KR970000636B1 - 베어링의 이상검출장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

베어링의 이상검출장치(異常檢出裝置)

제1도는 본 발명의 제1실시예에 따른 베어링 이상검출장치에 대한 블록도.

제2도는 음향방사신호에 대한 파형도.

제3도는 음향방사선호에 대한 출력 스펙트럼을 도시한 그래프.

제4도는 본 발명의 제2실시예에 따른 베어링 이상검출장치에 대한 블록도.

제5(a)도 내지 제5(e)도는 본 발명의 제2실시예에서의 음향방사신호의 각 분야별 파형도 및 사건신호의 발생수를 나타낸 도표.

제6도는 본 발며의 제2실시예에 대한 흐름도.

제7도는 본 발명의 재3실시예에 따른 보울 앤드 로울러 베어링의 이상검출장치에 대한 블록도.

제8도는 압연신호와 파형성형신호를 도시한 도표.

제9도는 음향방사신호와 파형을 도시한 파형도.

제10도는 본 발명의 제4실시예를 도시한 블록도.

제11(a)도 내지 제11(b)도는 본 발명의 제4실시예의 동작을 설명하는 흐름도.

제12도는 본 발명의 제5실시예를 도시한 블록도.

제13(a)도는 음향방사신호의 포락선 검파파형을 도시한 도표.

제13(b)도 내지 제13(d)도는 각각의 주기당 음향방사신호의 사건발생수 분포를 도시한 도표.

제14도는 상기 제5실시예를 실시하는 방법을 도시한 흐름도.

제15도는 시간을 가로좌표, 진폭을 세로좌표상에 표시했을때의 음향방사신호의 파형도.

제16도는 가로좌표에 주기를, 세로좌표에 음향방사신호의 사건 발생수를 표시한 도표.

제17도 내지 18도는 가로좌표상에 주기를 세로좌표상에 음향방사신호의 사건발생수를 표시하며, 사건발생수의 분포가 대체로 직선으로 표시되는 것을 나타낸 도표.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 음향방사센서 3 : 대역통과필터

6 : 비교기 11 : 비교기

14 : 논리회로 24 : 대역통과필터

28 : 기억소자 31 : 음향방사센서

33 : 대역통과 필터 36 : 비교기

본 발명은 베어링의 이상을 검출하는 장치에 관한 것으로서, 특히 음향방사(AE)(Acoustic emission)를 이용하는 장치에 관한 것이다.

음향방사를 검출함으로써 베어링의 이상(failure)을 검출하는 베어링 이상검출장치로서 다음과 같은 장치가 종래에 이용되어 왔다. 즉, 종래의 베어일 이상검출장치는 베어링으로부터 음향방사신호를 AE센서를 이용하여 검출한 다음, 비교기를 이용하여 임계값과 음향방사센서의 출력값을 비교한 후, 음향방사신호가 상기 임계값을 초과하면 베어링에 이상이 있다고 판단하였다. 또한, 음향방사신호의 수준이 주어진 임계수준을 초과하는 사건의 발생수를 계산한 후, 이러한 사건발생수의 합이 주어진 임계값을 초과하면 베어링에 이상이 있다고 판단하였다. 그러나,이상과 같은 종래의 베어링의 이상검출장치는 단순히 음향방상산호의 수준이 주어진 임계수준을 초과하는지의 여부에 따라 베어링의 이상 여부를 결정하기 때문에, 금속유입시간(즉, 금속시트의 압연이 시작할 때 또는 금속시트가 밀(mill)내에 적하할때)에 강력한 음향방사신호를 발생하는 압연기를 설비한 공장에서, 그리고 베어링 이외의 다른 방사원으로부터 방사되는 강력한 음향방사신호 때문에 베어링 자체로부터 방사되는 음향방사신호를 판별할 수 없을 때, 베어링의 이상 검출에 착오가 발생하는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명의 제1목적은 주위의 소음에 대한 영향을 최소화하여 베어링의 이상을 초기에 검출 할 수 있는 베어링의 이상검출장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 제2목적은 베어링 이외의 다른 요소로부터 음향방사가 발생되는 환경에서, 또는 강력한 외부소음이 있는 환경에서도 음향신호신호의 처리를 통하여 베어링의 이상을 정확히 검출할 수 있는 베어링의 이상검출장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 제3목적은 금속유입시간 및 금속방출시간에 베어링의 이상 평가 작업을 중지함으로써, 베어링의 이상판정에 착오가 없이 정확하게 베어링의 이상을 검출할 수 있는 압연기용 보울 앤드 로울러 베어링의 이상 검출용 장치를 제공하는 것이다. 금속방출시간은 금속시트의 단부가 압연기를 통과 방출되는 시간이다.

본 발명의 제4목적은 보울 앤드 로울러 베어링의 이상평가를 실시간으로 평가하지 않고, 베어링이 단지 2내지 3회 회전하는 기간을 평가주기로 하여 베어링의 이상을 정확히 검출하고, 다수의 베어링을 대상으로 하여 능률적이고 정확하게 베어링의 이상을 검출할 수가 있는 압연기용 보울 앤드 로울러 베어링의 이상을 검출하는 장치를 제공하는 것이다. 압연신호(금속유입신호)의 수신후 사전에 설정된 기간과 압연신호(금속방출신호)의 수신 직전 일정시간을 제외한 압연기간중에 음향방사신호를 수신하여 보울 앤드 로울러 베어링의 이상을 검출한다 하여도, 음향방사신호의 수신기간은 4내지 5초이기 때문에, 이 기간동안 보울 앤드 로울러 베어링은 2 내지 3회전을 하지 못할 수도 있다. 따라서, 음향방사신호를 이용한 베어링의 이상검출작업은 부정확하게 되는 문제점이 잔존한다. 본 발명의 제4목적은 바로 이러한 문제점을 해결하는 것이다.

본 발명의 제5목적은 오차가 많은 작업자의 직관이나 기계의 파손에 관계없이 음향방사신호의 임계값 또는 임계수준을 정확히 설정할 수 있어서 베어링의 이상을 정확히 검출할 수 있고, 또한 임계수준을 자동적으로 설정할 수 있는 베어링 이상 검출방법을 제공하는 것이다.

상기한 본 발명의 제1목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 베어링의 이상검출장치는 다음과 같이 구성되는 특징으로 한다.

즉, 본 발명의 베어링 이상검출장치는 베어링으로부터 방사된 음향방사신호를 검출하여 음향방사의 크기를 나타내는 신호를 출력하는 음향방사센서, 상기 음향방사센서로부터 수신된 신호중 100KHz 내지 500KHz대역의 심호만을 통과시키는 대역통과필터와, 대역통과필터에 의해 추출된 100KHz 내지 500KHz대역의 신호를 사전에 결정된 임계값을 비교하여 댜역통과필터로부터의 신호가 임계값을 초과할 때 사건신호를 출력하는 비교장치 등으로 구성된다.

상기한 본 발명의 제2목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 베어링 이상검출장치는 다음과 같이 구성되는 것을 특징으로 한다.

즉, 베어링으로부터 베어링의 이상에 관련되는 음향방사신호를 검출하여 음향방사의 세기를 나타내는 신호를 출력하는 음향방사센서 ; 상기 음향방사센서로부터 수신된 싱호중 100KHz 내지 500KHz대역의 신호만을 통과시키는 대역통과필터; 대역통과필터에 의해 추출된 100KHz 내지 500KHz대역의 신호를 사전에 결정된 임계값과 비교하여 대역통과필터로부터의 신호가 임계값을 초과할 때 사건신호를 출력하는 비교장치 ; 상기 비교장치로부터의 사건신호를 수신하고 또한 사건신호가 발생되는, 이상이 있는 베어링 부분에 관계되는 시간간격을 결정하는 주기결정장치 ; 상기 주기결정장치에 의해 결정된 각각의 시간간격에 대한 사건신호의 갯수를 합산하는 합산장치 ; 및 상기 합산장치에 의해 합산된 사건신호의 갯수가 사전결정된 한계값을 초과하는지의 여부에 따라 베어링의 이상유무를 판단하는 판단장치등으로구성되는 것이다.

이상과 같이 본 발명의 제2목적을 달성한 베어링 이상검출장치의 동작을 간단히 설명하면 다음과 같다.

즉, 베어링 및 다른 장소로부터 방사된 음향반사를 음향반사센서가 검출하여 음향반사신호를 출력한다. 그런후, 대역통과필터는 음향방사센서로부처 출력된 음향방사신호로부터 100KHz내지 500KHz대역의 신호를 추출하며, 이러한 대역통과필터로부터 각 출력신호들은 비교장치에 의해 사전에 설정된 임계값과 비교되고, 상기 출력신호가 사전에 설정된 임계값을 초과하면, 그런 상황 또는 사건을 표시하는 사건신호가 비교장치에 의해 출력된다. 주기결정장치는 비교장치로부터 사건신호를 수신하여 사건신호가 발생하는 시간간격을 결정한다. 그러면, 합산장치가 각 시간간격에서 사건의 총 발생수를 합산한다. 판단장치는 상기 합산장치에 의해 합산된 각 간격에 대한 사건발생수를 사전에 설정된 임계값과 비교하여, 간격에 대한 사건발생수가 임계값을 초과하면 베어링에 이상이 있다고 판단한다. 또한, 사건발생수가 임계수준을 초과하는 간격에 따라서 베어링중 어느 요소가 이상이 있는지도 판단할 수 있다.

상기한 본 발명의 제3목적을 달성하기 위해 본 발명에 따라서 압연기용 보울 앤드 로울러 베어링의 이상을 검출하는 장치는 다음과 같이 구성됨을 특징으로 한다.

즉, 보울 앤드 로울러 베어링으로부터 방사된 음향방사의 세기를 나타내는 음향방사신호를 사전에 설정된 임계값과 비교하여 음향방사의 세기가 사전에 설정된 임계값을 초과하면 배어링의 이상을 표시하는 에러신호(error signai)를 출력하는 비교장치와, 금속시트가 압연기내로 적재되거나 또는 금속시트의 압연이 시작되는 금속유입시간 동안과 금속시트의 단부가 압연기를 통과하는 금속방출시간 동안에 특정시간 간격에 대해 비교장치의 출력을 무효화시키는 논리회로를 포함한다.

상기한 보울 앤드 로울러 베어링 이상검출장치의 동작을 간단히 설명하면 다음과 같다.

즉, 논리회로는 압연신호에 응답하여 금속유입 및 금속방출 동안에 특정시간에 대해 비교장치로부터 출력된 신호를 무효화한다. 따라서, 음향방상신호의 판단을 통하여 베어링의 이상을 판단하는 일은 압연기의 금속유입 및 금속방출시에 중지되며, 결과적으로 압연기내의 보울 앤드 로울러 베어링에 대한 이상 유무판단이 정확히 내려질 수 있게 된다.

상기한 본 발명의 제4목적을 달성하기 위해, 압연기용 보울 앤드 로울러 베어링의 이상 검출방범은 다음과 같은 단계로 구성됨을 특징으로 한다. 즉, 베어링으로부터 방사된 음향반사를 검출하는 음향방사센서로부터 입력된 신호들중 100KHz내지 500KHz 대역의 신호를 대역통과필터를 이용하여 추출하는 단계, 대약통과필터에 의해 추출 출력된 신호와 사전에 설정된 임계값을 비교장치를 이용하여 비교하는 단계, 금속유입신호의 수신후 일정기간과 금속방출신호 수신 이전의 일정기간을 제외한 압연기간중에 발생되는 사건을 대역통과필터의 출력신호가 임계값을 초과할 때 기억장치에 기억시키는 단계, 다수의 베어링 각각에 대하여 상기한 추출, 비교 및 기억의 단계를 특정횟수 반복하는 단계, 및 기억장치에 기억된 사건의 발생수에 의거하여 베어링의 이상유무를 검출하는 최종단계 등으로 구성된다.

이러한 방법에 의한 동작을 간단히 설명하면 다음과 같다.

금속유입 이후의 일정시간 간격과 금속방출 이전의 일정시간간격을 제외한 압연동안 대역통과필터의 출력신호가 임계값을 초과하는 사건이 다수의 베어링 각각에 대하여 특정횟수만큼 검출된다. 이러힌 방식에 있어서, 임계값을 초과하는 사건이 다수의 베어링 각각에 대하여 특정횟수만큼 검출된다. 이러한 방식에 있어서, 다수의 베어링 각각에 대한 음향방사 측정은 금속유입신호 수신전의 일정시간간격과 금속방출신호 수신전의 일정시간간격을 제외한 압연 동안에 특정횟수만큼 반복되어 베어링 이상이 금속삽입후와 구속방출전의 일정시간간격을 제외한 극히 짧은 측정시간동안에 정확히 검출된다.

상기한 본 발명의 제5목적을 달성하기 위해, 베어링으로부터 방사되는 음향방사를 검출하는 음향방사센서, 음향방사센서로부터 출력되는 신호중 100KHz 내지 500 KHz대역의 신호를 추출하는 대역통과필터, 대역통과필터로부터 출력된 신호를 임계값과 비교하여 비교결과에 근거하여 베어링의 이상을 검출하는 비교장치를 포함하는 기계에 의해 수행되는 베어링 이상 검출방법은 다음 단계가 특징이다. 즉, 주기결정장치를 이용하여 대역통과필터로부터의 출력신호가 임계값을 초과하는 시간간격을 결정하는 단계, 상기 단계에서 결정된 각각의 시간간격동안 대역통과필터로부터의 출력신호가 임계값을 초과하는 횟수를 합산하는 단계, 각 시간간격동안 대역통과필터로부터의 출력신호가 임계값을 초과하는 횟수의 분포를 나타내는 직선의 기울기가 0이 되도록 임계값을 수정시키는 단계가 특징이다.

이제부터 본 발명은 첨부도면을 참조하여 설명함으로서 좀 더 완전히 이해될 수 있을 것이나. 첨부도면은 단지 예시의 수단으로서 제시한 것이므로 본 발명을 제한하려는 의도가 아님을 밝혀둔다.

먼저, 본 발명의 제1실시예가 제1도 내지 제3도를 참조하여 하기와 같이 설명된다.

본 발명의 발명자는 베어링의 초기 벗겨짐이 발생하면 음향방사신호가 이 초기 벗겨짐으로부터 발생된다는 것과 이 음향방사신호의 파형과 스펙트럼의 제2도와 제3도에 도시되어 있는 바와 같다는 것을 판명하였다. 이러한 파형과 스펙트럼은 주파수 대역이 100KHz내지 500KHz인 것을 특징으로 하기 때문에, 제3도에 도시한 바와 같은 100KHz내지 500KHz의 대역에 있는 신호를 검출함으로서 베어링의 초기 벗겨짐을 검출할 수 있게 된다.

본 발명의 제1실시예에 따른 베어링의 이상검출장치는 상기한 발견에 의거한 것으로서, 다음과 같은 것으로 구성되는 것을 특징으로 한다.

즉, 베어링으로부터 음향방사를 검출하여 그 음향방사의 세기를 나타내는 신호를 출력하는 음향방사센서(1) ; 상기 음향방사센서(1)로부터 수신된 신호중 100KHz내지 500KHz의 대역의 신호만을 통과시키는 대역통과필터(3) ; 및 대역통과필터(3)에 의해 추출된 100KHz내지 500KHz 대역의 신호 각각을 사전에 설정된 임계값과 비교하여, 각각이 대역통과필터(3)로부터의 신호가 임계값을 초과한다는 것을 나타내는 사건신호들을 출력하는 비교기(6)등으로 구성된다.

제1도에서, 부호(1)은 음향방상센서이고, 구성요소(2)는 전치증폭기이며, 구성요소(3)은 100KHz내지 500KHz를, 바람직하기로는 200KHz내지 500KHz 대역의 음향방사신호를 통과시키는 대역통과필터이며, 구성요소(4)는 주증폭기이고, 구성요소(5)는 포락선 검파기이며, 구성요소(6)는 판단장치로 가능하는 비교기로서, 포락선 검파기(5)에 의해서 포락선 검파된 후의 음향방사신호출력을 임계값과 비교하여, 상기 음향방사신호가 임계수준을 초과하면 베어링이 최초 벗겨짐이 발생하였다고 판단하여 경고신호를 방출하는 비교기이다.

상기한 구성에 따라서, 베어링으로부터의 음향방사신호(도면에 도시하지 않음)는 음향방사센서(1)에 의해 검출된다. 검출된 음향방사신호는 제2도에 도시한 파형을 가지며, 전치증폭기(2)를 거쳐서 대역통과필터(3)에 입력되고, 대역통과필터(3)는 제3도에 도시된 바와 같이 베어링의 초기벗겨짐의 발생에 관련한 100KHz내지 500KHz대역의 주파수 대역만을 추출한다. 대역통과필터(3)로부터 출력된 신호는 주증폭기(4)에 의해 더욱 증폭된 후, 포락선 검파기(5)에 의해 포락선 검파된 후 비교기(6)에 입력된다. 따라서, 포락선 검파기(5)에 의해 검파된 신호는 비교기(6)에 의해 임계값과 비교되고, 이러한 포락선 검파된 포락선 신호가 기준값(임계값)보다 높은 수준이라면, 베어링의 초기 벗겨짐이 발생했다고 판단하여 경고신호를 발출한다.

이러한 방법에 있어서, 초기 벗겨짐에 대한 상관관계를 가지는 100KHz 내지 500KHz 범위의 주파수를 가지는 음향방사신호만이 베어링으로부터 방사된 음향방사신호로부터 추출되기 때문에 베어링의 초기 벗겨짐은 수십 킬로헤르츠보다 작은 낮은 주파수 배경잡음에 영향을 받지 않고 정확히 결정될 수 있다.

이상 설명한 바로서, 명백히 알 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따른 베어링 이상검출장치는 베어링으로부터 방사된 음향방사신호를 검출하는 센서, 상기 센서의 출력신호로부터 100KHz내지 500KHz대역의 출력신호만을 통과시키는 대역통과틸터와, 상기 대역통과필터로부터 추출된 100KHz내지 500KHz대역의 출력신호를 기준값과 비교하여 베어링의 초기벗겨짐을 결정하는 결정장치 등으로 구성되기 때문에 배경잡음으로 이한 영향을 받지 않고 정확히 베어링의 초기벗겨짐을 결정할 수 있다.

이제부터 제4도 내지 제6도를 참조하여 본 발명의 제2실시예에 대해 설명하기로 한다.

본 발명의 제2실시예에 따른 베어링의 이상검출장치는 베어링으로부터 방사된 음향방가신호를 검출하여 음향방사의 세기를 표시하는 신호를 출력하는 음향방사센서(1) ; 상기 음향방사센서(1)로부터 수신한 신호들중 100KHz내지 500KHz 대역의 신호만을 통과시키는 대역통과필터(3) ; 대역통과필터(3)에 의해 추출된 100KHz 내지 500KHz 대역의 신호 각각을 사전에 설정된 임계값과 비교한 후 각각이 대역통과필터(3)로부터의 신호가 임계값을 초과한다는 것을 표시하는 사건신호가 발생하는 주기를 결정하는 주기결정장치 ; 상기 주기결정장치에 의해 결정된 각 사건의 주기에 대한 사건신호의 발생수를 합산하는 합산장치 ; 및 합산장치에 의해 합산된 사건의 발생수가 사전에 설정된 임계값을 초과하는지 여부를 결정함으로서 베어링의 이상유무를 판단하는 판단장치등으로 구성되는 것을 특징으로 한다.

제4도에서, 부호(1)는 베어링으로부터 방사되는 음향방사신호를 검출하는 음향방사센서이다. 음향방사센서(1)로부터 출력되는 음향방사신호는 음향방사의 강도를 나타내며, 전치증폭기(2)에 의해, 증폭된 후, 대역통과필터(3)에 입력되어 100KHz 내지 500KHz 대역의 음향방사신호, 바람직하기로는 200KHz내지 500KHz 대역의 음향방사신호가 통과되고, 잡음신호가 제거된다. 상기 대역통과필터(3)에 의해 잡음신호가 제거된 음향방사신호는 주증폭기(4)에 의해 더욱 증폭된 후, 포락선 검파기(5)에 입력되어 포락선 검파된다. 음향방사신호의 파형은 예컨대 제5(a)도와 같은 파형이며, 스택프럼은 제5(b)도에 도시한 것과 같다. 포락선 검파기(5)에 의해 포락선 검파된 후의 파형은 제5(c)도에 도시한 것과 같다. 포락선 검파된 후의 음향방사신호는 비교기(6)에 의해서 일정한 임계값과 비교되며, 이러한 비교결과 상기 음향방사신호가 임계값을 초과하면, 제5(d)도에 수신한 것과 같은 펄스가 컴퓨텅(7)에 입력된다. 회전센서(8)로부터 컴퓨터(7)에는 단위 시간당 베어링의 회전수가 입력된다.

그러면, 상기 컴퓨터(7)는 제6도에 도시한 바와 같은 방법으로 상기 입력신호들을 처리한다.

제6도에 도시한 컴퓨터(7)의 처리방법을 설명하면, 먼저 단계(S1)에서 초기설정이 이루어지고, 단계(S2)에서 앞서 규정된 특정시간이 경과했는지에 대해 결정이 이루어진다. 단계(S2)에서 상기 특정시간이 경과하지 않았다고 판단돠면, 단계(S3)오 진행되어 비교기(6)로부터의 펄스수신이 베어링의 이상을 나타내는 음향방사신호가 발생했는지를 결정하고, 그 결과 그러한 음향방사신호가 발생하지 않았다고 결정되면, 다시 단계(S2)로 복귀하고, 그러한 음향방사신호가 발생했다면, 단계(S4)로 진행되어 이러한 음향방사사 검출된 사건의 발생시간이 메모리에 기억된 다음 다시 단계(S2)로 복귀한다. 다시 이들 단계(S2),(S3),(S4)를 반복한후, 단계(S2)에서 특정시간이 경과했음이 결정되면, 단계(S5)로 진행되어 음향신호 수준이 임계값을 초과하는 주기가 단계(S4)에서 기억된 사건시간을 이용하여 결정된다. 다음, 단계(S6)로 진행되어 기준회전수에 대한 특정시간주기의 경과동안 회전센서(8)로부터 수신된 베어링의 단위시간당 회전수의 변화에 근거하여 단계(S5)에서 계산된 각각의 주기를 기준회전수당 주기로 교정한다. 좀더 구체적으로 설명하면, 단계(S6)에서는 단계(S5)에서 계산된 각각의 주기가 회전센서(8)에 의해 검출된 베어링의 단위시간당 회전수로 승산된 다음, 기준회수로 나누어진다. 다음, 단계(S7)로 진행되어 각각의 주기에 대한 음향방사신호의 발생수(F)가 합산된다. 특히 제5(e) 도에 도시한 바와 같이 각각의 주기당 사건의 발생수 또는 임계값을 초과하는 음향방사신호의 주파수가 계산된다. 다음, 단계(S8)로 진행되어 각 사건의 싸이클당 음향방사의 주파수가 제5(e)도에 도시한 바와 같은 소정의 임계수준(THR)을 초과하는지의 여부가 판단된다. 사건발생수(f)가 임계수준(THR)을 초과하면, 베어링에 이상이 있다고 판단되어 이후 단계(S9)로 진행되어 제어링의 이상을 표시하는 경고신호가 발출된다. 만약 단계(S8)에서 사건의 발생수(f )가 임계수준(THR)을 초과하지 않는다면, 단계(S2)로 복귀한다. 또한, 사건의 발생수가 임계수준을 초과하는 주기에 근거하여 베어링중 이상이 있는 부분을 판별할 수도 있다. 특히, 상기 베어링이 내부링이 회전링인 로울러 베어링이고, 내부링이상의 일정위치를 통과하는 로울러의 주파수를 Fi라고 표시하고, 축의 회전주파수가 Fr이라 하고, 로울러가 외부링의 특정위치를 통과하는 주파수를 Fo라고 하며, 로울러의 회전주파수를 Fb라고 하고, 케이지(cage)의 회전주파수를 Fc라 하면, 음향방사는 다음과 같은 주기로 발생된다. 즉, 내부링에 이상이 있을때는 1/Fi, 1/Fr의 주기로, 외부링에 이상이 있을때는 1/Fo의 주기로, 로울러상에 이상이 있을때는 1/Fb,/1Fc의 주기에서 음향방사가 발생된다(제5(d)도 및 제5(e) 도의 T는 상기 주기중 하나를 나타낸다).

특히, 음향방사신호의 사건주기는 내부링, 외부링 및 로울러중 어느것이 이상이 있는가에 따라 다르다. 따라서, 사건의 수가 임계수준을 초과하는 주기 또는 사건사이클에 따라서 내부링, 외부링 또는 로울러중 벗겨짐이 발생한 곳을 판단할 수 있다.

이상과 같이 본 발명의 제2실시예를 이용하면, 베어링중 벗겨짐이 발생하는 등의 이상을 정확히 검출할 수 있고, 또한 100KHz내지 500KHz 대역폭을 가진 대역통과필터로 소음신호를 제거한 후 일정시간폭보다 큰 음향방사신호가 검출되고, 주어진 값보다 큰 음향방사신호사 검출된 사건의 수가 각각의 주기동안 축적되고, 그리고 축적된 사건발생수사 특정주기에서 사전에 설정된 특정값을 초과할 때 베어링의 이상이 판단되기 때문에 베어링중 벗겨짐이 발생한 위치를 분간할 수도 있다. 또한, 베어링의 회전수 변화가 음향방사신호의 발생주기에 영향을 주지만, 베어링의 이상이 있는 위치는, 회전센서에 의해 회전수가 검출되어 음향방사신호의 발생주기를 보정하기 때문에, 베어링속도의 변화에 영향을 받지 않고 정확히 분류될 수 있다. 또한, 베어링의 이상의 특정사이클 또는 주기에 발생된 음향방사신호의 축적된 발생수의 값을 이용하여 판단되기 때문에, 베어링이 아닌 다른 음향방사원(예컨대, 금속이 유입될 때 소음이 발생되는 압연기)으로부터 음향방사가 방생되고, 그리고 다른 큰 외부소음이 있는 환경에서도 베어링의 이상을 정확히 검출할 수 있다.

이상과 같은 본 발명에 따른 상기의 바람직한 실시예에서 , 음향방사신호와 진폭이 비교되는 임계수준은 일정값이나, 그러한 임계수준은 외부소음의 수준에 따라 가변될 수 있다. 또한, 본 발명의 상기 실시예에서, 음향방사사건의 사이클 또는 주기는 일정시간이 만료된 후 보정되지만, 그러한 음향방사사건의 사이클은 각각의 음향방사신호에 따라 보정될 수 있다. 또한, 베어링의 회전수가 일정하거나 또는 회전수의 변화가 예기되는 경우, 일정회전 수 및 예측회전수는 컴퓨터(7)에 입력되어 회전센서(8)를 이용하지 않고 음향방사사건의 사이클 또는 주기를 보정할 수 있다. 한편, 베어링의 회전수가 일정하고 베어링의 이상위치에 대한 판단이 불필요하다면, 음향방사사건의 사이클을 보정하지 않을 수도 있다.

이상, 설명한 것으로부터 명백히 알 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따른 베어링 이상검출장치를 이용하면 베어링이 아닌 다른 음향방사원으로부터 음향이 방사되거나 큰 외부소음이 있는 환경에서도 베어링의 이상을 정확히 검출할 수 있다. 그 이유는 본 발명의 베어링 이상검출장치가 음향방사센서로부터 음향방사신호와 특정 임계값을 비교하는 비교장치와, 음향방사신호가 임계값을 초과하는 사건이 발생하는 상이한 주기를 계산하는 주기계산장치와, 각각의 상이한 주기에 대한 사건의 발생수를 합산하는 합산장치와, 상기 합산장치에 의해 합산된 사건의 발생수가 또 다른 특정 임계수준을 초과하는지 판단하는 판단장치 등으로 구성되어 장치가 각 사건주기에서 사건의 수를 누적하고 그리고 그러한 누적값이 임계값을 초과할 때 베어링의 이상을 판단하기 때문이다.

또한, 본 발명에 따른 베어링 이상검출장치는 주기의 변화를 조정할 수 있으며, 베어링의 회전수가 변화한 경우에도 베어링중 이상이 있는 위치를 정확히 분별할 수 있다. 그 이유는 베어링의 회전수를 나타내는 신호가 회전센서로부터 수신되고, 주기계산장치에 의해 계산된 사건주기가 주기보정장치에 의해 베어링의 기준회전수에 대한 사건발생주기로 보정되기 때문이다.

본 발명의 제3실시예에 대하여 제7도 내지 제9도를 참조해 설명하기로 한다.

본 발명의 제3실시예에 따른 압연기용 보울 앤드 로울러 베어링의 이상 검출장치는 보울 앤드 로울러 베어링으부터 방사되는 음향방사출력을 표시하는 음향방사신호와 소정의 임계값을 비교하여, 음향방사신호의 출력이 소정의 임계값을 초과하면 베어링의 이상을 나타내는 에러신호를 출력하는 비교기(11)와, 압연신호를 근거하여 금속유입과 금속방출시의 특정시간동안 상기 비교장치(11)의 출력신호를 무효화시키는 논리회로(14)등으로 구성되는 것을 특징으로 한다.

압연기에서, 제9도에 도시된 바와 같이 금속유입시 및 금속방출시에 큰 음향방사신호가 방사되더라도, 금속유입 및 금속방출시에 발생되는 이러한 음향방사신호는 논리회로(AND 회로)(14)에 의해 소거되기 때문에, 베어링이 양호할 때 착오적 이상판단이 내려지는 일은 발생되지 않는다.

음향방사센서, 증폭기, 대역통과필터, 포락선 검파기 등이 비록 제7도에 도시되지는 않았지만, 제4도의 제2실시예와 같이 제7도의 제3실시예에서도 사용된다. 즉, 음향방사센서로부터 출력된 음향방사신호는 증폭기에 의해 증폭된 후, 대역통과필터에 의해 특정대역의 신호만 통과된 다음, 포락선 검파기에 의해 포락선 검파되며, 포락선 검파된 신호는 제7도에 도시한 비교기(11)에 입력된다. 따라서, 포락선 검파된 신호는 비교기(11)에 의해 임계값과 비교되며, 포락선 검파된 신호가 임계값 또는 기준값을 초과하면, 고수준의 신호가 메모리회로(12)로 출력된다. 또한, 제8(a)도에 도시한 것 같은 압연신호도 상기 메모리회로(12) 및 파형성형회로(13)에 입력된다. 상기 메모리회로(12)는 압연신호를 수신하고 그리고 금속유입후 특히 압연중 비교기(11)의 출력을 연속적으로 기억시킨다. 상기 파형성형회로(13)는 금속유입후의 소정시간과 금속방출의 소정시간 동안의 압연신호를 잘라버리고 제8(b)도에 도시한 것 같은 신호를 파형 성형한다. 논리회로인 AND회로(14)는 메모리회로(12)와 파형성형회로(13)로부터 출력신호를 수신해 제8(b)도에 도시된 파형과 메모리회로(12)로부터 출력을 논리곱하고, 메모리회로(12)와 파형성형회로(13)의 출력둘다가 발생할 때 고수준의 신호를 출력하여 경고를 발한다.

이러한 방식으로 제3실시예에 따른 베어링 이상검출장치는 아연중에만 비교기(11)에서 메모리회로(12)로 신호를 기억시키고, 비압연중일 때 비교기(11)로부터의 출력신호를 기억시키지 않기 때문에 메모리회로(12)의 기억용량을 절약할 수 있다. 또한, 비압연중에는 베어링 부하가 작고, 방사되는 베어링 이상으로 인한 음향방사신호로 극히 미약하기 때문에, 이러한 경우에 신호대 잡음비가 약화되기에 본 발명의 제3실시예에서는 비교기(11)의 출력신호가 압연작업중에만 메모리회로(12)에 기억되기 때문에 신호대 잡음비가 좋아질 수 있다.

또한, 제3실시예에서 AND회로(14)가 금속유입후와 금속방출전의 일전시간동안 비교기(11)의 출력신호를 무효화시키기 때문에, 베어링 이상에 대한 착오적 판단은 제9도에 도시한 바와 같이 금속유입 및 금속방출중 압연기로부터 큰 음향방사신호가 방사될때도 발생하지 않는다.

상기한 제3실시예에서는 논리회로로서 AND회로(14)가 이용되고 비교기(11)의 출력신호는 금속유입후 및 금속방출전의 일정시간동안 무효화되지만 비교기(11)의 전단에 AND회로를 제공함으로서 금속유입후 및 금속방출전의 특정시간동안 비교기(11)로 포락선 검파된 신호가 입력되는 것을 중지시킬 수 있다. 또한, 상기 AND회로(14)로부터 출력되는 경고신호를 수신한 후 경고신호를 사이클을 계산하여 각각의 상이한 사이클에서 합산된 경고신호의 발생수가 일정 임계수준을 초과하는가를 판단함으로써 베어링 이상의 판단될 수 있다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 제3실시예에 따른 베어링 이상검출장치는 베어링 이상 판단시에 금속유입 및 금속방출중 발생한 음향방사신호를 무시함으로서 압연기의 작동중에 착오없이 보울 앤드 로울러 베어링의 이상을 정확히 판단할 수 있다. 그러한 이유는 제3실시예에 따른 베어링 이상검출장치가 음향방사센서로 부터의 음향방사신호를 기준값 또는 임계값과 비교하는 비교장치와, 압연신호에 근거하여 금속유입 및 금속방출시의 일정시간동안 상기 비교장치로부터의 출력신호를 무효화시키는 논리회로를 구비하기 때문이다.

또한, 만일 비교장치의 출력이 압연작업중에만 논이회로에 의해 유효한 것으로 간주된다면 비압연 작업중에 베어링의 이상 판단이 없기 때문에, 신호대 잡음비의 악화도 방지됨으로서 효과적인 베어링 이상 검출이 달성될 수 있다.

제10도 내지 제11도를 참조하여 본 발명의 제4실시예를 다음과 같이 설명하기로 한다.

본 발명의 제4실시예에 다른 압연기용 보울 앤드 로울러 베어링의 이상검출방법은 베어링으로부터 음향방사신호를 검출하는 음향방사센서로부터 입력된 신호중 100KHz내지 500KHz 대역의 신호만을 대역통과필터로 추출하는 단계 ; 대역통과필터에 의해 추출 출력된 각각의 신호들을 비교장치를 이용하여 소정의 임계값과 비교하는 단계 ; 금속유입신호의 수신후와 금속방출신호의 수신전 일정기간을 제외한 압연작업중에 발생되고, 대역통과필터의 출력이 임계값을 초과하는 사건을 메모리에 기억시키는 단계 ; 다수의 베어링 각각에 대해서 일정횟수만큼 상기 추출과 비교 및 기억단계를 반복하는 단계 ; 및 메모리에 기억된 사건의 발생수를 근거로 하여 베어링의 이상을 검출하는 최종단계 등으로 구성되는 것을 특징으로 한다.

제10도에서, 구성요소(1-1),(1-2),.....(1-n)는 이에 상응하는 보울 앤드 로울러 베어링으로부터 방사된 음향방사신호를 각각 검출하는 음향검출센서이며, 구성요소(22)는 음향방사센서(1-1,1-2,.....1-n)를 절환하는 멀티플랙서이고, 구성요소(23)는 멀티플랙서(22)로부터 음향방사신호들을 증폭하는 전치증폭기이며, 구성요소(24)는 전치증폭기(23)로부터 음향방사신호중, 100KHz내지 500KHz 대역신호만을 통과시키는 대역통과필터이고, 구성요소(25)는 대역통과필터(24)로부터의 신호를 포락선 검파하는 포락성 검파기이며, 구성요소(26)는 포락선 검파기(25)로부터의 포락선 검파신호를 임계값 또는 기준값과 비교하는 비교기이고, 구성요소(27)는 제11도에 도시한 논리적 처리를 실행하는 중앙처리장치(CPU) 이며, 구성요소(28)는 메모리이며, 구성요소(29)는 베어링의 회전을 검출하는 회전센서이고, 구성요소(10)는 금속유입신호를 포함한 압연신호를 송출하는 압연센서이다.

제11도에 의거하여 제4실시예에 따른 방법을 설명하기로 한다.

먼저, 단계(S1)에서 초기설정이 수행되고, 단계(S2)로 진행되어 멀티플랙서(22)가 절환되어 특정음향방사센서로부터의 신호가 검출된다.

다음 단계(S3)로 진행되어, 압연센서(10)로부터의 금속유입신호가 낮은 수준이 되는지 되지 않는지 여부를 결정한다. 특히, 금속이 압연기에 적재되었는지, 되지 않았는지 여부를 결정한다. 이러한 결정은 금속이 현재 적재되었다면 반복된다. 특히 금속이 적재되지 않은 상태가 처음으로 검출될 때까지 반복 실시되며, 금속유입신호가 낮은 수준으로 떨어지면, 특히 금속이 적재되지 않았으면, 단계(S4)로 진행되어 금속유입신호가 높은 수준인지 않은지 여부가 결정한다. 금속유입신호가 높은 수준이 아니라면, 이러한 결정은 반복되고, 높은 수준이라면 , 특히 금속이 적재되었다고 결정되면, 단계(S5)로 진행되어 0.5초간 대기된다. 이와같이 0.5초간 대기하는 것은 금속유입직후의 큰 음향방사신호를 소거하기 위함이다. 다음 단계(S6)로 진행하여 인터페이스를 초기화한다. 다음 단계(S7)로 진행되어 비교기(26)로부터의 신홍의 일시중단이 이루어진다. 단계(S71)에서 비교기(26)사 포락선 검파신호의 출력이 임계 또는 기준수준보다 높다고 결정하면, 베어링 이상을 표시하는 음향방사신호과 기준값을 초과하는 사고를 나타내는 사고신호가 판독되며, 사고발생시간등 동시에 판독된다. 다음 단계(S8)로 진행되면 베어링의 회전속도(Vn)가 회전센서(29)로부터 판독된다. 다음 단계(S9)로 진행하여 금속유입신호가 낮은 수준이라면, 압연작업이 종료되었다고 판단하며, 압연작업이 종료되지 않았을 경우에는 단계(S8)로 복귀하여 회전속도(Vn)를 판독한다. 단계(S9)에서 금속유입신호가 낮은 수준이라면, 즉 금속이 방출되었다고 판단되면, 단계(S10)로 진행하여 일시 중단이 방지된다.

다음 단계(S10')로 진행하면 금속방출전 0.5초 동안에 단계(S71)에서 검출된 사고신호의 데이터가 소거된다. 즉, 금속방출전의 0.5초 동안의 데이터를 소거하여 금속방출전 이상결정으로부터 큰 음향방사신호들을 제거한다. 다음 단계(S11)로 진행되는데 단계(S11)에서는 단계(S71)에서 검출된 시고신호가 2개 이상인지 결정한다. 특히, 기준수준을 초과하는 음향방사신호가 2개 이상 존재하는지 여부를 판단하여, 사고의 발생수가 2개 또는 그 이상일때는 단계(S12)로 진행하여 주 루우틴(main routine)으로 진입한다. 게다가 만일 사고신호가 한번 또는 한번도 안될 경우, 단계(S16)로 진행된다. 단계(S12)의 주루우틴에서 단계(S121)가 진행되어 단계(S8)에서 판독된 베어링의 회전속도에 의거하여 베어링의 회전속도를 기준회전속도로 보정한다. 즉, 사고신호의 주기가 기존회전속도에 상응한 주기로 교정된다. 다음 단계(S122)로 진행되어 각 사건주기에 대해 사건신호가 합산되다. 다음 주루우틴(S12)이 복귀되어 단계(S13)가 진행됨으로써 베어링의 이상여부에 대한 결정이 내려진다.

단계(S13)에서 이상이 있다고 판단되면, 단계(S14)로 진행되어 이상발생이 표시되고 게다가, 이상 위치까지 표시된다. 이상발생위치는 사건신호의 주기에 따라서 내부링인지, 외부링인지, 로울링 소자인지 또는 케이스인지 판단된다. 다음 단계(S15)로 진행되어 경고신호가 방출된다.

그러나, 단계(S13)에서 이상이 발생하지 않았다고 결정되면, 단계(16)로 진행되어 1개의 베어링에 대해 특정횟수만큼 단계(S3)로부터 단계(S13)까지의 처리가 되었는지 되지 않았는지가 결정된다. 1개의 베어링에 대한 특정횟수라는 것은 예컨대 10회 내지 20회이다. 상기 단계(S16)에서, 이러한 일련의 처리가 특정횟수만큼 실행되지 않았다고 판단된다면, 단계(S3)로 복귀하여 단계(S3)로부터 단계(S13)까지 처리가 반복된다. 단계(S16)에서, 1개의 베어링에 대해 특정횟수만큼 일련처리가 실행되었다고 판단되면, 단계(S17)로 진행되어 데이터를 소거할 것인지, 하지 않을 것인지의 여부를 판단한다.

특히, 모든 베어링들에 대해 규정횟수만큼 측정잡업(이상유무 측정작업 및 이상위치 측정작업)이 실행되었는지의 여부에 따라서 데이터의 소거여부를 판단하는 것이다. 이러한 특정획수는 예컨대 한 베어링당 50 내지 100회이다.

만일 단계(S2)로부터 단계(S13)까지의 이러한 일련의 처리가 규정횟수만큼 수행되지 않았다고 판단된다면, 단계(S2)로 복귀되고, 멀티플랙서(22)가 절환되어 다음 베어링에 대하여 단계(S2)부터 단계(S13)까지의 일련처리가 반복된다. 단계(S17)에서, 모든 베어링에 대해 규정횟수 만큼 단계(S3)부터 단계(S13)까지의 일련처리가 수행되었다고 판단된다면, 단계(S18)로 진행되어 데이터는 삭제된다.

이러한 방식에 있어서, 금속유입후의 일정시간과 금속방출전의 일정시간을 제외한 압연시간동안 규정횟수의 측정작업을 실행하여 베어링 이상을 검출하기 때문에 다수의 베어링 각각에 대해 효과이고도 정확한 베어링 이상 검출을 할 수 있다.

이상의 설명에서, 모든 베어링 각각에 대해 측정잡업을 실시하는 것으로 설명하였으나, 모든 베어링중 소망된 갯수의 베어링만 측정할 수도 있다. 또한 압연시간이 충분히 길다면, 단계(S9)에서 주어진 시간주기의 결정이 사용될 수 있고 금속삽입신호가 사용되지 않을 수 있다.

이상의 설명에서 명확히 알수 있는 바와 같이 본 발명에 따른 압연기용 보울 앤드 로울러 베어링 이상검출방법은 음향방사신호에서 발생된 이상이 다수의 베어링 각각에 대해 규정된 횟수의 일정시간 주기동안 결정되기 때문에 음향방사신호와 이상관찰이 이루어지는 시간이 지극히 짧다하더라도 다수의 베어링에 대해 베어링이 이상을 빨리 정확히 검출할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 압연기용 보울 앤드 로울러 베어링 이상검출방법은 금속유입신호 수신후 일정시간과 금속방출신호 수신전의 일정시간을 제외한 입연기시간중의 음향방사신호 이상이 검출되기 때문에 금속유입 및 금속방출동안 음향방사신호로 인한 베어링 이상의 착오적 판단을 내리지 않는다.

또한, 본 발명에 따른 보울 앤드 로울러 베어링 이상 검출방법에서 베어링에 가해지는 부하에 따라 이상 유무에 판단을 내리기 때문에 베어링 이상으로 인한 음향방사신호의 수준도 높고 신호대 잡음비도 개선된다.

제12도 내지 제18도를 참조하여 본 발명의 제5실시예를 다음과 같이 설명한다.

본 발명의 제5실시예에 따른 베어링의 이상 검출방법은 베어링으로부터 방사된 음향방사신호를 검출하는 음향방사센서(31)과, 음향방사센서(31)로부터 출력된 신호중 100KHz내지 500KHz 대역의 신호만을 추출하는 대역통과필터(33)와, 대역통과필터(33)로부터 출력된 각각의 신호를 임계값과 비교하여 비교결과에 의거 베어링의 이상을 검출하게 하는 비교기(36)등으로 구성된 베어링 이상검출장치에 의해 실행되며, 대역통과필터로부터 출력신호가 입계값을 초과하는 사건이 발생하는 주기를 주기계산장치를 이용하여 계산하는 단계와, 전 단계에서 계산된 각각의 주기당 사건의 발생수를 합산하는 단계와 ; 각각의 주기당 사건발생의 분포를 나타내는 직선의 기울기가 거의 0이 되도록 임계값을 변이시키는 단계등이 특징이다.

본 발명의 제5실시예에 대한 원리를 제13도를 참조 설명하기로 한다.

제13(a)도는 음향방사신호를 포락선 검파한후의 검파파형을 도시한 것이다. 여기서, 수준이 급속히 높아지는 점들은 이상시에 방사된 음향방사신를 나타내며, 저수준의 신호는 주위의 소음을 나타낸다. 또한, 임계수준이 1.0mV의 주위소음 상한수준보다 0.25mV 낮게 설정된 경우, 음향방사신호가 이러한 임계수준을 초과하는 주기와 사건수 사이의 관계가 제13(b)도에 도시되어 있다. 또한, 임계수준이 주위소음의 상한수준인 0.1mV로 설정되었을 때, 각각의 주기에 대한 사건의 수를 도시한 것이 제13(c)도이며, 임계수준이 주위소음의 상한수준보다 0.12mV높게 설정되었을 때 각각의 주기에 대한 사건수의 분포를 도시한 것이 제13(d)도이다. 제13(b)도 내지 제13(d)도를 보면 이해할 수 있는 바와 같이, 임계수준이 주위소음의 상한수준보다 낮을 때, 사건수의 분포는 제13(b)도에 도시한 바와 같이 되는데, 상기한 이상 시간이 방사된 음향방사센서를 제외한 주기에 대한 사건수의 분포를 나타내는 기울기는 하향경사를 가진다. 또한, 제13(c)도에 도시된 바와 같이 임계수준이 주위소음의 상한수준과 동일하게 설정되는 경우, 상기한 이상시간에서 방사된 음향방사신호를 제외한 사건발생수와 주기의 분포가 직선으로 표현될 때, 이직선은 거의 수평이 된다(제17도와 제18도를 보라). 또한, 제13(d)도는 제213(c)도와 유사하다. 따라서, 임계수준이 주위소음이 상한수준보다 낮게 설정되면 베어링의 이상검출이 어려워진다. 특히,주위의 소음과 음향방사신호를 분별하여 음향방사신호를 검출하기 위해서는 임계수준을 주위소음의 상한수준에 설정하는 것이 충분하다. 이러한 임계수준을 설정하기 위해서는 음향방사신호가 임계수준을 초과하는 시간발생수와 사건발생 주기의 분포를 나타내는 직선의 경사가 수평을 이루도록 설정하면 충분하다는 것을 알 수 있다. 본 발명의 장치는 이러한 점을 고려해 설계한 것이다.

제12도는 이러한 실시예에 대한 블록도이다. 제12도를 참조 설명하면 다음과 같다. 베어링으로부터 방사된 음향방사신호는 음향방사센서(31)에 의해 검출된다. 음향방사센서(31)로부터의 음향방사신호 출력은 전치증폭기(32)에 의해 증폭된후, 대역통과필터(33)로 입력된다. 이 대역통과필터(33)에서 100KHz 내지 500KHz 대역의 음향방사신호만이 통과되고, 소음신호는 제거된다. 대역통과필터(33)에 의해 소음신호가 제거된 음향방사신호는 수증폭기(34)로 입력되어 더욱 증폭된 다음, 포락선 검파기(35)에 의해 퍼락선검파되어 제13(a)도에 도시한 신호가 비교기(36)에 입력된다. 비교기(36)에서 사전 설정된 임계값과 포락선 검파된 음향방사신호가 비교되며, 음향방사신호가 이러한 임계값을 초과하면, 음향방사신호가 임계수준을 초과했음을 나타내는 신호가 출력되어 컴퓨터(38)에 입력된다, 컴퓨터(37)는 비교기(36)로부터 신호뿐 아니라 베어링의 회전수를 검출하는 회전센서(38)로부터의 신호도 입력받아 제14도에 도시한 처리방법에 따라 임계값이 새로이 설정된다.

제14도에 도시한 처리방법에 의해 설정된 임계값은 D/A변환기(디지탈신호를 아날로그신호로 변환하는 변환기)(39)에 의해 D/A변환되어 비교기(36)에 입력된다.

상기 컴퓨터(37)에서 제14도에 도시된 바와 같이 단계(S1)에서 초기설정이 먼저 이루어진다. 그후, 다음 단계(S2)로 진행되어 미리 규정된 특정시간이 경과했는지의 여부가 판단되고, 특정시간이 경과하지 않았다면, 단계(S3)로 진행하여 음향방사신호가 임계수준을 초과하였다는 것을 표시하는 펄스가 비교기(36)로부터 수신되었는지 여부가 판단된다. 특히, 베어링 이상을 표시하는 음향방사신호가 방사되었는지의 여부를 판단한다. 단계(S3)에서, 베어링이상을 표시하는 음향방사신호가 방사되지 않았다고 판단되면, 단계(S2)로 복귀한다. 만일, 단계(S3)에서 베어링 이상을 표시하는 음향방사가 방사되었다고 판단되면, 단계(S4)로 진행하여, 그러한 음향방사신호의 사건시간이 기억된다. 상기 발생시간은 타이머(40)로부터 송출된 클록신호를 계수함으로서 계산되는 것이다. 다음, 단계(S2)로 복귀하여 단계(S3)를 반복한다.

상기 단계(S2)에서 만일 특정시간이 경과했다고 판단된다면, 단계(S5)로 진행하여 제15도에 도시한 바와 같이 음향방사신호의 사건주기(T1) 및 (T2)가 계산된다. 또한, 단위시간당 베어링이 회전수를 표시하는 회전센서(38)로부터 신호에 의거하여, 상기 사건주기를은 베어링의 회전속도가 베어링의 기준회전속도에 관해 변화되었을 때 베어링의 기준회전수에 대해 주기들을 변환시킨다. 특히, 검출된 사건주기들을 베어링의 다위시간당 실회전수로 나누어진 다음, 베어링의 기준회전수로 곱해져 기준회전속도에 대한 주기로 교정된다.

다음 단계(S6)로 진행되어 각각의 사건주기 또는 사이클에 대한 음향방사신호의 사건수를 합산한다. 특히, 제13(b)도,제13(c)도 및 제13(d)도에 도시한 바와 같이, 음향방사의 각 사건사이클레 대한 사건수의 주파수가 계산된다.

다음 단계(S7)로 진행하여 사건주기 또는 사이클에 대한 음향방사신호의 사건수의 분포가 선형적으로 표시된다. 특히, 제17도에 도시한 바와 같이, 임계값이 주위소음신호의 상한수준보다 낮게 설정되면, 각 주기에 대한 사건수의 분포는 우향경사진 직선형을 취하며, 그 분포를 나타내는 직선의 기울기(a)는 거의 음이 된다. 반대로, 임계값이 주위소음의 상한수준과 같게 설정되면, 직선의 기울기는 제18도에 도시한 것과 같이 대체로 0(수평)이 된다.

다음 단계(S8)로 진행하여 제17도 및 제18도에 도시한 바와 같이 분포직선의 기울기(a)가 0인지 아닌지 여부가 결정된다. 만약 상기 직선의 기울기(a)가 0보다 작다면, 단계(S9)로 진행하여 임계수준이 상향조정된 다음, 다시 단계(S2)로 복귀한다. 그러나, 단계(S8)에서 분포직선의 기울기(a)가 0이거나 0보다 크다고 결정되면, 임계수준이 주위소음신호의 상한수준으로 이미 설정되었다고 판단되어 임계수준의 설정이 종결된다.

이러한 식으로 본 발명에 따른 제5 실시예의 방법에서는 음향방사신호의 사건주기에 대한 음향방사신호의 사건수의 분포를 표시하는 직선의 기울기를 0이 되도록 주위소음신호의 상한수준을 나타내는 임계수준을 합리적으로 설정할 수 있게 하므로 따라서 작업자의 직관적 판단 및 실질적 작업 장비의 파손에 의존하지 않고도 베어링의 이상을 정확히 검출할 수 있다. 또한, 임계값에 대한 자동적 조정이 가능하다. 그 이유는 주위소음을 나타내는 임계값이 사건주기에 대한 음향방사신호의 사건주파수 신호의 사건주파수 분포에 의거하여 설정되기 때문이다.

이상 설명한 본 발명의 실시예에서, 사건주기는 베어링의 회전속도에 의거하여 보정되지만, 이러한 보정이 반드시 필요한 것은 아니고, 베어링 회전속의 변화가 미소할때는 그러한 보정이 실행되지 않아도 된다.

이상 설명에서 알수 있는 바와 같이, 본 발명의 제5실시예에 따른 보울 앤드 로울러베어링 이상 검출방법은, 음향방사신호가 사전에 설정된 임계수준 또는 값을 초과하는 각각의 사건사이클 또는 주기에서 사건의 발생수가 검출되고, 각 주기에 대한 사건수의 분포가 선형적으로 표시되며, 임계수준이 상기 분포를 나타내는 직선의 기울기가 0이 되도록 설정되기 때문에, 작업자의 직관이나 장비의 손실없이 임계수준을 조정할 수 있고 베어링의 이상을 정확히 검출할 수 있다.

또한, 본 발명의 양호한 실시예에 다른 보울 앤드 로울러의 베어링 이상검출방법에서는 음향방사신호의 사건사이클에 대한 사건수의 분포를 직선으로 표시하여 이 직선의 기울기가 0(수평)되도록 임계수준을 조정하기 때문에 드레시 호울드의 수준이 자동조절될 수 있다.

Claims (5)

1. 베어링으로부터 방사되는 음향방사를 검출하여, 베어링의 이상에 관련되는 음향방사의 세기를 나타내는 신호를 출력하는 음향방사센서와 ; 상기 음향방사센서로부터 수신한 신호들중에서 100KHz내지 500KHz에 대역의 신호만을 통과시키는 대역통과필터와 ; 대역통과팔터에 의해 추출된 100KHz내지 500KHz 대역의 각신호들을 사전에 결정된 임계값과 비교하여 대역통과필터로부 신호가 임계값을 초과할 때 사건신호를 출력하는 비교장치와 ; 비교장치로부터 사건신호를 수신하고 또한 사건신호가 발생하는 베어링 이상부위에 관련된 시간간격을 결정하기 위한 주기결정장치와 ; 주기결정장치에 의해 결정된 각 시간간격에 대한 시건신호의 갯수를 합산하는 합산장치 ; 및 합산장치에 의해 합산된 사건수가 사전에 결정된 임계값을 초과할 때 베어링 이상을 판단하는 판단장치를 구비한 것을 특징으로 하는 베어링의 이상검출장치.
2. 제1항에 있어서, 대역통과필터는 음향방사센서로부터 수신한 신호들중 200KHz 내지 500KHz에 대역의 신호를 통과시키는 것을 특징으로 하는 베어링의 이상검출장치.
3. 보울 앤드 로울러 베어링으로부터의 음향방사의 세기를 나타내는 음향방사신호를 사전에 설정된 임계값과 비교하여 음향방사의 세기가 사전에 설정된 임계값을 초과하면 베어링의 이상을 나타내는 에러신호를 출력하는 비교기와, 금속시트가 압연기내에 적재되거나 또는 금속시트의 압연이 시작되는 금속유입시간 동안과 금속시트의 단부가 압연가를 통과하는 금속방출시간동안의 특정시간간격중에 비교장치출력을 무효화시키는 논리회로를 구비한 것을 특징으로 하는 베어링의 이상검출장치.
4. 베어링으로부터 방사되는 음향방사신호를 검출하여 이에 상응하는 신호들을 출력하는 음향방사센서로부터 입력된 신호들중 100KHz 내지 500KHz 대역의 신호만을 대역통과필터를 이용하여 추출하는 단계와; 대역통과필터에 의해 출력된 신호를 비교기(26)를 이용하여 사전 설정된 임계값과 비교하여 사전에 설정된 임계값보다 큰 추출출력신호를 나타내는 사건신호를 발생시키는 단계와 ; 금속시트가 압연기에 적재되거나 또는 금속시트의 압연이 시작될 때 발생하는 금속유입신호의 수신후 생기는 소정의 시간간격과금속시트의 단부가 압연기를 통과할때 발생하는 금속방출신호의 수신전에 생기는 소정의 시간간격을 제외한 압연기간중에 발생된 사건신호를 메모리에 기억시키는 단계와 ; 다수의 베어링 각각에 대하여 상기 추출과 비교 및 기억단계를 특정횟수만큼 반복하는 단계 ; 및 최종적으로 기억소자에 기억된 사건신호의 수에 의거하여 음향방사가 관련있는 베어링의 이상을 검출하는 단계를 구비한 것을 특징으로 하는 압연기용 보울 앤드 로울러 베어링의 이상검출방법.
5. 베어링 이상에 관련되는 음향방사를 베어링에서 검출하는 음향방사센서와 ; 음향방사센서의 출력신호중 100KHz내지 500KHz 대역의 신호만을 추출하는 대역통과필터 ; 및 대역통과필터로부터 출력된 신호들 각각을 임계값과 비교하는 비교장치를 가지고서 비교장치가 임계값보다 큰 신호를 검출하는 것을 근거하여 베어링의 이상을 검출하는 장치에 의해 실행되고, 대역통과필터로부터 츨력된 신호가 임계값을 초과하는 시간간격을 주기결정장치로 결정하는 단계와 ; 전단계에서 결정된 각각의 주기에 대해 대역통과필터의 출력신호가 임계값을 초과하는 횟수를 합산하는 단계 ; 및 각각의 주기에 대한 사건수의 분포를 나타내는 직선의 기울기가 0이 되도록 임계값을 수정시키는 단계를 구비한 것을 특징으로 하는 베어링의 이상검출장치.

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