する許容幅とその高調波幅を示しており、周波数帯域に対応して比較照合の許容幅を大きくしている。Further, each shaded range includes an allowable width with respect to the center frequency of the lower limit frequency and the upper limit frequency of the frequency component due to the outer ring damage based on the internal specifications of the bearings of the rotation speed 200 min −1 and the three types (A, B, C). The harmonic width is shown, and the allowable range for comparison is increased corresponding to the frequency band.

この試験では、軸受諸元に基づく外輪損傷に起因した周波数成分を図５より算出し、この下限周波数と上限周波数との中心周波数ｆＣＬ１を求め、さらに、中心周波数ｆＣＬ１に対する許容幅Δｆを設ける。また、許容幅Δｆを２Ｈｚとし、この許容幅を周波数帯域に対応して大きく設定している。In this test, the frequency component resulting from the outer ring damage based on the bearing specifications is calculated from FIG. 5, the center frequency f CL1 between the lower limit frequency and the upper limit frequency is obtained, and an allowable width Δf with respect to the center frequency f CL1 is provided. . Further, the allowable width Δf is set to 2 Hz, and this allowable width is set to be large corresponding to the frequency band.

これらの結果より、いずれの軸受においても周波数は異なるが基準値を越えるピークが複数出現しており、また、それらのピークは網掛範囲で示した外輪損傷に起因した周波数に含まれていることから、諸元が異なるいずれの軸受も外輪が損傷していると診断することができる。  From these results, there are multiple peaks that differ in frequency but exceed the reference value in any bearing, and those peaks are included in the frequency attributed to the outer ring damage shown in the shaded area. Any bearing with different specifications can diagnose that the outer ring is damaged.

一方、図３７は、損傷がない正常な軸受に第６実施形態の異常診断を適用した場合を示している。なお、この軸受の諸元は、軸受Ａと同様である。
この図３７に示す結果から、正常な軸受においては、基準値を越える顕著なピークが網掛範囲で示した外輪損傷に起因した周波数に含まれていないため、外輪には損傷がないと診断することができる。On the other hand, FIG. 37 shows a case where the abnormality diagnosis of the sixth embodiment is applied to a normal bearing that is not damaged. The specifications of this bearing are the same as those of the bearing A.
From the results shown in FIG. 37, in a normal bearing, a remarkable peak exceeding the reference value is not included in the frequency caused by the outer ring damage indicated by the shaded range, so that the outer ring is diagnosed as not damaged. Can do.

（試験７）
次に、内部設計諸元が同一であるが回転速度が僅かに変動する場合に、第６実施形態の処理フローを用いて試験を行う。(Test 7)
Next, when the internal design specifications are the same but the rotation speed slightly varies, a test is performed using the processing flow of the sixth embodiment.

図３８は、円すいころ軸受の外輪軌道面に欠陥をつけ、内輪を２００ｍｉｎ−１と１７０ｍｉｎ−１で回転させた時に発生する振動をハウジングに取り付けた圧電式絶縁型加速度センサにより検出し、増幅後の信号を周波数分析（エンベロープ分析）し比較した結果である。また、図３８において、各網掛範囲は回転速度変動の下限回転速度と上限回転速度に対応した軸受内部諸元に基づく外輪損傷に起因した周波数成分の中心周波数に対する許容幅とその高調波幅を示しており、周波数帯域に対応して比較照合の許容差を大きくしている。また、この網掛範囲は回転速度の変動幅に依存しており、回転変動幅が大きいと網掛範囲が広くなるように設定されている。Figure 38 is attached to defects in the outer ring raceway surface of the tapered roller bearing, detected by piezoelectric Isolated acceleration sensor attached to the housing the vibration generated when rotating the inner ring 200 min -1 and 170Min -1, after amplification It is the result of having compared the signal of this by frequency analysis (envelope analysis). Further, in FIG. 38, each shaded range indicates the allowable width with respect to the center frequency of the frequency component caused by the outer ring damage based on the internal specifications of the bearing corresponding to the lower limit rotational speed and the upper limit rotational speed of the rotational speed fluctuation, and the harmonic width thereof. Therefore, the tolerance of comparison and collation is increased corresponding to the frequency band. Further, this shaded area depends on the fluctuation range of the rotational speed, and is set so that the shaded area becomes wider when the rotational fluctuation width is large.

この状態で網掛範囲に含まれる成分の有無により異常診断を行ってもよいが、網掛範囲が広くなると、軸受損傷成分以外の周波数成分も多く含まれるため、診断精度が悪くなる可能性がある。このため、本試験では、この対応した網掛範囲を２つの領域（Ａ，Ｂ）に分割し、その領域幅に対応する中心周波数（ｆＣＬＡ，ｆＣＬＢ）を算出し、さらにその中心周波数に対する許容幅△ｆを設ける。In this state, the abnormality diagnosis may be performed based on the presence or absence of components included in the shaded range. However, if the shaded range is widened, a frequency component other than the bearing damage component is also included, and thus the diagnosis accuracy may be deteriorated. For this reason, in this test, the corresponding shaded area is divided into two areas (A, B), the center frequency (f CLA , f CLB ) corresponding to the area width is calculated, and the tolerance for the center frequency is calculated. A width Δf is provided.

具体的に、本試験では、１７０〜２００ｍｉｎ−１の回転速度の変動幅に基づいて、下限及び上限周波数とその中心周波数を求めており、許容幅△ｆは２Ｈｚとし、この許容幅を周波数帯域に対応して大きく設定している。Specifically, in this test, the lower limit and the upper limit frequency and the center frequency thereof are obtained based on the fluctuation range of the rotation speed of 170 to 200 min −1 , the allowable width Δf is 2 Hz, and this allowable width is the frequency band. It is set large corresponding to.

この結果、回転速度が２００ｍｉｎ−１の場合には、領域Ａには損傷に起因したピークは出現していないが、領域Ｂにピークが出現しているため外輪損傷と判定することができる。一方、回転速度が１７０ｍｉｎ−１の場合には、領域Ａに損傷に起因したピークが出現しているため、領域Ｂにピークが出現していなくても外輪損傷と判定することができる。As a result, when the rotation speed is 200 min −1, no peak due to damage appears in region A, but since a peak appears in region B, it can be determined that the outer ring is damaged. On the other hand, when the rotation speed is 170 min −1 , since a peak due to damage appears in the region A, it can be determined that the outer ring is damaged even if no peak appears in the region B.

（試験８）
次に、本発明の第７実施形態に係る異常診断装置及び方法を用いた回転部品の異常診断について具体例を示す。(Test 8)
Next, a specific example of abnormality diagnosis of a rotating component using the abnormality diagnosis apparatus and method according to the seventh embodiment of the present invention will be described.

図３９は、外輪軌道面に欠陥をつけた円すいころ軸受を２００ｍｉｎ−１で回転中にノイズが入った時のハウジングの振動をエンベロープ処理後に周波数分析を行った結果を示す。図において、実線は、実測した振動データに基づくエンベロープ周波数スペクトルを示し、点線は基準値（ここでは、実効値＋６ｄＢ）、一点鎖線は回転速度２００ｍｉｎ−１に基づく外輪損傷に起因した周波数成分（ｆ１〜ｆ５）を示している。さらに、網掛範囲は基準値を算出するために用いた周波数範囲を示しており、ここでは、ｆ１−３Ｈｚ〜ｆ５＋３Ｈｚである。この結果より、基準値を越えるピークが外輪損傷に起因した周波数成分と一致していることから、軸受の外輪が損傷していると判断することができる。FIG. 39 shows the result of frequency analysis after enveloping the vibration of the housing when noise enters during rotation of a tapered roller bearing with a defect on the outer ring raceway surface at 200 min −1 . In the figure, the solid line shows the envelope frequency spectrum based on the actually measured vibration data, the dotted line is a reference value (here, the effective value + 6 dB), the frequency component chain line due to the outer ring damage based on the rotation speed 200 min -1 (f shows the 1 ~f 5). Further, the shaded range indicates the frequency range used for calculating the reference value, and is f 1 −3 Hz to f 5 +3 Hz in this example. From this result, it can be determined that the outer ring of the bearing is damaged because the peak exceeding the reference value matches the frequency component caused by the outer ring damage.

一方、図４０は、図３９の場合と同条件で得られた周波数分析の結果に対して、基準値を算出するために用いた周波数範囲を全領域にした場合を示している。図４０では、外輪損傷に起因した周波数成分が基準値を超えていないため、異常なしと判断してしまう虞がある。従って、図３９及び図４０の結果から、比較照合に用いる基準値を実測スペクトルデータの限定した範囲から算出することにより、ノイズの影響を受け難く、精度の良い診断が可能であることが確認される。  On the other hand, FIG. 40 shows a case where the frequency range used for calculating the reference value is the entire region for the result of the frequency analysis obtained under the same conditions as in FIG. In FIG. 40, since the frequency component resulting from damage to the outer ring does not exceed the reference value, it may be determined that there is no abnormality. Therefore, from the results shown in FIGS. 39 and 40, it is confirmed that by calculating the reference value used for comparison and collation from a limited range of the measured spectrum data, it is difficult to be affected by noise and a highly accurate diagnosis is possible. The

本発明を詳細にまた特定の実施態様を参照して説明したが、本発明の精神と範囲を逸脱することなく様々な変更や修正を加えることができることは当業者にとって明らかである。
本出願は、２００４年９月１３日出願の日本特許出願（特願２００４−２６５００９）、
２００４年９月１３日出願の日本特許出願（特願２００４−２６５２１９）、
２００５年１月１１日出願の日本特許出願（特願２００５−００４１２８）、
２００５年１月２６日出願の日本特許出願（特願２００５−０１８３３８）、
２００５年１月２６日出願の日本特許出願（特願２００５−０１８３３９）、
２００５年１月２６日出願の日本特許出願（特願２００５−０１８３４０）、
２００５年６月８日出願の日本特許出願（特願２００５−１６８２０４）、
２００５年６月１６日出願の日本特許出願（特願２００５−１７６５０５）、
２００５年６月１６日出願の日本特許出願（特願２００５−１７６５０７）、に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。Although the present invention has been described in detail and with reference to specific embodiments, it will be apparent to those skilled in the art that various changes and modifications can be made without departing from the spirit and scope of the invention.
This application is a Japanese patent application filed on September 13, 2004 (Japanese Patent Application No. 2004-265209),
Japanese patent application filed on September 13, 2004 (Japanese Patent Application No. 2004-265219),
Japanese patent application filed on January 11, 2005 (Japanese Patent Application No. 2005-004128),
Japanese patent application filed on Jan. 26, 2005 (Japanese Patent Application No. 2005-018338),
Japanese patent application filed on Jan. 26, 2005 (Japanese Patent Application No. 2005-018339),
Japanese patent application filed on Jan. 26, 2005 (Japanese Patent Application No. 2005-018340),
Japanese patent application filed on June 8, 2005 (Japanese Patent Application No. 2005-168204),
Japanese patent application filed on June 16, 2005 (Japanese Patent Application No. 2005-176505),
This is based on a Japanese patent application (Japanese Patent Application No. 2005-176507) filed on June 16, 2005, the contents of which are incorporated herein by reference.

鉄道車両の車軸やギアボックス或いは発電用風車の減速機のような、機械設備に用いられる回転或いは摺動する部品の異常を、機械設備を分解することなく実稼動状態で、診断精度を確保しながら診断することができる。  Diagnostic accuracy is ensured in the actual operation state without disassembling the machinery and equipment, such as the axles and gearboxes of railway vehicles or the reduction gears of wind turbines for power generation. Can be diagnosed while.

Claims (37)

静止部材に対して相対的に回転或いは摺動する部品を備えた機械設備に用いられる異常診断装置であって、
前記回転或いは摺動する部品又は前記静止部材に固定され、振動センサ、音響センサ、超音波センサ及びＡＥセンサの少なくとも一つの振動系センサと温度センサとを有する検出部と、
該検出部の出力した検出信号から前記部品の状態を判定する信号処理部と、
を備え、
該信号処理部は、前記振動系センサによる計測結果と前記温度センサによる計測結果との組み合わせに基づいて、前記部品の異常の有無、或いは該異常の有無及び損傷の程度を判定することを特徴とする異常診断装置。An abnormality diagnosing device used in mechanical equipment having a component that rotates or slides relative to a stationary member,
A detection unit fixed to the rotating or sliding part or the stationary member and having at least one vibration system sensor and a temperature sensor of a vibration sensor, an acoustic sensor, an ultrasonic sensor and an AE sensor;
A signal processing unit for determining the state of the component from the detection signal output by the detection unit;
With
The signal processing unit is configured to determine the presence / absence of an abnormality of the component, the presence / absence of the abnormality, and the degree of damage based on a combination of a measurement result of the vibration system sensor and a measurement result of the temperature sensor. Abnormality diagnosis device. 前記振動系センサ及び前記温度センサによる計測値又は該計測値の時間に対する変化率が少なくとも一回求められ、
前記信号処理部は、前記計測値又は前記変化率と予め設定しておいた各規定値とを比較することにより、前記部品の異常の有無、或いは該異常の有無及び損傷の程度を判定する異常判定部を有することを特徴とする請求項１に記載の異常診断装置。The measurement value by the vibration system sensor and the temperature sensor or the rate of change of the measurement value with respect to time is obtained at least once,
The signal processing unit compares the measured value or the rate of change with each predetermined value set in advance to determine whether there is an abnormality in the component, or whether there is an abnormality and the degree of damage. The abnormality diagnosis device according to claim 1, further comprising a determination unit. 静止部材に対して相対的に回転或いは摺動する部品を備えた機械設備に用いられる異常診断装置であって、
前記回転或いは摺動する部品を駆動する駆動装置と、
前記部品又は前記静止部材に固定され、振動センサ、音響センサ、超音波センサ及びＡＥセンサの少なくとも一つの振動系センサと温度センサの少なくとも一つを有する検出部と、
該検出部の出力した検出信号から前記部品の状態を判定する信号処理部と、
を備え、
該信号処理部は、前記駆動装置の非通電時における前記部品の所定の速度領域内での慣性移動時に、前記検出部による振動又は温度の検出信号に基づいて前記部品の異常を診断することを特徴とする異常診断装置。An abnormality diagnosing device used in mechanical equipment having a component that rotates or slides relative to a stationary member,
A driving device for driving the rotating or sliding parts;
A detection unit fixed to the component or the stationary member, and having at least one of a vibration sensor, an acoustic sensor, an ultrasonic sensor, and an AE sensor, and a temperature sensor;
A signal processing unit for determining the state of the component from the detection signal output by the detection unit;
With
The signal processing unit diagnoses an abnormality of the component based on a vibration or temperature detection signal from the detection unit during inertial movement of the component within a predetermined speed region when the drive device is not energized. A characteristic abnormality diagnosis device. 静止部材に対して相対的に回転する部品を備えた機械設備に用いられる異常診断装置であって、
前記部品を回転駆動する駆動装置と、
前記部品又は前記静止部材に固定され、振動センサ、音響センサ、超音波センサ及びＡＥセンサの少なくとも一つの振動系センサと温度センサの少なくとも一つを有する検出部と、
該検出部の出力した検出信号から前記部品の状態を判定する信号処理部と、
を備え、
該信号処理部は、前記部品が１００ｍｉｎ−１以上１５００ｍｉｎ−１以下の回転速度領域内で回転する時、前記検出部による振動又は温度の検出信号に基づいて前記部品の異常を診断することを特徴とする異常診断装置。An abnormality diagnosing device used in mechanical equipment having a component that rotates relative to a stationary member,
A driving device for rotationally driving the component;
A detection unit fixed to the component or the stationary member, and having at least one of a vibration sensor, an acoustic sensor, an ultrasonic sensor, and an AE sensor, and a temperature sensor;
A signal processing unit for determining the state of the component from the detection signal output by the detection unit;
With
The signal processing unit diagnoses an abnormality of the component based on a vibration or temperature detection signal from the detection unit when the component rotates in a rotation speed region of 100 min −1 or more and 1500 min −1 or less. An abnormality diagnosis device. 前記信号処理部は、前記駆動装置の非通電時における前記部品の前記回転速度領域内での慣性回転時に、前記検出部による振動又は温度の検出信号に基づいて前記部品の異常を診断することを特徴とする請求項４に記載の異常診断装置。The signal processing unit diagnoses abnormality of the component based on a vibration or temperature detection signal from the detection unit during inertia rotation of the component in the rotation speed region when the drive device is not energized. The abnormality diagnosis apparatus according to claim 4, wherein the abnormality diagnosis apparatus is characterized in that: 前記駆動装置は通電及び非通電を繰り返して用いられると共に、該駆動装置の非通電時に前記部品が慣性移動可能であることを特徴とする請求項３又は５に記載の異常診断装置。The abnormality diagnosis device according to claim 3 or 5, wherein the drive device is used by repeatedly energizing and de-energizing, and the component is capable of inertial movement when the drive device is de-energized. 前記駆動装置の非通電時の前記部品の慣性移動状態を該駆動装置のＯＦＦ信号に基づいて検出することを特徴とする請求項３，５及び６のいずれかに記載の異常診断装置。7. The abnormality diagnosis apparatus according to claim 3, wherein an inertial movement state of the component when the drive device is not energized is detected based on an OFF signal of the drive device. 前記駆動装置の回転速度を検出する回転速度センサを備え、該回転速度センサによる回転速度の検出信号と前記検出部による振動又は温度の検出信号とを連動して前記部品の異常を診断することを特徴とする請求項３〜７のいずれかに記載の異常診断装置。A rotation speed sensor for detecting the rotation speed of the drive device, and diagnosing an abnormality of the component in conjunction with a rotation speed detection signal from the rotation speed sensor and a vibration or temperature detection signal from the detection unit; The abnormality diagnosis apparatus according to claim 3, wherein the abnormality diagnosis apparatus is characterized in that 前記信号処理部は、回転速度信号に基づき算出した前記部品の損傷に起因した周波数成分と前記振動系センサにより検出された信号に基づく実測データの周波数成分とを比較する比較照合部と、該比較照合部での比較結果に基づき、前記部品の異常の有無の判定や損傷部位を特定する異常判定部とを備えていることを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の異常診断装置。The signal processing unit compares the frequency component resulting from the damage of the component calculated based on the rotation speed signal and the frequency component of the measured data based on the signal detected by the vibration system sensor, and the comparison The abnormality diagnosis device according to claim 1, further comprising: an abnormality determination unit that determines whether there is an abnormality in the part or identifies a damaged part based on a comparison result in a collation unit. . 前記信号処理部は、前記振動系センサにより検出された信号波形から不要な周波数帯域を除去するフィルタ処理部と、前記フィルタ処理部から転送されたフィルタ処理後の波形の絶対値を検波するエンベロープ処理部と、前記エンベロープ処理部から転送された波形の周波数を分析する周波数分析部と、を備えていることを特徴とする請求項９に記載の異常診断装置。The signal processing unit includes a filter processing unit that removes unnecessary frequency bands from the signal waveform detected by the vibration system sensor, and an envelope process that detects the absolute value of the filtered waveform transferred from the filter processing unit. The abnormality diagnosis apparatus according to claim 9, further comprising: a frequency analysis unit that analyzes a frequency of a waveform transferred from the envelope processing unit. 回転或いは摺動する少なくとも一つの部品を備えた機械設備に用いられる異常診断装置であって、
前記機械設備から発生する信号を電気信号として出力する少なくとも一つの検出部と、
前記電気信号の波形の周波数分析を行い、該周波数分析で得られたスペクトルに基づき算出した基準値より大きい該スペクトルのピークを抽出し、該ピーク間の周波数と回転速度信号或いは移動速度信号に基づき算出した前記部品の損傷に起因する周波数成分とを比較照合し、その照合結果に基づき前記部品の異常の有無及び異常部位を判定する信号処理部と、
を備えたことを特徴とする異常診断装置。An abnormality diagnosing device used in mechanical equipment having at least one part that rotates or slides,
At least one detector that outputs a signal generated from the mechanical equipment as an electrical signal;
Perform frequency analysis of the waveform of the electrical signal, extract a peak of the spectrum that is larger than a reference value calculated based on the spectrum obtained by the frequency analysis, and based on the frequency between the peaks and the rotational speed signal or the moving speed signal A signal processing unit that compares and compares the calculated frequency component resulting from the damage of the component, and determines the presence / absence and abnormal part of the component based on the comparison result;
An abnormality diagnosis device comprising: 前記信号処理部は、前記検出された信号に増幅処理とフィルタ処理の少なくとも一方を施し、その処理された波形にエンベロープ処理を行うことを特徴とする請求項１１に記載の異常診断装置。The abnormality diagnosis apparatus according to claim 11, wherein the signal processing unit performs at least one of amplification processing and filtering processing on the detected signal, and performs envelope processing on the processed waveform. 回転或いは摺動する少なくとも一つの部品を備えた機械設備に用いられる異常診断装置であって、
前記機械設備から発生する信号を電気信号として出力する少なくとも一つの検出部と、
前記電気信号の単位時間当たりの波形が閾値を越えた衝撃波の頻度と、回転速度信号或いは移動速度信号に基づき、前記部品の異常の有無及び異常部位を判定する信号処理部と、
を備えたことを特徴とする異常診断装置。An abnormality diagnosing device used in mechanical equipment having at least one part that rotates or slides,
At least one detector that outputs a signal generated from the mechanical equipment as an electrical signal;
A signal processing unit for determining the presence / absence and abnormality of the component based on the frequency of the shock wave in which the waveform per unit time of the electrical signal exceeds a threshold, and the rotation speed signal or the movement speed signal;
An abnormality diagnosis device comprising: 前記信号処理部は、前記電気信号の波形をフィルタ処理し、全波整流波形に変換した波形に対して、前記閾値を越えるたびに、前記回転速度信号に応じた所定の時間、前記閾値を越える値に保持するように変換した波形を構成し、該波形が所定の回転数あたりに前記閾値を越える回数によって前記部品に異常を生じた可能性を知らせることを特徴とする請求項１３に記載の異常診断装置。The signal processing unit filters the waveform of the electrical signal and converts the waveform into a full-wave rectified waveform each time the threshold is exceeded, the threshold is exceeded for a predetermined time according to the rotational speed signal. 14. The waveform converted to be held at a value is formed, and the possibility that an abnormality has occurred in the component is notified by the number of times that the waveform exceeds the threshold per predetermined number of revolutions. Abnormality diagnosis device. 前記信号処理部は、前記閾値を保持するように変換した波形が所定の回転数あたりに前記閾値を越える回数によって前記部品に異常を生じた可能性の真偽を、複数回の統計的判断で判断することを特徴とする請求項１４に記載の異常診断装置。The signal processing unit can determine whether the waveform has been converted to hold the threshold value by exceeding the threshold value per predetermined number of rotations, and whether or not the component has malfunctioned by a plurality of statistical judgments. The abnormality diagnosis apparatus according to claim 14, wherein determination is performed. 前記信号処理部は、前記部品の回転速度が略一定の場合に実行されることを特徴とする請求項１１〜１５のいずれかに記載の異常診断装置。The abnormality diagnosis device according to claim 11, wherein the signal processing unit is executed when a rotation speed of the component is substantially constant. 回転或いは摺動する少なくとも一つの部品を備えた機械設備に用いられる異常診断装置であって、
前記機械設備から発生する信号を電気信号として出力する少なくとも一つの検出部と、
前記電気信号の波形の周波数分析を行い、該周波数分析で得られた実測スペクトルデータの周波数成分と前記部品に起因した周波数成分とを可変な許容幅を持って比較照合し、その照合結果に基づき前記部品の異常の有無及び異常部位を判定する信号処理部と、
を備えることを特徴とする異常診断装置。An abnormality diagnosing device used in mechanical equipment having at least one part that rotates or slides,
At least one detector that outputs a signal generated from the mechanical equipment as an electrical signal;
Perform frequency analysis of the waveform of the electrical signal, and compare and collate the frequency component of the measured spectrum data obtained by the frequency analysis with the frequency component caused by the component with a variable tolerance, and based on the collation result A signal processing unit for determining the presence / absence and abnormality of the component;
An abnormality diagnosis apparatus comprising: 回転部品を備えた機械設備に用いられる異常診断装置であって、
前記機械設備から発生する信号を電気信号として出力する少なくとも一つの検出部と、
前記電気信号の波形の周波数分析を行い、該周波数分析で得られた実測スペクトルデータの周波数成分と前記回転部品に起因した周波数成分とを許容幅を持って比較照合し、その照合結果に基づき前記回転部品の異常の有無及び異常部位を判定する信号処理部と、
を備える異常診断装置であって、
前記許容幅は、前記回転部品の回転速度と前記回転部品の設計寸法諸元とから算出される上限値と下限値を有する領域を少なくとも一つの領域に分割し、該各分割領域の中心値を求め、該中心値に対して与えられる任意の大きさの少なくとも一つの許容幅であり、
前記信号処理部は、前記実測スペクトルデータの周波数成分と前記回転部品に起因した周波数成分とを、前記少なくとも一つの許容幅毎に比較照合することを特徴とする異常診断装置。An abnormality diagnosing device used in mechanical equipment equipped with rotating parts,
At least one detector that outputs a signal generated from the mechanical equipment as an electrical signal;
The frequency analysis of the waveform of the electrical signal is performed, the frequency component of the measured spectrum data obtained by the frequency analysis and the frequency component caused by the rotating component are compared and verified with an allowable width, and based on the verification result, A signal processing unit for determining the presence / absence and abnormality of the rotating part; and
An abnormality diagnosis device comprising:
The allowable width divides an area having an upper limit value and a lower limit value calculated from the rotation speed of the rotating part and the design dimension specifications of the rotating part into at least one area, and sets the center value of each of the divided areas. And at least one allowable width of an arbitrary size given for the central value,
The abnormality diagnosis apparatus, wherein the signal processing unit compares and collates the frequency component of the measured spectrum data and the frequency component caused by the rotating component for each of the at least one allowable width. 前記許容幅は、前記回転部品が互いに異なる設計寸法諸元を有する複数の回転部品を備える場合と、前記回転部品の回転速度が変動した場合の少なくとも一方において、与えられることを特徴とする請求項１８に記載の異常診断装置。The allowable width is given in at least one of a case where the rotating component includes a plurality of rotating components having different design dimension specifications and a case where the rotational speed of the rotating component fluctuates. 18. The abnormality diagnosis device according to 18. 前記許容幅は、前記周波数成分が高調波成分となるにつれて大きくなることを特徴とする請求項１７〜１９のいずれかに記載の異常診断装置。The abnormality diagnosing apparatus according to any one of claims 17 to 19, wherein the permissible width increases as the frequency component becomes a harmonic component. 前記許容幅は、前記周波数成分の周波数帯域に応じて増減することを特徴とする請求項１７から２０のいずれかに記載の異常診断装置。21. The abnormality diagnosis apparatus according to claim 17, wherein the allowable width is increased or decreased according to a frequency band of the frequency component. 前記許容幅は、回転速度に応じて増減することを特徴とする請求項１７または１８に記載の異常診断装置。The abnormality diagnosis apparatus according to claim 17 or 18, wherein the allowable width increases or decreases according to a rotation speed. 回転或いは摺動する少なくとも一つの部品を備えた機械設備に用いられる異常診断装置であって、
前記機械設備から発生する信号を電気信号として出力する少なくとも一つの検出部と、
前記電気信号の波形の周波数分析を行い、該周波数分析で得られた実測スペクトルデータの周波数成分と前記部品に起因した周波数成分とを比較照合し、その照合結果に基づき前記部品の異常の有無及び異常部位を判定する信号処理部と、を備え、
前記比較照合に用いられる基準値は、前記実測スペクトルデータの限定した周波数範囲に基づいて算出されることを特徴とする異常診断装置。An abnormality diagnosing device used in mechanical equipment having at least one part that rotates or slides,
At least one detector that outputs a signal generated from the mechanical equipment as an electrical signal;
Performing frequency analysis of the waveform of the electrical signal, comparing the frequency component of the measured spectrum data obtained by the frequency analysis with the frequency component resulting from the component, whether there is an abnormality in the component based on the verification result, and A signal processing unit for determining an abnormal part,
A reference value used for the comparison and collation is calculated based on a limited frequency range of the measured spectrum data. 回転或いは摺動する少なくとも一つの部品を備えた機械設備に用いられる異常診断装置であって、
前記機械設備から発生する信号を電気信号として出力する少なくとも一つの検出部と、
前記電気信号の波形の周波数分析を行い、該周波数分析で得られた実測スペクトルデータの周波数成分と前記部品に起因した周波数成分とを比較照合し、その照合結果に基づき前記部品の異常の有無及び異常部位を判定する信号処理部と、
該信号処理部にて診断された診断結果を記憶する記憶部と、
前記診断結果を所定の形式で出力する出力部と、
該出力部によって出力される出力結果を、少なくとも一つのプログラムに基づいてレポートを作成するレポート作成部と、
を備えることを特徴とする異常診断装置。An abnormality diagnosing device used in mechanical equipment having at least one part that rotates or slides,
At least one detector that outputs a signal generated from the mechanical equipment as an electrical signal;
Performing frequency analysis of the waveform of the electrical signal, comparing the frequency component of the measured spectrum data obtained by the frequency analysis with the frequency component resulting from the component, whether there is an abnormality in the component based on the verification result, and A signal processing unit for determining an abnormal site;
A storage unit for storing a diagnosis result diagnosed by the signal processing unit;
An output unit for outputting the diagnosis result in a predetermined format;
A report creation unit for creating a report based on at least one program, the output result output by the output unit;
An abnormality diagnosis apparatus comprising: 前記検出部は、前記機械設備から発生する振動を検出するセンサに加えて、前記機械設備の温度を検出する温度センサと前記回転部品の回転速度を検出する回転速度センサとの少なくとも一方が単一の筐体内に収容される一体型センサを有していることを特徴とする請求項１１〜２４のいずれかに記載の異常診断装置。In addition to a sensor that detects vibrations generated from the mechanical equipment, the detection unit includes at least one of a temperature sensor that detects the temperature of the mechanical equipment and a rotational speed sensor that detects the rotational speed of the rotating component. The abnormality diagnosis apparatus according to claim 11, further comprising an integrated sensor housed in the housing. 前記機械設備は、前記回転部品である軸受及び該軸受を固定する軸受箱を備え、
前記一体型センサは、前記軸受箱の平坦部に固定されることを特徴とする請求項２５に記載の異常診断装置。The mechanical facility includes a bearing that is the rotating component and a bearing box that fixes the bearing.
26. The abnormality diagnosis apparatus according to claim 25, wherein the integrated sensor is fixed to a flat portion of the bearing box. 前記信号処理部による判定結果を伝送するデータ伝送手段を有することを特徴とする請求項１〜２６のいずれかに記載の異常診断装置。27. The abnormality diagnosis apparatus according to claim 1, further comprising a data transmission unit that transmits a determination result obtained by the signal processing unit. 前記信号処理部による処理、及び前記判定結果を制御系に出力する処理を行なうマイクロコンピュータを具備したことを特徴とする請求項１〜２７のいずれかに記載の異常診断装置。28. The abnormality diagnosis apparatus according to claim 1, further comprising a microcomputer that performs processing by the signal processing unit and processing for outputting the determination result to a control system. 前記機械設備は鉄道車両用軸受装置であることを特徴とする請求項１〜２８のいずれかに記載の異常診断装置。The abnormality diagnosis device according to any one of claims 1 to 28, wherein the mechanical facility is a railway vehicle bearing device. 前記機械設備は風車用軸受装置であることを特徴とする請求項１〜２８のいずれかに記載の異常診断装置。The abnormality diagnosis device according to any one of claims 1 to 28, wherein the mechanical facility is a wind turbine bearing device. 前記機械設備は工作機械主軸用軸受装置であることを特徴とする請求項１〜２８のいずれかに記載の異常診断装置。The abnormality diagnosis device according to any one of claims 1 to 28, wherein the mechanical equipment is a machine tool spindle bearing device. 回転或いは摺動する少なくとも一つの部品を備えた機械設備に用いられる異常診断方法であって、
前記機械設備から発生する信号を検出して電気信号として出力する工程と、
該検出された信号の波形の周波数を分析する工程と、
該分析工程で得られたスペクトルに基づき算出した基準値より大きい該スペクトルのピークを抽出し、該ピーク間の周波数と回転速度信号或いは移動速度信号に基づき算出した前記部品の損傷に起因する周波数成分とを比較照合する工程と、
該比較工程での照合結果に基づき前記部品の異常の有無及び異常部位を判定する工程と、
を備えることを特徴とする異常診断方法。An abnormality diagnosis method used in a mechanical facility provided with at least one component that rotates or slides,
Detecting a signal generated from the mechanical equipment and outputting it as an electrical signal;
Analyzing the frequency of the waveform of the detected signal;
The peak of the spectrum that is larger than the reference value calculated based on the spectrum obtained in the analysis step is extracted, and the frequency component resulting from damage of the component calculated based on the frequency between the peaks and the rotational speed signal or the moving speed signal A process of comparing and comparing
Determining the presence / absence and abnormality of the part based on the comparison result in the comparison step;
An abnormality diagnosis method comprising: 回転或いは摺動する少なくとも一つの部品を備えた機械設備に用いられる異常診断方法であって、
前記機械設備から発生する信号を検出して電気信号として出力する工程と、
前記電気信号の単位時間当たりの波形が閾値を越えた衝撃波の頻度と、回転速度信号或いは移動速度信号に基づき、前記部品の異常の有無を検出する工程と、
を備えたことを特徴とする異常診断方法。An abnormality diagnosis method used in a mechanical facility provided with at least one component that rotates or slides,
Detecting a signal generated from the mechanical equipment and outputting it as an electrical signal;
Detecting the presence / absence of abnormality of the component based on the frequency of the shock wave in which the waveform per unit time of the electrical signal exceeds a threshold, and the rotation speed signal or the movement speed signal;
An abnormality diagnosis method characterized by comprising: 回転或いは摺動する少なくとも一つの部品を備えた機械設備に用いられる異常診断方法であって、
前記機械設備から発生する信号を検出して電気信号として出力する工程と、
該検出された信号の波形の周波数を分析する工程と、
該分析工程で得られた実測スペクトルデータの周波数成分と前記部品に起因した周波数成分とを可変な許容幅を持って比較照合する工程と、
該比較工程での照合結果に基づき前記部品の異常の有無及び異常部位を判定する工程と、を備えることを特徴とする異常診断方法。An abnormality diagnosis method used in a mechanical facility provided with at least one component that rotates or slides,
Detecting a signal generated from the mechanical equipment and outputting it as an electrical signal;
Analyzing the frequency of the waveform of the detected signal;
A step of comparing and collating the frequency component of the measured spectrum data obtained in the analysis step and the frequency component caused by the part with a variable tolerance;
And a step of determining the presence / absence and abnormality of the part based on the comparison result in the comparison step. 回転部品を備えた機械設備に用いられる異常診断方法であって、
前記機械設備から発生する信号を検出して電気信号として出力する工程と、
該検出された信号の波形の周波数を分析する工程と、
前記回転部品に起因した周波数成分に対して、前記回転部品の回転速度と前記回転部品の設計寸法諸元とから算出される上限値と下限値を有する領域を少なくとも一つの領域に分割し、該各分割領域の中心値を求め、該中心値に対して与えられる任意の大きさを持った少なくとも一つの許容幅を設定する工程と、
該周波数分析で得られた実測スペクトルデータの周波数成分と前記回転部品に起因した周波数成分とを前記少なくとも一つの許容幅毎に比較照合する工程と、
該比較工程での照合結果に基づき前記回転部品の異常の有無及び異常部位を判定する工程と、
を備えることを特徴とする異常診断方法。An abnormality diagnosis method used for mechanical equipment equipped with rotating parts,
Detecting a signal generated from the mechanical equipment and outputting it as an electrical signal;
Analyzing the frequency of the waveform of the detected signal;
Dividing an area having an upper limit and a lower limit calculated from the rotational speed of the rotating part and the design dimension of the rotating part into at least one area for the frequency component caused by the rotating part, Determining a center value of each divided region, and setting at least one allowable width having an arbitrary size given to the center value;
Comparing the frequency component of the measured spectrum data obtained by the frequency analysis and the frequency component caused by the rotating component for each at least one allowable width; and
Determining whether or not there is an abnormality in the rotating part based on the comparison result in the comparison step, and an abnormal part;
An abnormality diagnosis method comprising: 回転或いは摺動する少なくとも一つの部品を備えた機械設備に用いられる異常診断方法であって、
前記機械設備から発生する信号を検出して電気信号として出力する工程と、
該検出された信号の波形の周波数を分析する工程と、
該分析工程で得られた実測スペクトルデータの周波数成分と前記部品に起因した周波数成分とを比較照合する工程と、
該比較工程での照合結果に基づき前記部品の異常の有無及び異常部位を判定する工程と、
を備え、
前記比較照合に用いられる基準値は、前記実測スペクトルデータの限定した周波数範囲に基づいて算出されることを特徴とする異常診断方法。An abnormality diagnosis method used in a mechanical facility provided with at least one component that rotates or slides,
Detecting a signal generated from the mechanical equipment and outputting it as an electrical signal;
Analyzing the frequency of the waveform of the detected signal;
A step of comparing and collating the frequency component of the measured spectrum data obtained in the analysis step with the frequency component caused by the component;
Determining the presence / absence and abnormality of the part based on the comparison result in the comparison step;
With
A reference value used for the comparison and collation is calculated based on a limited frequency range of the measured spectrum data. 回転或いは摺動する少なくとも一つの部品を備えた機械設備に用いられる異常診断方法であって、
前記機械設備から発生する信号を検出して電気信号として出力する工程と、
該検出された信号の波形の周波数を分析する工程と、
該分析工程で得られた実測スペクトルデータの周波数成分と前記部品に起因した周波数成分とを比較照合する工程と、
該比較工程での照合結果に基づき前記部品の異常の有無及び異常部位を判定する工程と、
前記分析、比較、判定工程の少なくとも一つにて得られる診断結果を記憶する工程と、
前記診断結果を所定の形式で出力する工程と、
該出力工程によって出力される出力結果を、少なくとも一つのプログラムに基づいてレポートを作成する工程と、
を備えることを特徴とする異常診断方法。An abnormality diagnosis method used in a mechanical facility provided with at least one component that rotates or slides,
Detecting a signal generated from the mechanical equipment and outputting it as an electrical signal;
Analyzing the frequency of the waveform of the detected signal;
A step of comparing and collating the frequency component of the measured spectrum data obtained in the analysis step with the frequency component caused by the component;
Determining the presence / absence and abnormality of the part based on the comparison result in the comparison step;
Storing a diagnosis result obtained in at least one of the analysis, comparison, and determination steps;
Outputting the diagnosis result in a predetermined format;
Creating a report of the output result output by the output step based on at least one program;
An abnormality diagnosis method comprising:
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN113446167A (en) * 2021-08-09 2021-09-28 中国船舶重工集团海装风电股份有限公司 Wind power coupling slip fault early warning method based on big data analysis
CN114080514B (en) * 2019-06-21 2024-03-29 美蓓亚三美株式会社 Bearing monitoring device and bearing monitoring method

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