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JP2019070570A - Rolling bearing abnormality diagnosing device - Google Patents

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JP2019070570A JP2017196485A JP2017196485A JP2019070570A JP 2019070570 A JP2019070570 A JP 2019070570A JP 2017196485 A JP2017196485 A JP 2017196485A JP 2017196485 A JP2017196485 A JP 2017196485A JP 2019070570 A JP2019070570 A JP 2019070570A
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Abstract

【課題】転動体の公転すべりが生じても、信頼性の高い異常診断装置を提供することを目的とする。【解決手段】転がり軸受の異常診断装置は、内輪と外輪と内外輪間に設けられた転動体と転動体を周方向に等間隔に保持する保持器を有する転がり軸受の発生する振動を検出して電気信号として出力する振動検出装置と、電気信号を波形処理することによって周波数スペクトルデータに変換する波形処理装置と、転がり軸受の転動体又は保持器の公転数を検出して出力する公転数検出装置と、公転数検出装置の出力する公転数に基づいて転がり軸受の異常に起因した特定の周波数成分値を算出し基準値として記憶する基準値記憶装置と、周波数スペクトルデータ上の基準値に対応する箇所に設定した閾値を超えたピークが表出しているか否かを判定する比較判定装置と、比較判定装置の判定結果に基づいて、転がり軸受の状態の診断を行う診断装置と、を備える。【選択図】図6PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a highly reliable abnormality diagnosis device even if a rolling element revolves and slips. An abnormality diagnostic device for a rolling bearing detects vibration generated by a rolling bearing having a cage provided between an inner ring, an outer ring, and an inner / outer ring and having a cage for holding the rolling elements at equal intervals in the circumferential direction. Vibration detection device that outputs as an electric signal, waveform processing device that converts the electric signal into frequency spectrum data by waveform processing, and revolution number detection that detects and outputs the revolution number of the rolling element or cage of the rolling bearing. Corresponds to the device, the reference value storage device that calculates the specific frequency component value caused by the abnormality of the rolling bearing based on the number of revolutions output by the revolution number detection device, and stores it as the reference value, and the reference value on the frequency spectrum data. It is provided with a comparison determination device for determining whether or not a peak exceeding a threshold value set at a position to be used appears, and a diagnostic device for diagnosing the state of rolling bearings based on the determination result of the comparison determination device. [Selection diagram] FIG. 6

Description

本発明は、例えば風車の増速機のように、軸の回転を伝達する装置に使用される転がり軸受を構成する部品の傷等の異常を、この転がり軸受を分解することなく診断するための異常診断装置に関する。 The present invention, for example, for diagnosing abnormalities such as flaws of parts constituting a rolling bearing used in a device for transmitting rotation of a shaft, such as a step-up gear of a wind turbine, without disassembling the rolling bearing. The present invention relates to an abnormality diagnosis apparatus.

鉄鋼用の圧延機や鉄道車両の車軸用軸受や、風車用軸受のような比較的大型の装置に組み込まれる転がり軸受(以下単に「軸受」ともいう。)は、もし軸受の損傷等により軸受が組み込まれた装置全体がストップしてしまうと、その間は装置を使用しての製品の製造やサービスの提供が停止してしまう事態が考えられる。このため、このような装置停止から装置が再稼動するまでの時間ロスを無くす(ダウンタイムゼロ)ため、軸受を定期的に点検するなど計画的な保全活動が行われている。このような定期点検で、軸受の異常・損傷を早期に検出することができれば、装置の稼動には影響のない間は稼動を継続しつつ、代替の軸受を準備するためのメンテナンスのリードタイムを確保することができ、ダウンタイムゼロを達成することが可能である。   Rolling bearings (hereinafter, also simply referred to as “bearings”) incorporated in relatively large devices such as rolling mills for steel and axle bearings for rolling stock and bearings for wind turbines have bearings that are damaged if they are damaged etc. If the entire incorporated device is stopped, it is possible that the production of products and the provision of services using the device may be stopped during that time. For this reason, in order to eliminate the time loss from the stop of the device to the re-operation of the device (zero downtime), planned maintenance activities such as periodic inspection of the bearings are performed. If this kind of periodic inspection allows early detection of bearing abnormalities or damage, maintenance lead time for preparing alternative bearings can be maintained while operation is not affected while the equipment operation is affected. It is possible to secure and achieve zero downtime.

ところが、風車用の軸受の場合、風力を有効に利用するために比較的大きなブレード(羽)を用いるという構造的な制約から、風車が地上や洋上の高所に設置されることが多いため、例えば鉄鋼の圧延機用軸受のように、定期的に分解目視検査を行うのは困難である。このため、風車用軸受のメンテナンスは、軸受の状態を常時監視し、もし軸受を構成する内輪や外輪等に傷等が生じた場合には、この状態監視装置により早期に異常を検出し、風車の運転を継続しつつ、代替の軸受を準備し交換する方法が採られている。 However, in the case of bearings for wind turbines, wind turbines are often installed on the ground or at high altitudes above the ocean due to the structural limitation that relatively large blades are used to effectively use wind power. For example, it is difficult to carry out periodic disassembling visual inspection as in the case of steel rolling mill bearings. For this reason, maintenance of the wind turbine bearing constantly monitors the condition of the bearing, and if a defect or the like occurs in the inner ring, outer ring, etc. constituting the bearing, this condition monitoring device promptly detects an abnormality and the wind turbine Methods are being adopted to prepare and replace alternative bearings while continuing the operation.

このような軸受の状態監視方法として、従来から(1)軸受を潤滑している潤滑油をフィルタを通して回収し、フィルタ上の金属磨耗粉の量から軸受の異常を判断する、(2)軸受の温度上昇を検出して異常を判断する、(3)軸受を構成する転動体、内輪及び外輪のいずれかに傷があると、軸受が回転したときにこの傷が原因となって傷がない場合よりも大きな振動を生じるという特性を利用し、軸受の振動に基づいて異常診断する、といった方法が知られている。 As a method of monitoring the condition of such a bearing, conventionally (1) lubricating oil which lubricates the bearing is recovered through a filter, and the abnormality of the bearing is determined from the amount of metal abrasion powder on the filter, (2) Detecting the temperature rise and judging abnormality (3) If any of the rolling elements, inner ring and outer ring that compose the bearing is damaged, there is no damage caused by this damage when the bearing rotates There is known a method of making an abnormality diagnosis based on the vibration of the bearing, utilizing the characteristic that the vibration larger than that is generated.

このうち、(1)の金属粉末の量を検出する方法の場合は、金属粉末が軸受から生じたものであるのか、増速機を構成している増速歯車等から生じたものであるのかの判別が困難であり、軸受に異常があるのかどうかを直接的に判断するのは難しい。また(2)の軸受の温度上昇を検出する方法は、温度上昇が生じるほどの軸受異常は、軸受の損傷がかなり進行した状態である場合が多く、必ずしも軸受異常を早期に検出するのが容易ではない。 Among them, in the case of the method of detecting the amount of metal powder in (1), is it that the metal powder is generated from the bearing or is it generated from the speed increasing gear etc. constituting the speed increasing gear? It is difficult to directly determine whether or not there is an abnormality in the bearing. Also, in the method of detecting the temperature rise of the bearing in (2), the bearing abnormality that causes the temperature rise is often in a state where the damage of the bearing has considerably progressed, and it is not always easy to detect the bearing abnormality early is not.

これに対し、(3)の軸受の振動に基づいて異常診断する方法は、例えば特許文献1に記載されているように、鉄鋼用の圧延機用軸受や鉄道車両用軸受などの大型の装置に用いられる軸受の異常診断に好適とされ、実際に鉄道車両の車軸用軸受の異常診断で実用化されている。図9は、軸受の振動に基づいて異常を診断する装置の一例として、特許文献1に記載された診断装置を示したものである。 On the other hand, in the method of diagnosing abnormality based on the vibration of the bearing of (3), for example, as described in Patent Document 1, large-sized devices such as bearings for rolling mills for steel and bearings for railway vehicles It is considered to be suitable for abnormality diagnosis of the used bearing, and is practically put to practical use in abnormality diagnosis of axle bearings for railway vehicles. FIG. 9 shows a diagnostic device described in Patent Document 1 as an example of a device that diagnoses an abnormality based on the vibration of a bearing.

この診断装置110は、軸受101から発生する振動を検出手段111にて検出して電気信号に変換する。この電気信号を増幅手段108、フィルタ処理手段109、波形処理手段112による処理を経た上で、周波数スペクトルデータを比較判定手段115に送付する。図10は、同じく特許文献1に記載されている、このような波形処理手段112による処理を経た周波数スペクトルデータの一例を示したものである。点線に示した周波数にピークが現れている。図9に戻り、比較判定手段115は、予め軸受101の異常に起因した特定の周波数成分値を算出し基準値として記憶しておき、実際の軸受振動の上述した周波数スペクトルデータの基準値対応箇所にピークが表出するか否かで軸受101の異常の有無を判定・診断する。なお基準値の算出にあたっては、回転数検出手段121にて実際の回転軸106(内輪)の回転数を計測し、この回転数に基づいて算出している。 The diagnostic device 110 detects the vibration generated from the bearing 101 by the detection means 111 and converts it into an electric signal. The electric signal is processed by the amplification means 108, the filter processing means 109 and the waveform processing means 112, and then the frequency spectrum data is sent to the comparison and determination means 115. FIG. 10 shows an example of frequency spectrum data which has been subjected to processing by such waveform processing means 112, which is also described in Patent Document 1. In FIG. A peak appears at the frequency indicated by the dotted line. Returning to FIG. 9, the comparison / determination means 115 calculates in advance the specific frequency component value caused by the abnormality of the bearing 101 and stores it as a reference value, and the reference value corresponding location of the above-mentioned frequency spectrum data of actual bearing vibration. The presence or absence of an abnormality of the bearing 101 is determined and diagnosed based on whether or not the peak is exposed. In calculating the reference value, the rotation speed detection means 121 measures the actual rotation speed of the rotary shaft 106 (inner ring), and calculates based on the rotation speed.

下記の表1は、特許文献1に記載の内容を記したもので、軸受の各部材の欠陥、具体的には、傷と、各部材で発生する異常振動周波数(エンベロープ処理後の周波数)との関係を示している。   Table 1 below describes the contents described in Patent Document 1, and shows defects of each member of the bearing, specifically, a flaw and an abnormal vibration frequency (frequency after envelope processing) generated in each member Shows the relationship between

Figure 2019070570
Figure 2019070570

この関係に基づき、実際の軸受振動から得られた周波数スペクトルデータのピークを表出する周波数が、表1中の周波数と一致するか否かにより、傷の発生箇所を特定できる。一致しない場合には、傷は無いと判定する。   Based on this relationship, it is possible to identify the location where the flaw occurs depending on whether the frequency that expresses the peak of the frequency spectrum data obtained from the actual bearing vibration matches the frequency in Table 1. If they do not match, it is determined that there is no flaw.

この診断方法は、上述したような鉄鋼用や鉄道車両用のように比較的軸受に重荷重が作用する分野への適用に優れている。しかし、冒頭に記した例えば風車の増速機用軸受のように、軸受に作用する荷重は必ずしもそれほど大きくはなく、回転伝達(特に高速回転の伝達)が主たる機能として求められるような用途では、軸受に傷等が生じていても基準値対応箇所にピークが生じない場合があり、異常診断を精度良く行ううえでの障害となっていた。 This diagnostic method is excellent for application to the field where a heavy load acts on the bearing relatively as in the case of steel and railway vehicles as described above. However, the load acting on the bearing is not necessarily so large as in the case of the bearing for example of a wind turbine as described at the beginning, and in applications where rotation transmission (particularly transmission of high-speed rotation) is required as a main function, Even if the bearing is damaged or the like, a peak may not occur at the location corresponding to the reference value, which has been an obstacle in accurately performing abnormality diagnosis.

本発明者らは、この周波数スペクトルデータのピークが表出する周波数と基準値対応箇所にピーク値が表出しない原因の究明を進めたところ、周波数スペクトルデータの処理については従来から採用されている技術であるので特に問題がないはずであり、基準値の算出に原因があるのではないかと考え本発明に至った。即ち、軸受に作用する荷重が小さく転動体と軌道輪(内外輪)軌道面間の押し付け力が小さくなる場合は、「公転すべり」が生じる場合があることが知られている。公転すべりとは、回転軸の周りを公転している転動体と軌道輪の軌道面との間に発生するすべりのことである。このような公転すべりが発生すると、転動体(保持器)の実際の公転数は、公転すべりがない場合に比べると小さくなる。 The inventors of the present invention proceeded to find out why the peak value does not appear at the frequency corresponding to the frequency at which the peak of the frequency spectrum data appears and the reference value correspondence, and processing of the frequency spectrum data is conventionally adopted. Since this is a technology, there should be no particular problem, and the present invention has been made on the assumption that the calculation of the reference value may have a cause. That is, it is known that "revolving slip" may occur when the load acting on the bearing is small and the pressing force between the rolling element and the raceway (inner and outer ring) raceway becomes small. The revolution slip is a slip that occurs between a rolling element revolving around the rotation axis and the raceway surface of the bearing ring. When such a revolution slip occurs, the actual number of revolutions of the rolling element (retainer) becomes smaller than in the case where there is no revolution slip.

ところが、上述した従来の比較判定手段中に基準値として記憶している値は、回転軸(内輪)の回転数に基づいて算出された値であり、このような「公転すべり」は考慮されていない言わば理論的な値である。このため、実際に異常診断を進めていくと、回転軸(内輪)の回転数に基づいて算出されたこの理論的な基準値と、実際の軸受振動から得られた周波数スペクトルデータとが対応しない場合が出てくるのではないかと考えられる。 However, the value stored as the reference value in the above-described conventional comparison / determination means is a value calculated based on the number of rotations of the rotation shaft (inner ring), and such "reversal slip" is considered. There is no theoretical value. For this reason, when the abnormality diagnosis is actually advanced, this theoretical reference value calculated based on the rotation speed of the rotation shaft (inner ring) does not correspond to the frequency spectrum data obtained from the actual bearing vibration. It is thought that a case may come out.

特開2003−185535号公報JP 2003-185535 A

本発明は、上述した事情を背景にしてなされたものであり、軸受の振動に基づいて診断する場合において、軸受に作用する荷重が比較的小さい場合であっても、信頼性の高い異常診断装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made against the background described above, and when diagnosing based on the vibration of a bearing, a highly reliable abnormality diagnosing device even when the load acting on the bearing is relatively small. Intended to provide.

本発明の上記目的は、下記の構成により達成される。
(1)内輪と、外輪と、該内外輪間に設けられた転動体と、該転動体を周方向に等間隔に保持する保持器を有する転がり軸受の発生する振動を検出して電気信号として出力する振動検出装置と、
前記電気信号を波形処理することによって周波数スペクトルデータに変換する波形処理装置と、
前記転がり軸受の前記転動体又は前記保持器の公転数を検出して出力する公転数検出装置と、
該公転数検出装置の出力する公転数に基づいて前記転がり軸受の異常に起因した特定の周波数成分値を算出し基準値として記憶する基準値記憶装置と、
前記周波数スペクトルデータ上の前記基準値に対応する箇所に設定した閾値を超えたピークが表出しているか否かを判定する比較判定装置と、
該比較判定装置の判定結果に基づいて、前記転がり軸受の状態の診断を行う診断装置と、
を備えた転がり軸受の異常診断装置。
(2)内輪と、外輪と、該内外輪間に設けられた転動体と、該転動体を周方向に等間隔に保持する保持器を有する転がり軸受の発生する振動を検出して電気信号として出力する振動検出装置と、
前記電気信号を波形処理することによって周波数スペクトルデータに変換する波形処理装置と、
前記転がり軸受の前記転動体又は前記保持器の公転数を検出して出力する公転数検出装置と、
前記転がり軸受の前記内輪又は前記外輪のうち回転側の軌道輪の回転数を検出する回転数検出装置と、
前記公転数検出装置の出力する公転数に基づいて前記転がり軸受の異常に起因した特定の周波数成分値を算出し第1の基準値として記憶する第1の基準値記憶装置と、
前記回転数検出装置の出力する回転数に基づいて前記転がり軸受の異常に起因した特定の周波数成分値を算出し第2の基準値として記憶する第2の基準値記憶装置と、
前記周波数スペクトルデータ上の前記第1の基準値又は前記第2の基準値の何れかに対応する箇所に設定した閾値を超えたピークが表出しているか否かを判定する比較判定装置と、
該比較判定装置の判定結果に基づいて、前記転がり軸受の状態の診断を行う診断装置と、
を備えた転がり軸受の異常診断装置。
The above object of the present invention is achieved by the following constitution.
(1) Detection of vibration generated by a rolling bearing having an inner ring, an outer ring, rolling elements provided between the inner and outer rings, and cages holding the rolling elements at equal intervals in the circumferential direction A vibration detection device that outputs
A waveform processing apparatus for converting the electric signal into frequency spectrum data by performing waveform processing;
A revolution number detection device that detects and outputs the revolution number of the rolling element or the cage of the rolling bearing;
A reference value storage device that calculates a specific frequency component value caused by an abnormality of the rolling bearing based on the revolution number output from the revolution number detection device, and stores it as a reference value;
A comparison and determination device that determines whether or not a peak exceeding a threshold set at a location corresponding to the reference value on the frequency spectrum data is exposed;
A diagnostic device that diagnoses the state of the rolling bearing based on the determination result of the comparison determination device;
Diagnosis device for rolling bearings equipped with.
(2) Vibration generated by a rolling bearing having an inner ring, an outer ring, rolling elements provided between the inner and outer rings, and cages for holding the rolling elements at equal intervals in the circumferential direction is detected as an electric signal A vibration detection device that outputs
A waveform processing apparatus for converting the electric signal into frequency spectrum data by performing waveform processing;
A revolution number detection device that detects and outputs the revolution number of the rolling element or the cage of the rolling bearing;
A rotation number detection device that detects the rotation number of the inner ring of the rolling bearing or the ring ring on the rotation side of the outer ring;
A first reference value storage device that calculates a specific frequency component value caused by an abnormality of the rolling bearing based on the revolution number output from the revolution number detection device and stores it as a first reference value;
A second reference value storage device that calculates a specific frequency component value caused by an abnormality in the rolling bearing based on the rotation speed output from the rotation speed detection device, and stores it as a second reference value;
A comparison determination device that determines whether a peak exceeding a threshold set at a location corresponding to either the first reference value or the second reference value on the frequency spectrum data is exposed;
A diagnostic device that diagnoses the state of the rolling bearing based on the determination result of the comparison determination device;
Diagnosis device for rolling bearings equipped with.

本発明によれば、転がり軸受の転動体又は保持器の公転数を検出して出力する公転数検出装置の検出結果に基づいて、転がり軸受の異常に起因した特定の周波数成分値を算出して基準値とし、かかる基準値と転がり軸受の発生する振動を検出して得られた周波数スペクトルデータとを比較判定して異常診断を行うので、たとえ転動体すべりが生じていても信頼性の高い異常診断を行うことが可能となる。   According to the present invention, the specific frequency component value caused by the abnormality of the rolling bearing is calculated based on the detection result of the revolving speed detection device which detects and outputs the revolving speed of the rolling element or the cage of the rolling bearing Since the abnormality diagnosis is performed by comparing and judging the reference value and the frequency spectrum data obtained by detecting the vibration generated by the rolling bearing as a reference value, the abnormality is highly reliable even if rolling element sliding occurs. It is possible to make a diagnosis.

本発明の異常診断装置が適用される風力発電機を説明する図である。It is a figure explaining the wind power generator to which the abnormality-diagnosis apparatus of this invention is applied. 本発明に係る異常診断装置の第1実施形態の概略構成を示すブロック図である。It is a block diagram showing a schematic structure of a 1st embodiment of an abnormality diagnosis device concerning the present invention. 図2の異常診断装置に用いられる公転数検出器および振動検出器の取付け状態を説明する図である。It is a figure explaining the attachment state of the revolution number detector and vibration detector which are used for the abnormality-diagnosis apparatus of FIG. 転動体の位置とひずみとの関係を説明する図である。It is a figure explaining the relationship between the position of a rolling element, and distortion. ひずみの時間的変化を説明する図である。It is a figure explaining the time change of distortion. 本発明の転がり軸受異常診断装置の第1実施形態による異常診断方法を説明するためのフローチャートである。It is a flowchart for demonstrating the abnormality diagnosis method by 1st Embodiment of the rolling bearing abnormality diagnosis apparatus of this invention. 本発明に係る異常診断装置の第2実施形態の概略構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows schematic structure of 2nd Embodiment of the abnormality-diagnosis apparatus based on this invention. 本発明の転がり軸受異常診断装置の第2実施形態による異常診断方法を説明するためのフローチャートである。It is a flowchart for demonstrating the abnormality diagnosis method by 2nd Embodiment of the rolling bearing abnormality diagnosis apparatus of this invention. 従来の異常診断装置の概略構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows schematic structure of the conventional abnormality-diagnosis apparatus. 周波数スペクトルの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of a frequency spectrum.

以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。
<第1実施形態>
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
First Embodiment

図1は、本発明に係る異常診断装置が適用される風力発電機を示したものである。風力発電機31は、ブレード(羽)32、ブレード32に接続される主軸33、主軸33を支持する主軸軸受34、主軸33を介してブレード32の回転力が入力される増速機35及び増速機35の出力軸(高速軸)6に接続されて回転する発電機37を有している。さらに、風力発電機31は、主軸33、主軸軸受34、増速機35及び発電機37を収容するナセル38及びナセル38を支持するタワー39を有している。   FIG. 1 shows a wind power generator to which the abnormality diagnosis device according to the present invention is applied. The wind power generator 31 includes a blade (wing) 32, a main shaft 33 connected to the blade 32, a main shaft bearing 34 supporting the main shaft 33, and a step-up gear 35 to which the rotational force of the blade 32 is input via the main shaft 33 A generator 37 is connected to the output shaft (high speed shaft) 6 of the speed gear 35 to rotate. Furthermore, the wind power generator 31 has a main shaft 33, a main shaft bearing 34, a nacelle 38 accommodating the speed increasing gear 35 and the generator 37, and a tower 39 supporting the nacelle 38.

主軸軸受34には、球面ころ軸受が採用されている。増速機35は、主軸33と連結された低速軸(不図示)と、中速軸(不図示)及び高速軸6を有し、これら各軸上には互いに噛み合う歯車が固定されている。各軸は軸受によって、増速機35のハウジングに回転自在に支持されている。図3は、増速機35の出力軸である高速軸6を支持する転がり軸受1を示したものである。   A spherical roller bearing is adopted as the main shaft bearing 34. The speed increasing gear 35 has a low speed shaft (not shown) connected to the main shaft 33, a medium speed shaft (not shown) and a high speed shaft 6, and gears meshing with each other are fixed on these shafts. Each shaft is rotatably supported by the housing of the transmission 35 by bearings. FIG. 3 shows the rolling bearing 1 supporting the high speed shaft 6 which is the output shaft of the speed increaser 35.

図3に示すように、転がり軸受1は、上述した高速軸である回転軸6、回転軸6に固定され回転軸6とともに回転する内輪2、ハウジング7に取付けられた外輪3、内輪2と外輪3との間に設けられ、回転軸6の周りを公転する転動体4と、転動体4を周方向に等間隔に保持するための保持器5とを有する。また、転がり軸受1が取付けられるハウジング7には、振動検出器11および公転数検出器13が取付けられているが、これらは後述する異常診断装置10の説明のときにあわせて詳述する。転動体4は、本実施形態では金属製の球とされている。   As shown in FIG. 3, the rolling bearing 1 includes the rotating shaft 6 as the high-speed shaft described above, the inner ring 2 fixed to the rotating shaft 6 and rotating with the rotating shaft 6, the outer ring 3 attached to the housing 7, the inner ring 2 and the outer ring A rolling element 4 is provided between it and 3 and revolves around the rotation shaft 6, and a cage 5 for holding the rolling elements 4 at equal intervals in the circumferential direction. Further, the vibration detector 11 and the revolution speed detector 13 are attached to the housing 7 to which the rolling bearing 1 is attached. These will be described in detail together with the description of the abnormality diagnosis device 10 described later. The rolling element 4 is a metal ball in the present embodiment.

図1に戻り、増速機35の高速軸6を支持する転がり軸受1には、異常診断装置10が設けられている。この異常診断装置10は、図2に示すように振動検出器11、波形処理装置12、公転数検出器13、基準値記憶装置14、比較判定装置15、診断装置16、を備えている   Returning to FIG. 1, the rolling bearing 1 supporting the high speed shaft 6 of the speed increasing gear 35 is provided with an abnormality diagnosis device 10. As shown in FIG. 2, the abnormality diagnosis device 10 includes a vibration detector 11, a waveform processing device 12, a revolution number detector 13, a reference value storage device 14, a comparison / determination device 15, and a diagnosis device 16.

振動検出装置としての振動検出器11は、図3に示すように転がり軸受1を収容しているハウジング7に取付けられる。振動検出器11としては、振動を電気信号に変換する圧電型等公知の各種検出器を使用することができる。振動の検出形式も、加速度式、速度式、変位式等の適宜形式のものの採用が可能である。なお、振動を検出する検出装置としては、ほかにも、AEセンサ、超音波センサ、ショックパルスセンサ、マイクロホン等、転がり軸受1の振動に起因して発生する物理量を電気信号化できるものを用いることが出来る。 The vibration detector 11 as a vibration detection device is attached to the housing 7 which accommodates the rolling bearing 1 as shown in FIG. As the vibration detector 11, various known detectors such as a piezoelectric type that converts vibration into an electric signal can be used. As a vibration detection method, an appropriate type such as an acceleration type, a velocity type, or a displacement type can be adopted. In addition, as a detection device for detecting the vibration, it is also possible to use an AE sensor, an ultrasonic sensor, a shock pulse sensor, a microphone, or any other device capable of converting the physical quantity generated due to the vibration of the rolling bearing 1 into an electrical signal. Can do.

波形処理装置12は、振動検出器11から出力された電気信号に対して、エンベロープFFT分析などの波形処理を施して、転がり軸受1の振動状態を示す周波数スペクトルデータを得る。 The waveform processing device 12 performs waveform processing such as envelope FFT analysis on the electric signal output from the vibration detector 11 to obtain frequency spectrum data indicating the vibration state of the rolling bearing 1.

公転数検出装置としての歪センサ13が、図3に示すように転がり軸受1を収容しているハウジング7に取付けられている。歪センサ13は歪ゲージ13aを有しており、この歪ゲージ13aは、ハウジング7に接着剤によって貼り付けられて、ハウジング7と共に変形する。 A strain sensor 13 as a revolving speed detecting device is attached to a housing 7 accommodating the rolling bearing 1 as shown in FIG. The strain sensor 13 has a strain gauge 13 a, which is attached to the housing 7 by an adhesive and deforms together with the housing 7.

図4に示すように、矢印方向に回転している回転軸6から軸受1に荷重Pが作用しているときに、ハウジング7からはR1〜R3に代表される反力が軸受1に作用しており、鉛直方向下方に位置している転動体4を支えるための反力R1が最も大きい。このため歪ゲージ13aのひずみは、図4(a)に示すように、転動体4が歪ゲージ設置箇所を通過するときにはハウジング7が押し広げられるように変形することでひずみε1が最も大きくなる。これに対し、図4(b)に示すように、転動体4が歪ゲージ設置箇所を通過しないときは、反力R2が歪ゲージ設置箇所には作用しないこともあり、ハウジング7を変形させる力が小さくなるため、ひずみε2はε1より小さくなる(ε2<ε1)。 As shown in FIG. 4, when a load P is applied to the bearing 1 from the rotating shaft 6 rotating in the arrow direction, a reaction force represented by R1 to R3 acts on the bearing 1 from the housing 7. The reaction force R1 for supporting the rolling element 4 positioned vertically downward is the largest. For this reason, as shown in FIG. 4A, when the rolling element 4 passes through the strain gauge installation location, the strain of the strain gauge 13a is deformed so that the housing 7 is pushed out and the strain ε1 becomes the largest. On the other hand, as shown in FIG. 4 (b), when the rolling element 4 does not pass through the strain gauge installation site, the reaction force R2 may not act on the strain gauge installation site, and the force to deform the housing 7 Becomes smaller, the strain ε2 becomes smaller than ε1 (ε2 <ε1).

図5は、縦軸にひずみを、横軸に時間をとって、このようなひずみと時間との関係を示したものである。図5に示すようにひずみの大きさは周期的に変化する。このため、ひずみピーク間の周期tを測定し、これに球数Zを乗ずることで、転動体4の公転周期Tを得ることができる。公転周期Tの逆数が公転周波数(公転回転数)fc´である。なお、転動体4の公転周波数は、保持器5の公転周波数と等しい。 FIG. 5 shows the relationship between strain and time, with strain on the vertical axis and time on the horizontal axis. As shown in FIG. 5, the magnitude of strain changes periodically. For this reason, the revolution period T of the rolling element 4 can be obtained by measuring the period t between strain peaks and multiplying this by the number of balls Z. The reciprocal of the revolution period T is the revolution frequency (revolution speed) fc ′. The revolution frequency of the rolling element 4 is equal to the revolution frequency of the cage 5.

このような歪ゲージ13aは、ハウジング7の外側に取付けられるので取付けが容易である。本実施形態では、図3に示すように、ハウジング7の外周面に切欠6aを設け、切欠6aに歪ゲージ13aを接着剤で貼り付けている。なお、歪センサ13の取り付け場所については、ハウジングの外周面に取付ける構成に限定されるものではなく、ハウジングの内周面に切欠を設けて切欠内に取付ける、あるいは内輪の外周面に切欠を設けて切欠内に取付ける、あるいはハウジングの端面に取付けることも可能である。   Such strain gauges 13a are attached to the outside of the housing 7, and are easy to attach. In this embodiment, as shown in FIG. 3, a notch 6a is provided on the outer peripheral surface of the housing 7, and the strain gauge 13a is attached to the notch 6a with an adhesive. The location where the strain sensor 13 is attached is not limited to the configuration attached to the outer circumferential surface of the housing, and a notch is provided on the inner circumferential surface of the housing and attached in the notch, or a notch is provided on the outer circumferential surface of the inner ring It is also possible to mount in the notch or to the end face of the housing.

図2に戻り、基準値記憶装置14は、上述したひずみセンサ13の検出結果に基づき、転動体4の公転周波数実測値fc´を用いて、内輪欠陥周波数fi´、外輪欠陥周波数fo´及び転動体欠陥周波数fb´を基準値として算出し、この算出結果を記憶する。基準値算出の手順は以下の通りである。 Returning to FIG. 2, the reference value storage device 14 uses the actual rotation frequency fc 'of the rolling element 4 based on the detection result of the strain sensor 13 described above, and uses the inner ring defect frequency fi', the outer ring defect frequency fo ' The moving object defect frequency fb 'is calculated as a reference value, and the calculation result is stored. The procedure of reference value calculation is as follows.

先ず、歪センサ13によって検出された転動体4の実際の公転周波数fc´を下記式(1)のfc´に代入し、内輪2の回転周波数fr´を求める。

Figure 2019070570
First, the actual revolution frequency fc 'of the rolling element 4 detected by the strain sensor 13 is substituted into fc' of the following equation (1) to determine the rotation frequency fr 'of the inner ring 2.
Figure 2019070570

なお、式(1)において、各記号は以下のパラメータを示している。以下のパラメータ
のうち、ピッチ円直径とは、転動体4の中心が公転時に描く円の直径を意味している。
また、接触角は、転動体4となる球と内輪2との接触点と球と外輪3の接触点とを結ぶ
直線と、回転軸6に垂直な直線とがなす角度を指す。
fc´:転動体の公転周波数(Hz)
fr´:内輪の回転周波数(Hz)
Da:転動体の直径(mm)
dm:ピッチ円直径(mm)
α:接触角(度)
z:転動体数
In addition, in Formula (1), each symbol has shown the following parameters. Among the following parameters, the pitch circle diameter means the diameter of the circle drawn by the center of the rolling element 4 at the time of revolution.
The contact angle refers to an angle formed by a straight line connecting a contact point of the ball serving as the rolling element 4 and the inner ring 2 with a contact point of the ball and the outer ring 3 and a straight line perpendicular to the rotation axis 6.
fc ': Revolution frequency of rolling element (Hz)
fr ': Rotation frequency of inner ring (Hz)
Da: Diameter of rolling element (mm)
dm: Pitch circle diameter (mm)
α: Contact angle (degree)
z: Number of rolling elements

そして、内輪2の回転周波数fr´を下記の式(2)、式(3)及び式(4)のfr´に代入する。このとき、内輪欠陥周波数fi´は式(2)によって、外輪欠陥周波数fo´は式(3)により、又転動体欠陥周波数fb´は式(4)によって算出される。 Then, the rotational frequency fr 'of the inner ring 2 is substituted into fr' of the following equations (2), (3) and (4). At this time, the inner ring defect frequency fi ′ is calculated by the equation (2), the outer ring defect frequency fo ′ is calculated by the equation (3), and the rolling element defect frequency fb ′ is calculated by the equation (4).

Figure 2019070570
Figure 2019070570

比較判定装置15は、基準値として記憶した上記各欠陥周波数と、振動検出器11の電気信号を波形処理して得られた周波数スペクトルと対比し、周波数スペクトルの基準値対応箇所にピークが表出しているか否かを判定する。 The comparison / determination device 15 compares the defect frequencies stored as reference values with the frequency spectrum obtained by performing waveform processing on the electric signal of the vibration detector 11, and a peak appears at a position corresponding to the reference value in the frequency spectrum. It is determined whether the

診断装置16は、比較判定装置15による判定結果に基いて転がり軸受1の状態、即ち、特定部位に対する異常の有無や損傷があった場合の進行度などの診断を行ない、その結果を出力する。 The diagnosis device 16 diagnoses the state of the rolling bearing 1 based on the determination result by the comparison determination device 15, that is, the presence or absence of abnormality with respect to a specific part, and the progress degree in the case of damage, and outputs the result.

次に、図6に示すフローチャートに基づいて、上記した転がり軸受1の異常診断装置10において行われる転がり軸受1の異常診断方法を説明する。図6に示したフローチャートの処理は、必ずしも常時実施されるというよりも、定期的に実施されるのがより現実的である。 Next, based on the flowchart shown in FIG. 6, the abnormality diagnosis method of the rolling bearing 1 performed in the abnormality diagnosing device 10 of the above-mentioned rolling bearing 1 is demonstrated. It is more realistic that the process of the flowchart shown in FIG. 6 is performed regularly rather than always.

異常診断処理がスタートすると、先ず、ステップS61において、歪センサ13が公転周波数の検出を開始する。また、振動検出器11は、転がり軸受1に生じる振動の検出を開始する。 When the abnormality diagnosis process starts, first, in step S61, the strain sensor 13 starts detection of the revolution frequency. The vibration detector 11 also starts detecting the vibration generated in the rolling bearing 1.

次に、ステップS62において、歪センサ13によって検出された転動体4の実際の公転周波数fc´から求められた回転周波数fr´を使って、外輪欠陥周波数fo´、内輪欠陥周波数fi´及び転動体欠陥周波数fb´を算出する。 Next, in step S62, using the rotational frequency fr 'obtained from the actual revolution frequency fc' of the rolling element 4 detected by the strain sensor 13, the outer ring defect frequency fo ', the inner ring defect frequency fi' and the rolling element The defect frequency fb 'is calculated.

次に、ステップS63において、振動検出器11から出力された周波数スペクトルに所定値を超えたピークが有るか否か判定する。ステップS63の判定の結果、信号にピークが無い場合、ステップS64に進み転がり軸受1に傷がないと判定する。これらの判定は、比較判定装置15にて行う。 Next, in step S63, it is determined whether or not there is a peak exceeding a predetermined value in the frequency spectrum output from the vibration detector 11. If there is no peak in the signal as a result of the determination in step S63, the process proceeds to step S64 to determine that the rolling bearing 1 is not damaged. These determinations are performed by the comparison determination device 15.

一方、ステップS63においてピークがあると判定した場合、ステップS65に進む。ステップ65では、現れたピーク周波数が、基準値記憶装置14に算出されて記憶されている外輪欠陥周波数fo´、内輪欠陥周波数fi´、転動体欠陥周波数fb´のいずれかと一致するか否か判定する。 On the other hand, when it is determined in step S63 that there is a peak, the process proceeds to step S65. In step 65, it is determined whether or not the appearing peak frequency coincides with any of the outer ring defect frequency fo ', the inner ring defect frequency fi' and the rolling element defect frequency fb 'calculated and stored in the reference value storage device 14. Do.

ステップS65において、ピーク周波数は外輪欠陥周波数fo´、内輪欠陥周波数fi´、転動体欠陥周波数fb´のいずれとも一致しないと判定した場合は、ステップS66に進み、診断装置16はエラーと判定する。ステップ65の判定は、比較判定装置15にて行う。 If it is determined in step S65 that the peak frequency does not match any of the outer ring defect frequency fo ', the inner ring defect frequency fi' and the rolling element defect frequency fb ', the process proceeds to step S66 and the diagnostic device 16 determines that an error occurs. The determination in step 65 is performed by the comparison determination device 15.

一方、ステップS65において、ピーク周波数が上述した欠陥周波数fo´、fi´、fb´のいずれかと一致する場合、ステップS67に進む。そして、ステップS67において、転がり軸受1に傷があると判定する。さらに、傷の位置が、ピーク周波数と一致した基準値(欠陥周波数)を有する軸受構成部位であると判定し、ステップ68に進む。ステップ67の判定も、比較判定装置15にて行う。 On the other hand, when the peak frequency coincides with any one of the defect frequencies fo ', fi' and fb 'described above in step S65, the process proceeds to step S67. Then, in step S67, it is determined that the rolling bearing 1 is damaged. Further, it is determined that the position of the flaw is a bearing component having a reference value (defect frequency) coincident with the peak frequency, and the process proceeds to step 68. The determination in step 67 is also performed by the comparison / determination device 15.

ステップS68において、ステップS64、ステップS67の判定の結果から診断結果を出力する。即ち、診断装置16は、
(1)転がり軸受1に傷が無い。
(2)転がり軸受1の内輪2に傷がある。
(3)転がり軸受1の外輪3に傷がある。
(4)転がり軸受1の転動体4に傷がある。
のいずれかの診断結果を出力する。
In step S68, a diagnosis result is output from the determination results of step S64 and step S67. That is, the diagnostic device 16
(1) The rolling bearing 1 is not damaged.
(2) The inner ring 2 of the rolling bearing 1 is damaged.
(3) The outer ring 3 of the rolling bearing 1 is scratched.
(4) The rolling element 4 of the rolling bearing 1 is damaged.
Output one of the diagnostic results.

以上のように、本実施形態においては、転動体4の公転周波数の測定値に基づいて異常診断を行っているため、公転すべりの発生の有無に拘わらず、信頼性の高い診断結果を得ることができる
<第2実施形態>
As described above, in the present embodiment, since the abnormality diagnosis is performed based on the measured value of the revolution frequency of the rolling element 4, a highly reliable diagnosis result can be obtained regardless of the occurrence of the revolution slip. Second Embodiment>

図7は、異常診断装置の第2実施形態のブロック図である。第1実施形態と同一の構成については、同一符号を付して詳細な説明は省略する。本実施形態が第1実施形態と異なるのは、異常診断装置20には回転数検出器21が追加されていることである。又これに伴ない、基準値記憶装置24に記憶する内容および比較判定装置25にて判定する内容が異なっている。 FIG. 7 is a block diagram of a second embodiment of the abnormality diagnosis device. About the same composition as a 1st embodiment, the same numerals are attached and detailed explanation is omitted. The present embodiment is different from the first embodiment in that a rotation speed detector 21 is added to the abnormality diagnosis device 20. Along with this, the contents stored in the reference value storage unit 24 and the contents to be determined by the comparison / determination unit 25 are different.

回転数検出装置としての回転数検出器21は、内輪2(回転軸6)の回転数(回転周波数)を計測するものであり、例えば周波数センサを使って内輪2の回転周波数frを測定する。測定方法としては、例えば、内輪2に目印を付け、近接センサや光学式のセンサで目印を検出することによって、回転周波数frを示す電気的な信号を出力する。 The rotation speed detector 21 as a rotation speed detection device measures the rotation speed (rotation frequency) of the inner ring 2 (rotation shaft 6), and measures, for example, the rotation frequency fr of the inner ring 2 using a frequency sensor. As a measurement method, for example, a mark is provided on the inner ring 2 and an electrical signal indicating the rotation frequency fr is output by detecting the mark with a proximity sensor or an optical sensor.

基準値記憶装置24は、公転数検出器(歪センサ)13によって検出された転動体4の公転周波数fc´に基づいて、外輪3等の欠陥周波数fo´、fi´、fb´を算出し、この値(第1の基準値)を記憶するのは第1実施形態と同じである。本実施形態では更に、回転数検出器21によって検出された内輪回転周波数frに基づいて、冒頭の従来例にて説明した表1に記載の理論的な欠陥周波数fo、fi、fbを算出し、この値(第2の基準値)も記憶する。   The reference value storage device 24 calculates defect frequencies fo ', fi', fb 'of the outer ring 3 etc. based on the revolution frequency fc' of the rolling element 4 detected by the revolution number detector (strain sensor) 13. Storing this value (first reference value) is the same as in the first embodiment. Further, in the present embodiment, theoretical defect frequencies fo, fi, fb described in Table 1 described in the conventional example at the beginning are calculated based on the inner ring rotation frequency fr detected by the rotation number detector 21. This value (second reference value) is also stored.

比較判定装置25は、基準値として記憶した上記転動体4の公転周波数fc´に基づいて算出した欠陥周波数fo´、fi´、fb´および内輪回転周波数frに基づいて算出した理論的な欠陥周波数fo、fi、fbと、振動検出器11の電気信号を波形処理して得られた周波数スペクトルのピーク周波数とを対比し、何れかの基準値対応箇所にピークが表出しているか否かを判定する。 The comparison / determination device 25 is a theoretical defect frequency calculated based on the defect frequencies fo ', fi', fb 'and the inner ring rotational frequency fr calculated based on the revolution frequency fc' of the rolling element 4 stored as the reference value. The fo, fi, fb and the peak frequency of the frequency spectrum obtained by waveform processing the electric signal of the vibration detector 11 are compared, and it is determined whether or not the peak appears at any reference value corresponding location. Do.

診断装置16は、比較判定装置25による判定結果に基づいて、転がり軸受1の状態、即ち、特定部位に対する異常の有無および転動すべりの有無などの診断を行う。周波数スペクトルの基準値対応箇所にピークが表出している場合に、当該特定部材に傷等の異常があると診断し、同時に公転周波数fc´に基づいて算出した基準値fo´、fi´、fb´(公転すべりを考慮している)および回転周波数frに基づいて算出した理論的な基準値fo、fi、fb(公転すべりを考慮していない)の何れの対応箇所にピークが表出しているかにより、公転すべりの有無も診断する。なお、公転すべりの有無は、歪センサ13によって検出された転動体4の実際の公転周波数fc´と、内輪2の回転周波数を使って算出された転動体4の理論公転周波数fcとを比較して判定してもよい。 The diagnosis device 16 diagnoses the state of the rolling bearing 1, that is, the presence or absence of abnormality with respect to a specific part, the presence or absence of rolling slip, etc., based on the determination result by the comparison determination device 25. When a peak appears at a position corresponding to the reference value of the frequency spectrum, it is diagnosed that there is an abnormality such as a scratch in the specific member, and at the same time, a reference value fo ', fi', fb calculated based on the revolution frequency fc '対 応 (relevant slip is considered) and theoretical reference values fo, fi, fb calculated based on the rotational frequency fr (which does not consider the revolvable slip) corresponding peak of the peak Also diagnose the presence or absence of revolution slip. In addition, the presence or absence of the revolution slip compares the actual revolution frequency fc 'of the rolling element 4 detected by the strain sensor 13 with the theoretical revolution frequency fc of the rolling element 4 calculated using the rotation frequency of the inner ring 2. It may be determined.

次に、図8に示すフローチャートに基づいて、上記した転がり軸受1の異常診断装置20において行われる転がり軸受1の異常診断方法を説明する。   Next, based on the flowchart shown in FIG. 8, an abnormality diagnosis method for the rolling bearing 1 performed in the abnormality diagnosis device 20 for the rolling bearing 1 described above will be described.

異常診断処理がスタートすると、先ず、ステップS81において、歪センサ13が公転周波数の検出を開始する。また、回転数検出器21は、内輪2の回転周波数の検出を開始する。さらに、振動検出器11は、転がり軸受1に生じる振動の検出を開始する。   When the abnormality diagnosis process starts, first, in step S81, the strain sensor 13 starts detection of the revolution frequency. The rotation speed detector 21 also starts detecting the rotation frequency of the inner ring 2. Furthermore, the vibration detector 11 starts detection of the vibration generated in the rolling bearing 1.

次に、ステップS82において、回転検出器21によって検出された内輪2の回転周波数frから、理論的な値である外輪欠陥周波数fo、内輪欠陥周波数fi、転動体欠陥周波数fbを算出する。さらに、公転検出器13(歪センサ)によって検出された転動体4の実際の公転周波数fc´から求められた回転周波数fr´を使って外輪欠陥周波数fo´、内輪欠陥周波数fi´及び転動体欠陥fb´も算出する。 Next, in step S82, the outer ring defect frequency fo, the inner ring defect frequency fi, and the rolling element defect frequency fb, which are theoretical values, are calculated from the rotation frequency fr of the inner ring 2 detected by the rotation detector 21. Furthermore, the outer ring defect frequency fo ', the inner ring defect frequency fi' and the rolling element defect are calculated using the rotation frequency fr 'obtained from the actual rotation frequency fc' of the rolling element 4 detected by the revolution detector 13 (strain sensor). fb 'is also calculated.

次に、ステップS83において、振動検出器11から出力された周波数スペクトルにピークがあるか否か判定する。ステップS83の判定の結果、信号にピークが無い場合、ステップS84に進み転がり軸受1に傷がないと判定する。   Next, in step S83, it is determined whether or not there is a peak in the frequency spectrum output from the vibration detector 11. As a result of the determination in step S83, if there is no peak in the signal, the process proceeds to step S84 and it is determined that the rolling bearing 1 is not damaged.

ステップS83においてピークがあると判定した場合、ステップS85に進む。 If it is determined in step S83 that there is a peak, the process proceeds to step S85.

ステップ85では、現れたピークのピーク周波数が、基準値記憶装置24に算出されて記憶されている外輪欠陥周波数fo´、内輪欠陥周波数fi´、転動体欠陥周波数fb´のいずれかと一致するか否か判定する。ピーク周波数が、外輪等の欠陥周波数fo´、fi´、fb´のいずれかと一致する場合、ステップS86に進む。そしてステップ86において、転がり軸受1に傷があり、公転すべりありと判定する。さらに、傷の位置が、ピーク周波数と一致した基準値を有する軸受構成部位であると判定する。 In step 85, whether or not the peak frequency of the appearing peak matches any of the outer ring defect frequency fo ', the inner ring defect frequency fi' and the rolling element defect frequency fb 'calculated and stored in the reference value storage device 24 Determine if If the peak frequency matches one of the defect frequencies fo ', fi' and fb 'of the outer ring etc., the process proceeds to step S86. Then, in step 86, it is determined that the rolling bearing 1 is scratched and there is a revolution slip. Furthermore, it is determined that the position of the flaw is a bearing component having a reference value that matches the peak frequency.

一方、ステップS85において、ピーク周波数が外輪等の欠陥周波数fo´、fi´、fb´のいずれとも一致しないと判定した場合は、ステップS87に進む。   On the other hand, when it is determined in step S85 that the peak frequency does not match any of the defect frequencies fo ', fi', fb 'of the outer ring etc., the process proceeds to step S87.

ステップ87では、ピーク周波数が、理論的な値である外輪欠陥周波数fo、内輪欠陥周波数fi、転動体欠陥周波数fbのいずれかに一致するか否かを判定する。ステップS87の判定の結果、ピーク周波数が、外輪等の欠陥周波数fo、fi、fbのいずれかに一致すると判定すると、ステップ88に進む。そして、ステップ88において、転がり軸受1に傷があり、転動体4の公転すべりなしと判定する。さらに、傷の位置が、ピーク周波数と一致した基準値を有する軸受構成部位であると判定する。 In step 87, it is determined whether the peak frequency matches any of the theoretical values of the outer ring defect frequency fo, the inner ring defect frequency fi and the rolling element defect frequency fb. If it is determined that the peak frequency matches one of the defect frequencies fo, fi, fb of the outer ring etc. as a result of the determination in step S87, the process proceeds to step 88. Then, in step 88, the rolling bearing 1 has a flaw, and it is determined that the rolling element 4 does not have an orbital slip. Furthermore, it is determined that the position of the flaw is a bearing component having a reference value that matches the peak frequency.

また、ステップS87において、ピーク周波数が何れの欠陥周波数fo、fi、fbにも一致しないと判定すると、ステップS89においてピークの検出が「エラー」であると判定する。   If it is determined in step S87 that the peak frequency does not match any of the defect frequencies fo, fi, fb, it is determined in step S89 that the detection of the peak is "error".

ステップS90において、ステップS84、ステップS86及びステップS88の判定の結果から診断結果を出力する。即ち、診断装置26は、
(1)転がり軸受1に傷が無い。
(2)転がり軸受1の内輪2に傷があって、かつ滑りがない。
(3)転がり軸受1の内輪2に傷があって、かつ滑りがある。
(4)転がり軸受1の外輪3に傷があって、かつ滑りがない。
(5)転がり軸受1の外輪3に傷があって、かつ滑りがある。
(6)転がり軸受1の転動体4に傷があって、かつ滑りがない。
(7)転がり軸受1の転動体4に傷があって、かつ滑りがある。
のいずれかの診断結果を出力する。
In step S90, a diagnosis result is output based on the determination results of step S84, step S86 and step S88. That is, the diagnostic device 26
(1) The rolling bearing 1 is not damaged.
(2) The inner ring 2 of the rolling bearing 1 is scratched and does not slip.
(3) The inner ring 2 of the rolling bearing 1 is scratched and slippaged.
(4) The outer ring 3 of the rolling bearing 1 is scratched and does not slip.
(5) The outer ring 3 of the rolling bearing 1 is scratched and slippaged.
(6) The rolling element 4 of the rolling bearing 1 is damaged and does not slip.
(7) The rolling element 4 of the rolling bearing 1 is scratched and slippaged.
Output one of the diagnostic results.

以上のように、本実施形態においても、第1実施形態の奏する信頼性の高い診断結果を得ることができるという効果に加え、転動体すべりが発生しているか否かも把握することが可能となる。これにより、傷の有無だけでなく、転動体すべりも加味してのより総合的な情報に基づいての対応の緊急度などを念頭においてのメンテナンスを実施することが可能となる。   As described above, also in the present embodiment, in addition to the effect that the highly reliable diagnostic result obtained in the first embodiment can be obtained, it is also possible to grasp whether rolling element slippage has occurred or not. . As a result, it is possible to carry out maintenance taking into consideration the degree of urgency of handling based on more comprehensive information not only including the presence or absence of scratches but also rolling element slip.

なお、本発明は、前述した実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良、等が可能である。例えば、異常診断の適用対象としては、風車用の増速機に限らず、必ずしも高荷重が作用しないような、例えばロボットアーム用の減速機用軸受、ジェットエンジン主軸、ガスタービン主軸、工作機械主軸、ターボ冷凍機用圧縮機などに適用することが可能である。   The present invention is not limited to the above-described embodiment, and appropriate modifications, improvements, and the like can be made. For example, application of abnormality diagnosis is not limited to a step-up gear for a wind turbine, and for example, a bearing for a reduction gear for a robot arm, a jet engine main shaft, a gas turbine main shaft, a machine tool main shaft It is possible to apply to a compressor for a turbo refrigerator and the like.

1 転がり軸受
2 内輪
3 外輪
4 転動体
5 保持器
10、20 異常診断装置
11 振動検出器
12 波形処理装置
13 公転数検出器
14、24 基準値記憶装置
15、25 比較判定装置
16、26 診断装置
21 回転数検出器

DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 rolling bearing 2 inner ring 3 outer ring 4 rolling element 5 cage 10, 20 abnormality diagnosis device 11 vibration detector 12 waveform processing device 13 revolution number detector 14, 24 reference value storage device 15, 25 comparison / determination device 16, 26 diagnosis device 21 RPM detector

Claims (2)

内輪と、外輪と、該内外輪間に設けられた転動体と、該転動体を周方向に等間隔に保持する保持器を有する転がり軸受の発生する振動を検出して電気信号として出力する振動検出装置と、
前記電気信号を波形処理することによって周波数スペクトルデータに変換する波形処理装置と、
前記転がり軸受の前記転動体又は前記保持器の公転数を検出して出力する公転数検出装置と、
該公転数検出装置の出力する公転数に基づいて前記転がり軸受の異常に起因した特定の周波数成分値を算出し基準値として記憶する基準値記憶装置と、
前記周波数スペクトルデータ上の前記基準値に対応する箇所に設定した閾値を超えたピークが表出しているか否かを判定する比較判定装置と、
該比較判定装置の判定結果に基づいて、前記転がり軸受の状態の診断を行う診断装置と、
を備えた転がり軸受の異常診断装置。
Vibration generated by detecting a vibration generated by a rolling bearing having an inner ring, an outer ring, rolling elements provided between the inner and outer rings, and cages holding the rolling elements at equal intervals in the circumferential direction, and output as an electric signal A detection device,
A waveform processing apparatus for converting the electric signal into frequency spectrum data by performing waveform processing;
A revolution number detection device that detects and outputs the revolution number of the rolling element or the cage of the rolling bearing;
A reference value storage device that calculates a specific frequency component value caused by an abnormality of the rolling bearing based on the revolution number output from the revolution number detection device, and stores it as a reference value;
A comparison and determination device that determines whether or not a peak exceeding a threshold set at a location corresponding to the reference value on the frequency spectrum data is exposed;
A diagnostic device that diagnoses the state of the rolling bearing based on the determination result of the comparison determination device;
Diagnosis device for rolling bearings equipped with.
内輪と、外輪と、該内外輪間に設けられた転動体と、該転動体を周方向に等間隔に保持する保持器を有する転がり軸受の発生する振動を検出して電気信号として出力する振動検出装置と、
前記電気信号を波形処理することによって周波数スペクトルデータに変換する波形処理装置と、
前記転がり軸受の前記転動体又は前記保持器の公転数を検出して出力する公転数検出装置と、
前記転がり軸受の前記内輪又は前記外輪のうち回転側の軌道輪の回転数を検出する回転数検出装置と、
前記公転数検出装置の出力する公転数に基づいて前記転がり軸受の異常に起因した特定の周波数成分値を算出し第1の基準値として記憶する第1の基準値記憶装置と、
前記回転数検出装置の出力する回転数に基づいて前記転がり軸受の異常に起因した特定の周波数成分値を算出し第2の基準値として記憶する第2の基準値記憶装置と、
前記周波数スペクトルデータ上の前記第1の基準値又は前記第2の基準値の何れかに対応する箇所に設定した閾値を超えたピークが表出しているか否かを判定する比較判定装置と、
該比較判定装置の判定結果に基づいて、前記転がり軸受の状態の診断を行う診断装置と、
を備えた転がり軸受の異常診断装置。



Vibration generated by detecting a vibration generated by a rolling bearing having an inner ring, an outer ring, rolling elements provided between the inner and outer rings, and cages holding the rolling elements at equal intervals in the circumferential direction, and output as an electric signal A detection device,
A waveform processing apparatus for converting the electric signal into frequency spectrum data by performing waveform processing;
A revolution number detection device that detects and outputs the revolution number of the rolling element or the cage of the rolling bearing;
A rotation number detection device that detects the rotation number of the inner ring of the rolling bearing or the ring ring on the rotation side of the outer ring;
A first reference value storage device that calculates a specific frequency component value caused by an abnormality of the rolling bearing based on the revolution number output from the revolution number detection device and stores it as a first reference value;
A second reference value storage device that calculates a specific frequency component value caused by an abnormality in the rolling bearing based on the rotation speed output from the rotation speed detection device, and stores it as a second reference value;
A comparison determination device that determines whether a peak exceeding a threshold set at a location corresponding to either the first reference value or the second reference value on the frequency spectrum data is exposed;
A diagnostic device that diagnoses the state of the rolling bearing based on the determination result of the comparison determination device;
Diagnosis device for rolling bearings equipped with.



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