KR100861579B1 - 구름 베어링의 잔여수명 진단방법 및 이 잔여수명진단장치 - Google Patents
구름 베어링의 잔여수명 진단방법 및 이 잔여수명진단장치 Download PDFInfo
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Abstract
Description
Claims (42)
- 구름 베어링(3)에 있어서의 먼지 혼입상태와 진동·베어링 수명과의 관계, 및 윤활유의 열화와 진동·베어링 수명과 관련하여, 각 구름 베어링(3)의 형식번호, 업체명 등의 베어링 제원마다에 대해, 가속도센서(4)를 이용하여 진동신호를 구하고, 가장 고감도 검출이 가능한 공진 주파수대 신호를 포함하는 주파수대역 신호를 실험장치에 의해 채취하는 기초데이터 채취수단과,펌프, 팬 등의 회전기기(1, 2)에 구비된, 잔여수명을 진단하는 구름 베어링(3)에 관해서, 가속도센서(4)를 이용하여 진동신호를 구하고, 가장 고감도 검출이 가능한 공진 주파수대 신호를 포함하는 주파수대역 신호를 측정하는 측정수단과,상기 측정수단에 의해 구한 측정값과, 상기 베어링 제원에 관한 판정결과와, 상기 기초데이터 채취수단으로 구한 데이터를 이용하여, 상기 피진단 구름 베어링(3)의 먼지 혼입상태와 윤활유의 열화상태를 추정하여, 피진단 구름 베어링(3)의 잔여수명을 산출하는 판정수단으로 이루어지고,상기 판정수단은, 상기 피진단 구름 베어링(3)에 관해서, 1k∼64㎑의 진동파형을, 1/2옥타브 밴드로 주파수를 분할하여 복수의 밴드를 채취하고, 각 주파수대의 파형에 대해서, 포락선 처리를 행해, 주파수 스펙트럼을 산출하고 나서, 그 피진단 구름 베어링(3)의 형식번호와 업체명 등의 베어링 제원에 관해서 판정하는 것을 특징으로 하는 구름 베어링의 잔여수명 진단방법.
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- 제 1항에 있어서, 상기 판정수단은, 상기 피진단 구름 베어링(3)에 관해서, 1k∼64㎑의 진동파형을, 1/2옥타브 밴드로 주파수를 분할하여 복수의 밴드를 채취하고, 각 주파수대의 파형에 대해서, 포락선 처리를 행해, 주파수 스펙트럼을 산출하고, 베어링의 형식번호와 업체명 등의 베어링 제원에 관해서 판정하고,상기 피진단 구름 베어링(3)의 형식번호와 업체명을 알 때에,그 베어링 제원으로부터 베어링 패스 주파수를 계산하고, 각 주파수대의 포락선 처리 스펙트럼으로부터 패스 주파수 성분(finn.fout.fball의 3개)을 추출하고, 추출한 각 주파수대의 패스 주파수 성분의 상대감도(정상일 때와의 비)를 산출하여, 패스 주파수 성분의 상대감도의 분할한 밴드수의 상위밴드의 평균을 구하고,패스 주파수 성분의 복수 밴드로 분할한 밴드수의 상위밴드 평균의 어느 것이 한계값을 넘었는지를 판정하고,한계값을 넘지 않을 때는 정상이라고 추정하는 것을 특징으로 하는 구름 베어링의 잔여수명 진단방법.
- 제 4항에 있어서, 상기 판정수단에 있어서, 상기 피진단 구름 베어링(3)에 관해서, 5k∼35㎑의 진동파형을, 1/2옥타브 밴드로 주파수를 분할하여 합계 6밴드를 채취하고, 각 주파수대의 파형에 대해서, 포락선 처리를 행해, 주파수 스펙트럼을 산출하는 것을 특징으로 하는 구름 베어링의 잔여수명 진단방법.
- 제 4항에 있어서, 상기 판정수단에 있어서의 한계값은 1을 넘은 수치인 것을 특징으로 하는 구름 베어링의 잔여수명 진단방법.
- 제 1항에 있어서, 상기 판정수단은, 상기 피진단 구름 베어링(3)에 관해서, 1k∼64㎑의 진동파형을, 1/2옥타브 밴드로 주파수를 분할하여 복수의 밴드를 채취하고, 각 주파수대의 파형에 대해서, 포락선 처리를 행해, 주파수 스펙트럼을 산출하고, 베어링의 형식번호와 업체명 등의 베어링 제원에 관해서 판정하고,상기 피진단 구름 베어링(3)의 형식번호와 업체명을 알지 못할 때에,각 주파수대의 포락선 처리 스펙트럼으로부터, 회전수×1.6∼7의 범위 내에서 주파수 스펙트럼의 피크를 추출하고,추출한 각 주파수대의 피크 주파수 성분의 상대감도(정상일 때와의 비)를 산출하고,피크 주파수 성분의 상대감도의 상위 3밴드 평균을 구하고,피크 주파수 성분의 분할한 상위밴드의 상대감도 평균이 한계값을 넘었는지를 판정하고,한계값을 넘지 않을 때는 정상이라고 추정하는 것을 특징으로 하는 구름 베어링의 잔여수명 진단방법.
- 제 1항에 있어서, 상기 판정수단은, 상기 구름 베어링(3)에 관해서, 5k∼35㎑의 진동파형을, 1/2옥타브 밴드로 주파수를 분할하여 합계 6밴드를 채취하고,각 주파수대의 파형에 대해서, 포락선 처리를 행해, 주파수 스펙트럼을 산출하고,베어링의 형식번호와 업체명 등의 베어링 제원에 관해서 판정하고,상기 피진단 구름 베어링(3)의 형식번호와 업체명을 알지 못할 때에,각 주파수대의 포락선 처리 스펙트럼으로부터, 회전수×1.6∼7의 범위 내에서 주파수 스펙트럼의 피크를 추출하고, 추출한 각 주파수대의 피크 주파수 성분의 상대감도(정상일 때와의 비)를 산출하여, 피크 주파수 성분의 상대감도의 상위 3밴드 평균을 구하고,피크 주파수 성분의 상위 3밴드의 상대감도 평균이 한계값을 넘었는지를 판정하는 것을 특징으로 하는 구름 베어링의 잔여수명 진단방법.
- 제 7항에 있어서, 상기 판정수단에 있어서의 한계값은 1을 넘은 수치인 것을 특징으로 하는 구름 베어링의 잔여수명 진단방법.
- 구름 베어링(3)에 있어서의 먼지 혼입상태와 진동·베어링 수명과의 관계, 및 윤활유의 열화와 진동·베어링 수명에 관련하여, 가속도센서(4)를 이용하여 진동신호를 구하고, 가장 고감도 검출이 가능한 공진 주파수대 신호를 포함하는 주파수대 신호를 실험장치에 의해 채취하는 기초 데이터 채취수단과,펌프, 팬 등의 회전기기(1, 2)에 구비된, 잔여수명을 진단하는 구름 베어링(3)에 관해서, 가속도센서(4)를 이용하여 진동신호를 구하고, 가장 고감도 검출이 가능한 공진 주파수대 신호를 포함하는 주파수대역 신호를 측정하는 측정수단과,상기 측정수단에 의해 구한 측정값과, 상기 기초데이터 채취수단으로 구한 데이터를 이용하여, 상기 피진단 구름 베어링(3)의 먼지 혼입상태와 윤활유의 열화상태를 추정하고, 그 피진단 구름 베어링(3)의 잔여수명을 산출하는 판정수단으로 이루어지고,상기 판정수단은, 상기 피진단 구름 베어링(3)에 관해서, 1k∼64㎑의 주파수대역을 갖는 진동신호로부터, 센서 공진 주파수대역을 포함하는 협대역 및 광대역 2개의 주파수 대역의 실효값의 상대감도를 계산하고, 협대역 실효값 상대감도×광대역 실효값 상대감도라고 하는 특징량이 한계값을 넘었는지의 여부를 판정하고, 한계값을 넘지 않을 때는 정상이라고 판정하는 것을 특징으로 하는 구름 베어링의 잔여수명 진단방법.
- 삭제
- 제 10항에 있어서, 상기 판정수단은, 상기 피진단 구름 베어링(3)에 관해서, 5k∼35㎑의 주파수대역을 갖는 진동신호로부터, 23k∼32㎑와 5k∼35㎑ 2개의 주파수대역의 실효값의 상대감도를 계산하고, 23k∼32㎑ 실효값 상대감도×5k∼35㎑ 실효값 상대감도라고 하는 특징량이 한계값을 넘었는지를 판정하고, 한계값을 넘지 않을 때는 정상이라고 판정하는 것을 특징으로 하는 구름 베어링의 잔여수명 진단방법.
- 제 12항에 있어서, 상기 판정수단에 있어서의 한계값은 1을 넘은 수치인 것을 특징으로 하는 구름 베어링의 잔여수명 진단방법.
- 제 4항 또는 제 10항에 있어서, 상기 판정수단에 있어서, 상기 피진단 구름 베어링(3)에 관해서, 패스 주파수 성분의 복수 밴드로 분할한 밴드수의 상위밴드 평균의 어느 것이 한계값을 넘었는지의 여부를 판정하고, 한계값을 넘었을 때에,압흔과 윤활유 열화의 오식별 방지를 위해서, 진동파형의 웨이브릿(wavelet) 분포를 작성하여, 시간 주파수 분포(웨이브릿)를 표시하고, 시간 주파수 분포(웨이브릿)를 확인하는 것을 특징으로 하는 구름 베어링의 잔여수명 진단방법.
- 제 7항 또는 제 10항에 있어서, 상기 판정수단에 있어서, 상기 피진단 구름 베어링(3)에 관해서, 피크 주파수 성분의 상위 3밴드의 상대감도 평균이, 한계값을 넘었는지의 여부를 판정하고, 한계값을 넘었을 때에,압흔과 윤활유 열화의 오식별 방지를 위해서, 진동파형의 웨이브릿 분포를 작성하여, 시간 주파수 분포(웨이브릿)를 표시하고, 시간 주파수 분포(웨이브릿)를 확인하는 것을 특징으로 하는 구름 베어링의 잔여수명 진단방법.
- 제 10항에 있어서, 상기 판정수단에 있어서, 상기 피진단 구름 베어링(3)에 관해서, 광대역 실효값 상대감도×협대역 실효값 상대감도가, 한계값을 넘었는지의 여부를 판정하고, 한계값을 넘었을 때에,압흔과 윤활유 열화의 오식별 방지를 위해서, 진동파형의 웨이브릿 분포를 작성하여, 시간 주파수 분포(웨이브릿)를 표시하고, 시간 주파수 분포(웨이브릿)를 확인하는 것을 특징으로 하는 구름 베어링의 잔여수명 진단방법.
- 삭제
- 제 1항에 있어서, 상기 판정수단에 있어서, 상기 피진단 구름 베어링(3)에 관해서, 1k∼64㎑ 진동파형의 케프스트럼(cepstrum)을 산출하고, 케프스트럼의 쿠트시스를 산출하여, 케프스트럼의 쿠트시스가 한계값을 넘었는지를 판정하고,한계값을 넘었을 때는 압흔 기점형 박리모드라고 판정하고,한계값을 넘지 않을 때는 윤활유 열화모드라고 추정하는 것을 특징으로 하는 구름 베어링의 잔여수명 진단방법.
- 제 23항에 있어서, 상기 판정수단에 있어서의 한계값은 3을 넘은 수치인 것 을 특징으로 하는 구름 베어링의 잔여수명 진단방법.
- 삭제
- 제 5항 또는 제 8항에 있어서, 상기 판정수단에 있어서, 상기 피진단 구름 베어링(3)에 관해서, 상기 한계값을 넘었을 때로서 압흔 기점형 박리모드라고 판정했을 때에,상위 3밴드의 상대감도 평균으로부터 압흔 사이즈를 추정하고, 압흔 기점형 박리모드에서의 잔여수명을 피진단하여, 잔여수명을 시간단위로 표현하는 것을 특징으로 하는 구름 베어링의 잔여수명 진단방법.
- 제 10항에 있어서, 상기 판정수단에 있어서, 상기 피진단 구름 베어링(3)에 관해서, 상기 한계값을 넘지 않을 때로서 윤활유 열화모드라고 판정했을 때에,상기 피진단 구름 베어링(3)의 23k∼32㎑ 실효값으로부터 윤활유 열화정도를 추정하고, 윤활유 열화모드에서의 잔여수명을 진단하여, 잔여수명을 시간단위로 표현하는 것을 특징으로 하는 구름 베어링의 잔여수명 진단방법.
- 제 1항 또는 제 10항에 있어서, 상기 판정수단에 있어서, 피진단 구름 베어링(3)에 관해서, 5k∼35㎑의 진동파형을 측정하고, 압흔을 검출하기 위해서 5k∼35㎑ 대역을 6개의 주파수대로 분할하여 포락선 처리 스펙트럼을 산출하고, 이 포락선 처리 스펙트럼이 한계값을 넘었는지의 여부를 판정하고, 한계값을 넘지 않을 때는 정상이라고 추정하고,한계값을 넘었을 때는, 압흔 기점형 박리모드의 이상 및 고장모드를 특정할 수 없으나 이상이 있다고 추정하는 것을 특징으로 하는 구름 베어링의 잔여수명 진단방법.
- 제 10항에 있어서, 상기 판정수단에 있어서, 피진단 구름 베어링(3)에 관해서 윤활유 열화를 검출하기 위해서, 그 특징량(23k∼32㎑ 실효값×5k∼35㎑ 실효값)을 산출하고, 윤활유 열화의 특징량이 한계값을 넘었는지의 여부를 판정하고, 한계값을 넘지 않을 때는 정상이라고 추정하고,한계값을 넘었을 때는, 윤활유 열화모드의 이상 및 고장모드를 특정할 수 없으나 이상이 있다고 추정하는 것을 특징으로 하는 구름 베어링의 잔여수명 진단방법.
- 제 29항에 있어서, 상기 판정수단에 있어서의 한계값은 2.0인 것을 특징으로 하는 구름 베어링의 잔여수명 진단방법.
- 제 1항 또는 제 10항에 있어서, 상기 판정수단에 있어서, 피진단 구름 베어링(3)에 관해서 압흔과 윤활유 열화를 식별하기 위해서, 그 특징량(케프스트럼의 쿠트시스)을 산출하고, 케프스트럼의 쿠트시스가 한계값을 넘었는지의 여부를 판정하고,한계값을 넘었을 때는 압흔 기점형 박리모드에 이상이 있다고 판정하고, 한계값을 넘지 않을 때는 윤활유 열화모드에 이상이 있다고 추정하는 것을 특징으로 하는 구름 베어링의 잔여수명 진단방법.
- 제 31항에 있어서, 상기 판정수단에 있어서의 한계값은 3.8인 것을 특징으로 하는 구름 베어링의 잔여수명 진단방법.
- 삭제
- 제 1항 또는 제 10항에 있어서, 상기 판정수단에 있어서, 피진단 구름 베어링(3)에 관해서 압흔 검출결과가 한계값을 넘었을 때로서, 고장모드를 특정할 수 없을 때, 또는 윤활유 열화 검출결과가 한계값을 넘었을 때로서, 고장모드를 특정할 수 없을 때는, 요주의라고 인식하고, 압흔량, 윤활유 열화량, 압흔과 윤활유 열화의 식별량을 특정하여, 시간 주파수 분포(웨이브릿)를 표시하고, 고장모드를 판정하여 진단하는 것을 특징으로 하는 구름 베어링의 잔여수명 진단방법.
- 제 1항 또는 제 10항에 있어서, 상기 판정수단에 있어서, 피진단 구름 베어링(3)에 대해서 압흔 검출결과가 한계값을 넘었을 때로서, 케프스트럼의 쿠트시스가 한계값을 넘었을 때는, 압흔 기점형 박리모드에 이상이 있고, 압흔의 발생이 있다고 판정하여, 압흔 기점형 박리모드에서의 잔여수명을 진단하는 것을 특징으로 하는 구름 베어링의 잔여수명 진단방법.
- 제 10항에 있어서, 상기 판정수단에 있어서, 피진단 구름 베어링(3)에 관해서 윤활유 열화 검출결과가 한계값을 넘었을 때로서, 케프스트럼의 쿠트시스가 한계값을 넘지 않을 때는, 윤활유 열화모드에 이상이 있고, 윤활유 열화의 발생이 있다고 판정하여, 윤활유 열화모드에서의 잔여수명을 진단하는 것을 특징으로 하는 구름 베어링의 잔여수명 진단방법.
- 제 1항 또는 제 10항에 있어서, 상기 판정수단에 있어서, 상기 피진단 구름 베어링(3)에 관해서 압흔 기점형 박리모드에 이상이 있을 때, 또는 윤활유 열화모드에 이상이 있다고 판정했을 때는, 요주의라고 인식하고, 압흔량, 윤활유 열화량, 압흔과 윤활유 열화의 식별량을 특정하여, 시간 주파수 분포(웨이브릿)를 표시하고, 고장모드를 판정하여 진단하는 것을 특징으로 하는 구름 베어링의 잔여수명 진단방법.
- 제 6항, 제 9항, 제 13항 또는 제 24항에 있어서, 상기 판정수단에 있어서, 압흔 및 윤활유 열화검출을 위한 한계값을, (a) BRG(베어링) 사이즈, (b) 기기중량, (c) 전동기 출력, (d) 기기종류, (e) 이들 (a)∼(d)의 조합에 의해 변경하는 것을 특징으로 하는 구름 베어링의 잔여수명 진단방법.
- 제 8항에 있어서, 상기 판정수단에 있어서의 한계값은 1을 넘은 수치인 것을 특징으로 하는 구름 베어링의 잔여수명 진단방법.
- 제 39항에 있어서, 상기 판정수단에 있어서, 압흔 및 윤활유 열화검출을 위한 한계값을, (a) BRG(베어링) 사이즈, (b) 기기중량, (c) 전동기 출력, (d) 기기종류, (e) 이들 (a)∼(d)의 조합에 의해 변경하는 것을 특징으로 하는 구름 베어링의 잔여수명 진단방법.
- 제 10항에 있어서, 상기 판정수단에 있어서, 상기 피진단 구름 베어링(3)에 관해서, 1k∼64㎑ 진동파형의 케프스트럼(cepstrum)을 산출하고, 케프스트럼의 쿠트시스를 산출하여, 케프스트럼의 쿠트시스가 한계값을 넘었는지를 판정하고,한계값을 넘었을 때는 압흔 기점형 박리모드라고 판정하고,한계값을 넘지 않을 때는 윤활유 열화모드라고 추정하는 것을 특징으로 하는 구름 베어링의 잔여수명 진단방법.
- 제 41항에 있어서, 상기 판정수단에 있어서의 한계값은 3을 넘은 수치인 것을 특징으로 하는 구름 베어링의 잔여수명 진단방법.
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