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WO2018173631A1 - 振動分析器及び機械部品診断システム - Google Patents

振動分析器及び機械部品診断システム Download PDF

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WO2018173631A1
WO2018173631A1 PCT/JP2018/006827 JP2018006827W WO2018173631A1 WO 2018173631 A1 WO2018173631 A1 WO 2018173631A1 JP 2018006827 W JP2018006827 W JP 2018006827W WO 2018173631 A1 WO2018173631 A1 WO 2018173631A1
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WO
WIPO (PCT)
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vibration
information terminal
damage
frequency
bearing
Prior art date
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Ceased
Application number
PCT/JP2018/006827
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English (en)
French (fr)
Inventor
宮坂　孝範
佐藤　佳宏朗
武藤　泰之
穎怡 温
修 吉松
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NSK Ltd
Original Assignee
NSK Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
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Priority to CN201880020306.XA priority patent/CN110462352A/zh
Priority to EP18770281.6A priority patent/EP3605036B1/en
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M13/00—Testing of machine parts
    • G01M13/04—Bearings
    • G01M13/045—Acoustic or vibration analysis
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01H—MEASUREMENT OF MECHANICAL VIBRATIONS OR ULTRASONIC, SONIC OR INFRASONIC WAVES
    • G01H1/00—Measuring characteristics of vibrations in solids by using direct conduction to the detector
    • G01H1/003—Measuring characteristics of vibrations in solids by using direct conduction to the detector of rotating machines

Definitions

  • the present invention relates to a vibration analyzer and a machine part diagnosis system, and more specifically, a vibration analyzer that analyzes vibration of a machine part, and diagnoses vibration of a machine part using the vibration analyzer and an information terminal.
  • the present invention relates to a machine component diagnosis system.
  • Patent Document 1 a machine component diagnosis system that includes an information terminal and a server connected by a communication network and performs an abnormality diagnosis of a machine component (see, for example, Patent Document 1).
  • the mechanical part diagnosis system of Patent Document 1 includes a measurement data transmitting unit in which an information terminal captures measured acceleration data and temperature data and transmits the data to a server, and a diagnostic result display unit that displays a diagnostic result returned from the server.
  • the server includes a diagnosis unit that diagnoses an abnormality of the machine part from the acceleration data and the temperature data, and a diagnosis result transmission unit that returns the diagnosis result to the information terminal.
  • the present invention has been made in view of the above-described problems, and an object thereof is vibration analysis capable of reducing the amount of data transmitted from the vibration analyzer to the information terminal device and shortening the data transfer time. It is to provide a container and machine part diagnostic system.
  • a vibration analyzer that operates based on a signal received from an information terminal and that can transmit a signal obtained by the operation to the information terminal, and that analyzes vibrations of mechanical parts, A vibration sensor for detecting the vibration of the mechanical part; A filter processing unit for extracting a predetermined frequency band from the waveform of the signal detected by the vibration sensor; A frequency analysis of the filtered waveform obtained by the filter processing unit to obtain spectrum data; A vibration analyzer.
  • the vibration analyzer according to (1) which is a wireless type.
  • a machine component diagnostic system comprising the vibration analyzer according to (1) or (2) and an information terminal capable of transmitting and receiving signals to and from the vibration analyzer, The information terminal compares a frequency component included in the spectrum data transmitted from the vibration analyzer with a damage frequency resulting from damage of the machine part, and diagnoses an abnormality of the machine part, , A display unit for outputting a diagnosis result diagnosed by the diagnosis unit;
  • a machine part diagnosis system comprising: (4) The information terminal includes a database that stores a damage frequency resulting from damage of the machine part as a converted damage frequency converted based on a predetermined rotation speed of the machine part, The mechanical part diagnosis system according to (3), wherein the damage frequency is given by calculating a converted damage frequency of the database using an actual rotation speed of the mechanical part.
  • the mechanical component is a bearing
  • the database stores a bearing damage frequency caused by damage of the inner ring, outer ring, rolling element, and cage of the bearing as a converted bearing damage frequency converted based on a predetermined rotation speed of the bearing,
  • the vibration sensor for detecting the vibration of the machine part
  • the filter processing unit for extracting a predetermined frequency band from the waveform of the vibration signal
  • the spectrum data obtained by performing frequency analysis on the waveform after the filter processing And the obtained spectrum data is transmitted to the information terminal, so that the amount of data transmitted from the analyzer to the information terminal is reduced and the data transfer time is shortened. be able to.
  • the vibration analyzer and the information terminal capable of transmitting and receiving signals to and from the vibration analyzer are provided, and the information terminal converts the spectrum data transmitted from the vibration analyzer to the spectrum data. Since the frequency component included and the damage frequency due to damage of the machine part are compared, the diagnosis unit for diagnosing the abnormality of the machine part, and the display unit for outputting the diagnosis result diagnosed by the diagnosis unit, The amount of data transmitted from the analyzer to the information terminal can be reduced, and machine parts can be diagnosed at high speed.
  • FIG. 2 is a flow showing a procedure of bearing diagnosis by the mechanical component diagnosis system shown in FIG. 3 is a table showing a part of a rolling bearing according to the first embodiment and a damage frequency corresponding to the part.
  • FIG. 2 is a flowchart showing procedures of vibration value measurement and simple diagnosis by the mechanical component diagnosis system shown in FIG. 2 is a flow showing a procedure of frequency analysis by the machine component diagnostic system shown in FIG.
  • It is a block diagram which shows the structure of the machine component diagnostic system of 2nd Embodiment which concerns on this invention. It is a flow which shows the procedure of the listening sound by the machine component diagnostic system shown in FIG.
  • FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a machine component diagnosis system according to the present embodiment.
  • the machine part diagnosis system 10 includes a wireless vibration analyzer 20 (hereinafter also referred to as “analyzer 20”) and an information terminal 40, and diagnoses machine parts.
  • the rolling bearing 11 will be described as an example of a machine part.
  • the rolling bearing 11 includes a plurality of outer rings 12 that are fitted in the housing 15 and the like, an inner ring 13 that is fitted on a rotating shaft of mechanical equipment (not shown), and a plurality of rolling rings that are arranged between the outer ring 12 and the inner ring 13.
  • the wireless vibration analyzer 20 includes a vibration sensor 21, a high-pass filter (HP filter) 27 and an anti-alias filter (AA filter) 29 as a filter processing unit 22, an amplifier 28, an A / D conversion circuit 30, an arithmetic processing unit 23, an internal A memory 24, a transmission / reception unit 26, and a power source 31 are mainly provided.
  • a vibration sensor 21 a high-pass filter (HP filter) 27 and an anti-alias filter (AA filter) 29 as a filter processing unit 22, an amplifier 28, an A / D conversion circuit 30, an arithmetic processing unit 23, an internal A memory 24, a transmission / reception unit 26, and a power source 31 are mainly provided.
  • HP filter high-pass filter
  • AA filter anti-alias filter
  • the vibration sensor 21 is composed of, for example, a piezoelectric acceleration sensor, and the vibration of the rolling bearing 11 can be detected by attaching the analyzer 20 to the housing 15 and supplying power from the power supply 31.
  • a female screw portion (not shown) is formed at the distal end portion of the analyzer 20 to which the vibration sensor 21 is attached, and the analyzer 20 is fixed to the housing 15 by attaching a magnet to a member screwed into the female screw portion. May be.
  • the power source 31 is composed of a lithium battery or the like and can be charged from the outside via a USB cable or the like. Further, a switch (not shown) for turning on / off the power supply 31 is provided on the side surface of the analyzer 20.
  • the vibration signal detected by the vibration sensor 21 passes through the HP filter 27, the amplifier 28, the AA filter 29, and the A / D conversion circuit 30 in this order. For this reason, a specific frequency band is extracted from the detected vibration signal by the HP filter 27 and the AA filter 29 constituting the filter processing unit 22 functioning as a band pass filter, and is amplified by the amplifier 28. The signal is converted into a digital signal by the D conversion circuit 30 and sent to the arithmetic processing unit 23.
  • the arithmetic processing unit 23 has a filter processing function and performs a filter process on a specific frequency band extracted by the HP filter 27 and the AA filter 29. Therefore, in this embodiment, the filter processing function of the arithmetic processing unit 23 functions as a part of the filter processing unit 22 of the present invention. In addition, the arithmetic processing unit 23 performs absolute value processing and envelope processing on the filtered signal as necessary, and then performs FFT analysis to generate spectrum data. The calculated spectrum data and the like are temporarily stored in the internal memory 24.
  • the transmission / reception unit 26 is configured by, for example, Bluetooth (registered trademark) or the like, receives an operation command signal from the information terminal unit 40, and transmits a signal of spectrum data obtained by the analysis function of the arithmetic processing unit 23 to the information terminal unit 40.
  • the communication between the analyzer 20 and the information terminal device 40 may be performed by wire.
  • the information terminal 40 is a portable information terminal such as a tablet, for example, and can be connected to the analyzer 20 via a communication network such as the Internet. Further, it can be connected to the host computer of the head office 41 via the Internet or the like, and an application program can be downloaded from the host computer and updated.
  • the information terminal 40 mainly includes a transmission / reception unit 42, an arithmetic processing unit 43, an internal memory 44, a display operation unit (display unit) 45, and a speaker 46.
  • the information terminal 40 includes an arithmetic processing unit 43 according to a predetermined procedure while referring to a database such as a damage frequency stored in the internal memory 44 based on the spectrum data received by the transmitting / receiving unit 42 from the transmitting / receiving unit 26 of the analyzer 20. And the result is output to the display operation unit 45.
  • the transmission / reception unit 42 transmits / receives various data to / from the analyzer 20 such as transmission of operation command signals and reception of spectrum data signals.
  • the display operation unit 45 includes a liquid crystal panel, and the screen display can be switched by control software built in the information terminal device 40.
  • the display operation unit 45 displays processing values such as vibration values, diagnosis results, and various waveforms, and can select and input a diagnosis menu of the rolling bearing 11, a name of the rolling bearing 11, a rotation speed of the rotating wheel, and the like. it can.
  • the arithmetic processing unit 43 refers to a database such as a damage frequency stored in the internal memory 44 based on the spectrum data received from the transmitting / receiving unit 26 of the analyzer 20, and determines whether there is an abnormality in the rolling bearing 11 and the abnormal part. Diagnose.
  • the damage frequency resulting from the damage of the rolling bearing 11 stored in the internal memory 44 is a converted damage frequency for each part of the rolling bearing 11 converted based on a predetermined rotational speed of the rolling bearing 11.
  • the damage frequency used for the diagnosis is obtained by calculating the converted damage frequency using the actual rotational speed of the rolling bearing 11. For example, by using the relational expression shown in FIG. 3, the unit rotational speed at the time calculated in advance from the internal specifications of the registered bearing name number (the dimensions necessary for the relational expression, the number of rolling elements, etc.).
  • the inner ring wound component Si1, the outer ring wound component So1, the rolling element wound component Sb1, and the cage component Sc1 are set as converted bearing damage frequencies, and the converted bearing damage frequencies are stored as DLL (Dynamic Link Library).
  • the name number input of the rolling bearing 11 may be selected from a list of name numbers displayed on the display screen of the information terminal device 40, or may be manually input individually.
  • the arithmetic processing unit 43 directly inputs the specifications of the rolling bearing 11 and the actual rotation speed of the machine part, thereby causing the predetermined processing shown in FIG.
  • the damage frequency due to the damage of each part of the rolling bearing 11 is calculated.
  • the converted damage frequency may be input for the rolling bearing 11 for which no name number is registered.
  • a predetermined relational expression shown in FIG. 3 is stored in the database.
  • the converted damage frequency at a predetermined rotational speed calculated externally is directly input from the display operation unit 45, and the arithmetic processing unit 43 calculates the converted damage frequency.
  • the damage frequency may be calculated based on the actual rotational speed of the machine component.
  • it is preferable that the converted damage frequency of the rolling bearing 11 in which the name number is not registered is stored in the internal memory 44 together with the name number so that it can be called when the actual machine part is operated.
  • the diagnosis menu mainly includes a bearing diagnosis function, a vibration value measurement function, a simple diagnosis function, and a frequency analysis function.
  • the bearing diagnosis function diagnoses whether or not the inner and outer rings of the bearing, the rolling elements, and the cage are damaged, and the damaged portion.
  • the vibration value measurement function measures effective values such as vibration displacement, velocity, acceleration, peak value, and crest factor.
  • the simple diagnosis function compares the detected vibration displacement, velocity, acceleration, and other effective values, peak values, and crest factor with preset threshold values, and easily diagnoses the presence or absence of abnormalities in rolling bearings.
  • the frequency analysis function displays an FFT waveform obtained by frequency analysis of the vibration waveform by FFT or the like.
  • step S 1 the bearing diagnosis function by the machine component diagnosis system 10 is selected, as shown in FIG. 2, first, in step S 1, the name of the bearing to be diagnosed, the rotation speed, etc. are manually input and stored from the internal memory 44. Various information such as the conversion damage frequency corresponding to the bearing of the name number is called and set, and a diagnosis start is instructed (step S2).
  • the analyzer 20 operates based on the command signal transmitted from the transmitting / receiving unit 42 of the information terminal 40, and the vibration sensor 21 acquires the time waveform of the vibration of the rolling bearing 11 (step S3).
  • the acquired vibration signal is filtered by the HP filter 27 and the AA filter 29 (step S4), and a specific frequency band is extracted. Thereafter, a predetermined frequency band is further extracted from the specific frequency band by the filter function of the arithmetic processing unit 23.
  • the arithmetic processing unit 23 performs frequency analysis on the extracted predetermined frequency band and calculates an FFT waveform (step S5), or performs frequency analysis after performing absolute value processing and envelope processing.
  • the envelope FFT waveform is calculated (step S6).
  • the FFT waveform is averaged using exponential averaging.
  • the calculation processing unit 23 is also an FFT calculation unit that calculates the frequency spectrum of the vibration signal, and calculates the frequency spectrum of the vibration signal based on the FFT algorithm and envelope analysis.
  • the calculated frequency spectrum is transmitted as spectrum data from the transmitting / receiving unit 26 of the analyzer 20 to the information terminal device 40. Since the data transmitted to the information terminal 40 is spectrum data obtained by subjecting the time waveform signal detected by the vibration sensor 21 to FFT processing, the amount of data to be transmitted compared to when transmitting the time waveform to the information terminal 40 Has been significantly reduced. For this reason, the data transfer time is shortened and the communication time is shortened.
  • the bearing diagnosis unit of the arithmetic processing unit 43 refers to the bearing information recorded in the internal memory 44 and diagnoses the presence / absence of abnormality of the rolling bearing 11 and the like. (Step S7).
  • the bearing damage frequency component of the rolling bearing 11 includes a bearing flaw component, that is, an inner ring flaw component Si, an outer ring flaw component So, a rolling element flaw component Sb, and a cage component Sc, and the level of each frequency component is extracted. Will do. Then, it is specified whether the abnormal part is any one of the outer ring 12, the inner ring 13, the rolling element 14, and the cage. Then, the result is output and displayed on the display operation unit 45 (step S8).
  • step S1 When vibration value measurement / simple diagnosis by the machine component diagnosis system 10 is selected in step S1, an operation command for vibration value measurement / simple diagnosis is sent via the transmission / reception unit 42 and the transmission / reception unit 26 as shown in FIG.
  • the vibration sensor 21 is transmitted to the analyzer 20 and acquires a time waveform of vibration of the rolling bearing 11 (step S3).
  • the arithmetic processing unit 23 calculates a vibration value that is a diagnostic parameter used for diagnosis with the simple diagnostic function (step S10).
  • a diagnostic parameter at least one vibration value of an effective value (rms), peak value (peak), crest factor (cf), and displacement peak value (peak) of vibration acceleration and velocity is a simple diagnostic value. Calculated. Thereafter, the calculated vibration value is transmitted to the information terminal 40 via the transmission / reception units 26 and 42.
  • the absolute value of the ISO standard can be determined from the calculated acceleration, velocity, and displacement diagnostic parameters by the simple diagnostic function. It is also possible to determine an arbitrary threshold value, that is, the calculated effective values of acceleration and velocity (rms), peak value (peak), crest factor (cf), and peak value of displacement (which are diagnostic parameters). peak) is compared with each threshold value to perform a simple diagnosis (step S11).
  • rms the calculated effective values of acceleration and velocity
  • peak value (peak), crest factor (cf) peak
  • each threshold value is stored in the internal memory 44.
  • the diagnosis result of the simple diagnosis is displayed on the display operation unit 45 (step S12).
  • step S11 may be performed by the analyzer 20.
  • step S12 may also be performed by the analyzer 20.
  • light such as an LED light
  • sound such as an alarm
  • other general warning methods may be employed.
  • step S1 When frequency analysis by the machine component diagnostic system 10 is selected in step S1, an operation command for frequency analysis is transmitted to the analyzer 20 via the transmission / reception unit 42 and the transmission / reception unit 26 as shown in FIG.
  • the analyzer 20 operates based on the command signal received from the information terminal device 40, and the vibration sensor 21 acquires the time waveform of vibration of the rolling bearing 11 (step S3).
  • the acquired time waveform of vibration is filtered by the filter processing functions of the HP filter 27, the AA filter 29 and the arithmetic processing unit 23 (step S4), and a predetermined frequency band is extracted as in the case of bearing diagnosis. .
  • the arithmetic processing unit 23 performs frequency analysis of the vibration signal in the extracted predetermined frequency band (step S5).
  • the calculation processing unit 23 is an FFT calculation unit that calculates a frequency spectrum of the vibration signal, and calculates an FFT waveform based on an FFT algorithm.
  • the FFT waveform is averaged using exponential averaging, and envelope processing can be selectively executed.
  • the calculated FFT waveform is transmitted from the transmitting / receiving unit 26 of the analyzer 20 to the transmitting / receiving unit 42 of the information terminal device 40, and the result is displayed on the display operation unit 45 of the information terminal device 40 (step S13).
  • the vibration sensor 21 that detects the vibration of the mechanical component
  • the filter processing unit 22 that extracts a predetermined frequency band from the waveform of the vibration signal
  • an arithmetic processing unit 23 that obtains spectrum data by performing frequency analysis on the waveform after the filter processing, and the obtained spectrum data is transmitted to the information terminal device 40.
  • the data transfer time can be reduced by reducing the amount of data to be transmitted. Further, since the data transfer time can be shortened, the power consumption of the analyzer 20 can also be reduced.
  • the wireless vibration analyzer 20 and the information terminal 40 that can transmit and receive signals to and from the wireless vibration analyzer 20 are provided.
  • An arithmetic processing unit (bearing diagnostic unit) that diagnoses an abnormality of the rolling bearing 11 by comparing the frequency component included in the spectrum data transmitted from the wireless vibration analyzer 20 with the damage frequency caused by the damage of the rolling bearing 11 ) 43 and a display unit that outputs a diagnosis result diagnosed by the arithmetic processing unit 43, so that the amount of data transmitted from the wireless vibration analyzer 20 to the information terminal unit 40 is reduced and rolling is performed at high speed.
  • the bearing 11 can be diagnosed.
  • the information terminal 40 includes a database (internal memory 44) that stores a damage frequency caused by damage of the rolling bearing 11 as a converted damage frequency converted based on a predetermined rotation speed of the rolling bearing 11, and the damage frequency Is given by calculating the reduced damage frequency of the database using the actual rotational speed of the rolling bearing 11. For this reason, it is not necessary to preserve the specification dimensions of the individual rolling bearings 11 in the information terminal 40, and the specification dimensions of the rolling bearings 11 can be concealed. Such a machine component diagnosis system 10 is particularly suitable when the information terminal 40 completes the process.
  • FIG. 6 is a block diagram showing a configuration of a machine component diagnosis system according to the second embodiment of the present invention.
  • the machine component diagnostic system 10 includes a wireless vibration analyzer 20 and an information terminal 40, and in addition to the diagnostic function of the rolling bearing 11 described in the first embodiment, the rolling bearing 11 The operation sound is reproduced by the speaker 46. For this reason, in the second embodiment, a listening function is added to the diagnosis menu.
  • the machine component diagnosis system 10 of the present embodiment includes a filter processing unit 47 on the information terminal 40 side, and the filter processing unit 47 extracts a specific frequency band from the time waveform of vibration of the rolling bearing 11.
  • the data is transferred to the arithmetic processing unit 43.
  • the arithmetic processing unit 43 of the information terminal device 40 has a function of performing envelope processing and FFT analysis on a time waveform in a specific frequency band.
  • step S1 when the listening function by the mechanical component diagnosis system 10 is selected in step S1, an operation command for listening is sent to the analyzer 20 via the transmission / reception unit 42 and the transmission / reception unit 26 as shown in FIG. Sent.
  • the analyzer 20 operates based on the command signal received from the information terminal device 40, and the vibration sensor 21 acquires the time waveform of vibration of the rolling bearing 11 (step S3).
  • the acquired time waveform of vibration is transmitted to the information terminal device 40 via the transmission / reception unit 26 and the transmission / reception unit 42.
  • the received time waveform of vibration is stored in the internal memory 44 so that the time waveform data can be used repeatedly (step S20).
  • the filter processing unit 47 performs a filter process for extracting a specific frequency band desired to be heard (step S21), and the arithmetic processing unit 43 calculates the FFT waveform of the vibration signal based on the FFT algorithm (step S22). .
  • the driving sound corresponding to the calculated FFT waveform is output to the speaker 46 and reproduced (step S23). If the user wants to hear a driving sound in another frequency band, the process returns to step S21, and the vibration time waveform stored in the internal memory 44 is reacquired and the same operation is performed.
  • a listening function can be added.
  • the filter processing unit 47 in the information terminal device 40 and performing the FFT analysis in the arithmetic processing unit 43, it is possible to reproduce and display driving sounds in a plurality of frequency bands.
  • the machine part to be diagnosed is not limited to the rolling bearing 11 described above, and can be similarly applied to machine parts that generate vibrations during operation, for example, machine parts such as gears.
  • the analyzer 20 and the information terminal 40 are associated with each other one by one, and the specific analyzer 20 and the specific information terminal 40 transmit and receive data. I have to.
  • various diagnoses by the machine component diagnosis system 10 may be configured such that a plurality of analyzers 20 are associated with one information terminal device 40 and a large number of machine components are cyclically monitored.
  • the analyzer 20 may be installed on a number of machine parts, and the machine information may be monitored and diagnosed by a portable information terminal 40 such as a tablet. Further, when the information terminal 40 approaches the analyzer 20 for patrol, that is, when the machine part diagnosis is performed, the power of the analyzer 20 is automatically turned on, and the instruction from the information terminal 40 Thus, detection, analysis, and transmission may be automatically performed.
  • the USB terminal installed in the wireless vibration analyzer 20 transmits a time waveform and spectrum data to the information terminal 40 via a wire. Also good.
  • various data stored in the information terminal 40 can be imported into other devices such as a host computer, and more detailed management is possible, such as management of patrol routes, management of vibration level over time, and creation of simple reports. It becomes.
  • saved at the internal memory 44 of the information terminal device 40 of the said embodiment is effective in concealing the item size of a machine component (rolling bearing 11), and is effective.
  • the present invention is not limited to the case where abnormality is diagnosed using the wireless vibration analyzer 20.
  • the present invention extracts a predetermined frequency band from the waveform of the signal of the machine part detected by the vibration sensor, compares the frequency component subjected to frequency analysis with the damage frequency resulting from damage of the machine part,
  • An information terminal for diagnosing an abnormality of a machine part comprising a database that stores a damage frequency caused by damage of the machine part as a converted damage frequency converted based on a predetermined rotation speed of the machine part,
  • the damage frequency includes those obtained by calculating the converted damage frequency of the database using the actual rotational speed of the machine part.
  • the vibration analyzer of the present invention is not limited to the wireless type of the above embodiment, but may be a wired type.
  • the filter processing unit 22 is configured by the filter processing functions of the HP filter 27, the AA filter 29, and the arithmetic processing unit 23.
  • the filter processing unit 22 of the present invention is detected by the vibration sensor.
  • the present invention is not limited to this embodiment, and may be configured with only an analog filter or only with a digital filter. May be.
  • the vibration analyzer of the present invention may be an analyzer in which another sensor is mounted.
  • a thermometer itself may be mounted, or for example, another sensor may be provided outside and a terminal for receiving the signal may be provided.
  • the mounting position of the vibration analyzer of the present invention may be determined as appropriate. For example, you may arrange
  • Machine parts diagnostic system 11 Rolling bearings (machine parts) 12 outer ring 13 inner ring 14 rolling element 20 wireless vibration analyzer 21 vibration sensor 22 filter processing unit 23 arithmetic processing unit 24 internal memory 26 transmission / reception unit 40 information terminal 42 transmission / reception unit 43 arithmetic processing unit 44 internal memory (database) 45 Display operation section (display section) 47 Filter processing part Sb Rolling body wound component (damage frequency) Sc cage component (damage frequency) Si inner ring wound component (damage frequency) So Outer ring wound component (damage frequency)

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Abstract

振動分析器は、情報端末器から受信した信号に基づいて動作し、該動作により得られた信号を該情報端末器に送信可能な、機械部品の振動を分析する。振動分析器は、前記機械部品の振動を検出する振動センサと、該振動センサにより検出された信号の波形から所定の周波数帯域を抽出するフィルタ処理部と、該フィルタ処理部で得られたフィルタ処理後の波形を周波数分析し、スペクトルデータを得る演算処理部と、を有する。これにより、振動分析器と情報端末器との間で転送されるデータ量を削減して、データの転送時間を短縮することができる。

Description

振動分析器及び機械部品診断システム
　本発明は、振動分析器及び機械部品診断システムに関し、より詳細には、機械部品の振動を分析する振動分析器、及び該振動分析器と情報端末器とを用いて機械部品の振動を診断する機械部品診断システムに関する。
　従来、通信回線網によって接続された情報端末器とサーバとを備え、機械部品の異常診断を行う機械部品診断システムが知られている（例えば、特許文献１参照。）。特許文献１の機械部品診断システムは、情報端末器が、測定された加速度データおよび温度データを取り込んでサーバに送信する測定データ送信手段と、サーバから返送された診断結果を表示する診断結果表示手段とを有する。また、サーバは、加速度データおよび温度データから機械部品の異常を診断する診断手段と、その診断結果を情報端末器へ返送する診断結果送信手段とを有する。
日本国特開２０１６－０２４００７号公報
　しかしながら、特許文献１によると、情報端末器で測定された加速度データおよび温度データが、そのままサーバに送信され、サーバ側で該データを処理して機械部品の異常を診断するので、情報端末器からサーバに送信するデータ量が膨大になる。このため、データ転送に多くの時間を要すると共に、情報端末器の消費電力も多くなり、改善の余地があった。
　本発明は、前述した課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、振動分析器から情報端末器に送信されるデータ量を削減して、データの転送時間を短縮することができる振動分析器及び機械部品診断システムを提供することにある。
　本発明の上記目的は、下記の構成により達成される。
（１）　情報端末器から受信した信号に基づいて動作し、該動作により得られた信号を該情報端末器に送信可能な、機械部品の振動を分析する振動分析器であって、
　前記機械部品の振動を検出する振動センサと、
　該振動センサにより検出された信号の波形から所定の周波数帯域を抽出するフィルタ処理部と、
　該フィルタ処理部で得られたフィルタ処理後の波形を周波数分析し、スペクトルデータを得る演算処理部と、
を有することを特徴とする振動分析器。
（２）無線型であることを特徴とする（１）に記載の振動分析器。
（３）　（１）又は（２）に記載の振動分析器と、該振動分析器と信号を送受信可能な情報端末器とを備える機械部品診断システムであって、
　前記情報端末器は、前記振動分析器から送信された前記スペクトルデータに含まれる周波数成分と、前記機械部品の損傷に起因する損傷周波数とを、比較し、機械部品の異常を診断する診断部と、
　該診断部が診断した診断結果を出力する表示部と、
を備えることを特徴とする機械部品診断システム。
（４）　前記情報端末器は、前記機械部品の損傷に起因する損傷周波数を、前記機械部品の所定の回転速度を元に換算した換算損傷周波数として保存するデータベースを備え、
　前記損傷周波数は、前記データベースの換算損傷周波数を、前記機械部品の実際の回転速度を用いて計算することで与えられることを特徴とする（３）に記載の機械部品診断システム。
（５）　前記機械部品は、軸受であり、
　前記データベースは、前記軸受の内輪、外輪、転動体、及び保持器の損傷に起因する軸受損傷周波数を、前記軸受の所定の回転速度を元に換算した換算軸受損傷周波数として保存し、
　前記軸受損傷周波数は、前記データベースの換算軸受損傷周波数を、前記軸受の実際の回転速度を用いて計算することで与えられることを特徴とする（４）に記載の機械部品診断システム。
　本発明の振動分析器によれば、機械部品の振動を検出する振動センサと、振動信号の波形から所定の周波数帯域を抽出するフィルタ処理部と、フィルタ処理後の波形を周波数分析してスペクトルデータを得る演算処理部と、を備え、得られたスペクトルデータを情報端末器に送信するようにしたので、分析器から情報端末器に送信するデータ量を削減して、データの転送時間を短縮することができる。
　また、本発明の機械部品診断システムによれば、振動分析器と、該振動分析器と信号を送受信可能な情報端末器とを備え、情報端末器は、振動分析器から送信されたスペクトルデータに含まれる周波数成分と、機械部品の損傷に起因する損傷周波数とを比較し、機械部品の異常を診断する診断部と、該診断部が診断した診断結果を出力する表示部と、を備えるので、分析器から情報端末器に送信されるデータ量を削減して、高速で機械部品を診断することができる。
本発明に係る第１実施形態の機械部品診断システムの構成を示すブロック図である。 図1に示す機械部品診断システムによる軸受診断の手順を示すフローである。 第1実施形態に係る転がり軸受の部位と、該部位に対応する損傷周波数を示す表である。 図1に示す機械部品診断システムによる振動値測定及び簡易診断の手順を示すフローである。 図1に示す機械部品診断システムによる周波数分析の手順を示すフローである。 本発明に係る第２実施形態の機械部品診断システムの構成を示すブロック図である。 図６に示す機械部品診断システムによる聴音の手順を示すフローである。
＜第1実施形態＞
　以下、本発明の第1実施形態に係る機械部品診断システムを図１～図５を参照して詳細に説明する。
　図１は本実施形態に係る機械部品診断システムの構成を示すブロック図である。図１に示すように、機械部品診断システム１０は、無線型振動分析器２０（以下、「分析器２０」とも称す）と、情報端末器４０と、を備え、機械部品の診断を行う。なお、以下の説明では、機械部品として転がり軸受１１を例に説明する。
　転がり軸受１１は、ハウジング１５等に内嵌される外輪１２と、図示しない機械設備の回転軸に外嵌される内輪１３と、外輪１２と内輪１３との間で転動可能に配置された複数の転動体１４と、転動体１４を転動自在に保持する不図示の保持器と、を有する。
　無線型振動分析器２０は、振動センサ２１、フィルタ処理部２２としてのハイパスフィルタ（ＨＰフィルタ）２７及びアンチエイリアスフィルタ（ＡＡフィルタ）２９、増幅器２８、Ａ／Ｄ変換回路３０、演算処理部２３、内部メモリ２４、送受信部２６、及び電源３１を主に備える。
　振動センサ２１は、例えば、圧電式加速度センサなどで構成され、分析器２０をハウジング１５に取り付けて、電源３１からの電力を供給することで、転がり軸受１１の振動を検出可能となる。
　例えば、振動センサ２１が取り付けられる分析器２０の先端部には、不図示の雌ねじ部が形成されており、雌ねじ部に螺合する部材に磁石を取り付けることで、分析器２０がハウジング１５に固定されてもよい。
　電源３１は、リチウム電池などから構成されており、ＵＳＢケーブルなどを介して外部から充電可能である。また、分析器２０の側面には、電源３１をＯＮ／ＯＦＦする不図示のスイッチが設けられている。
　振動センサ２１により検出された振動信号は、ＨＰフィルタ２７、増幅器２８、ＡＡフィルタ２９、及びＡ／Ｄ変換回路３０の順に通過する。このため、検出された振動信号は、フィルタ処理部２２を構成するＨＰフィルタ２７及びＡＡフィルタ２９がバンドパスフィルタとして機能することで特定の周波数帯域が抽出され、増幅器２８によって増幅され、さらにＡ／Ｄ変換回路３０によってデジタル信号に変換されて、演算処理部２３に送られる。
　演算処理部２３は、フィルタ処理機能を備え、ＨＰフィルタ２７及びＡＡフィルタ２９によって抽出された特定の周波数帯域に対してフィルタ処理を行う。したがって、本実施形態では、演算処理部２３のフィルタ処理機能が、本発明のフィルタ処理部２２の一部として機能する。また、演算処理部２３は、フィルタ処理後の信号を、必要に応じて、絶対値化処理やエンベロープ処理を行った後、ＦＦＴ解析してスペクトルデータを生成する。
　算出されたスペクトルデータなどは、内部メモリ２４に一時的に記憶される。
　送受信部２６は、例えば、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）などで構成され、情報端末器４０からの動作指令信号を受信すると共に、演算処理部２３の分析機能により得られたスペクトルデータの信号を情報端末器４０へ送信する。なお、分析器２０と情報端末器４０との間の通信は、有線で行われてもよい。
　情報端末器４０は、例えば、タブレット等の携帯情報端末器であり、インターネット等の通信回線網を介して分析器２０と接続可能である。また、インターネット等を介して本部４１のホストコンピュータとも接続可能であり、該ホストコンピュータからアプリケーションプログラムをダウンロードして更新することもできる。
　情報端末器４０は、送受信部４２、演算処理部４３、内部メモリ４４、表示操作部（表示部）４５、及びスピーカ４６を主に備える。
　情報端末器４０は、送受信部４２が分析器２０の送受信部２６から受信したスペクトルデータに基づいて、内部メモリ４４に記憶された損傷周波数などのデータベースを参照しながら所定の手順に従って演算処理部４３で演算処理し、その結果を表示操作部４５に出力する。
　送受信部４２は、動作指令信号の送信、スペクトルデータの信号の受信等、分析器２０との間で各種データの送受信を行う。
　表示操作部４５は、液晶パネルからなり、情報端末器４０に内蔵する制御ソフトにより画面表示が切り替え可能である。表示操作部４５は、振動値、診断結果、各種波形など処理結果を表示すると共に、転がり軸受１１の診断メニュー、転がり軸受１１の名番、回転輪の回転速度などを選択して入力することができる。
　演算処理部４３は、分析器２０の送受信部２６から受信したスペクトルデータに基づいて、内部メモリ４４に記憶された損傷周波数などのデータベースを参照し、転がり軸受１１の異常の有無、及び異常部位を診断する。
　なお、内部メモリ４４に記憶されている転がり軸受１１の損傷に起因する損傷周波数は、該転がり軸受１１の所定の回転速度を元に換算した、転がり軸受１１の部位ごとの換算損傷周波数であり、診断に使用される損傷周波数は、換算損傷周波数を、転がり軸受１１の実際の回転速度を用いて計算することで得られる。例えば、図３に示す関係式を用いて、登録されている軸受名番の内部諸元（該関係式に必要な寸法、転動体の数等）から予め算出しておいた単位回転速度時の内輪傷成分Ｓｉ１、外輪傷成分Ｓｏ１、転動体傷成分Ｓｂ１、保持器成分Ｓｃ１を換算軸受損傷周波数とし、この換算軸受損傷周波数をＤＬＬ（Ｄｙｎａｍｉｃ　Ｌｉｎｋ　Ｌｉｂｒａｒｙ）として保存する。
　転がり軸受１１の名番入力は、情報端末器４０の表示画面に表示される名番一覧表から選択してもよく、個別に手動入力することもできる。なお、名番が登録されていない転がり軸受１１については、転がり軸受１１の諸元と、機械部品の実際の回転速度とを直接入力することで、演算処理部４３によって、図３に示す所定の関係式を用いて、転がり軸受１１の部位ごとの損傷に起因する損傷周波数が計算される。若しくは、名番が登録されていない転がり軸受１１については、換算損傷周波数を入力してもよい。この場合、データベースには、図３に示す所定の関係式が保存されている。
　若しくは、名番が登録されていない転がり軸受１１については、外部で計算した所定の回転速度における換算損傷周波数を表示操作部４５から直接入力しておき、演算処理部４３が、この換算損傷周波数を用いて、機械部品の実際の回転速度を基に損傷周波数を算出するようにしてもよい。
　いずれにおいても、名番が登録されていない転がり軸受１１の換算損傷周波数は、実際の機械部品の運転時に呼び出せるように、名番と共に、内部メモリ４４に保存されることが好ましい。
　次に、本実施形態の機械部品診断システム１０による測定、診断などの手順について説明する。
　まず、操作者は、分析器２０の電源３１のスイッチをＯＮにすると共に、情報端末器４０の表示操作部４５の入力画面から、診断メニューを選択する（ステップＳ１）。
　診断メニューとしては、軸受診断機能、振動値測定機能、簡易診断機能、周波数分析機能の各機能を主に備える。軸受診断機能は、軸受の内外輪、転動体、及び保持器の損傷の有無、及びその損傷部位を診断する。振動値測定機能は、振動の変位、速度、加速度などの実効値、ピーク値、波高率を測定する。簡易診断機能は、検出された振動の変位、速度、加速度などの実効値、ピーク値、波高率を、予め設定されている閾値と比較して、転がり軸受の異常の有無を簡易的に診断する。周波数分析機能は、ＦＦＴなどにより振動波形を周波数分析したＦＦＴ波形を表示する。
＜軸受診断＞
　機械部品診断システム１０による軸受診断機能が選択されると、図２に示すように、まず、ステップＳ１において、診断すべき軸受の名番、回転数などを手動入力し、内部メモリ４４から、記憶されている該名番の軸受に対応する換算損傷周波数などの各種情報を呼び出して設定し、診断開始を指示する（ステップＳ２）。
　分析器２０は、情報端末器４０の送受信部４２から送信された指令信号に基づいて作動し、振動センサ２１が転がり軸受１１の振動の時間波形を取得する（ステップＳ３）。
　取得された振動の信号は、ＨＰフィルタ２７及びＡＡフィルタ２９によりフィルタ処理され（ステップＳ４）、特定の周波数帯域が抽出される。その後、特定の周波数帯域から、演算処理部２３のフィルタ機能で所定の周波数帯域をさらに抽出する。
　そして、演算処理部２３は、抽出された所定の周波数帯域に対して周波数分析を行い、ＦＦＴ波形を算出する（ステップＳ５）、あるいは、絶対値化処理やエンベロープ処理を行った後に周波数分析を行い、エンベロープＦＦＴ波形を算出する（ステップＳ６）。なお、ＦＦＴ波形は、指数平均を用いて、平均化処理が行われている。演算処理部２３は、振動信号の周波数スペクトルを算出するＦＦＴ演算部でもあり、ＦＦＴアルゴリズム及びエンベロープ分析に基づいて振動信号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、スペクトルデータとして分析器２０の送受信部２６から情報端末器４０に送信される。情報端末器４０に送信されるデータは、振動センサ２１で検出された時間波形信号がＦＦＴ処理されたスペクトルデータであるので、時間波形を情報端末器４０に送信する場合に比べて送信するデータ量が大幅に削減されている。このため、該データの転送時間が短くなり、通信時間が短縮される。
　情報端末器４０の送受信部４２で受信されたスペクトルデータは、演算処理部４３の軸受診断部が、内部メモリ４４に記録されている軸受情報を参照して転がり軸受１１の異常の有無などを診断する（ステップＳ７）。
　具体的には、転がり軸受１１の部位ごとの損傷に起因する軸受損傷周波数を、該転がり軸受に対応する換算軸受損傷周波数と、転がり軸受１１の実際の回転速度とを用いて予め計算する。そして、分析器２０から受信したスペクトルデータを対象に、軸受損傷周波数ごとの照合（「ピーク周波数＝軸受損傷周波数」の成否）により、転がり軸受１１の傷などの異常の発生有無とその部位を特定する。
　つまり、転がり軸受１１の軸受損傷周波数成分には、軸受傷成分、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があり、この周波数成分それぞれのレベルを抽出することになる。そして、異常の部位が、外輪１２、内輪１３、転動体１４、保持器のいずれかであるかを特定する。そして、その結果を表示操作部４５に出力して表示する（ステップＳ８）。
＜振動値測定／簡易診断＞
　ステップＳ１において、機械部品診断システム１０による振動値測定／簡易診断が選択されると、図４に示すように、振動値測定／簡易診断の動作指令が、送受信部４２及び送受信部２６を介して分析器２０に送信されて、振動センサ２１が転がり軸受１１の振動の時間波形を取得する（ステップＳ３）。
　次いで、演算処理部２３が、簡易診断機能で診断に使用される診断パラメータである振動値を算出する（ステップＳ１０）。診断パラメータとして、振動の加速度や速度の実効値（ｒｍｓ）、ピーク値（ｐｅａｋ）、波高率（ｃ．ｆ．）、及び変位のピーク値（ｐｅａｋ）の少なくとも一つの振動値が簡易診断値として算出される。
　その後、算出された振動値は、送受信部２６、４２を介して情報端末器４０に送信される。
　そして、これら算出された加速度、速度、及び変位の診断パラメータから、簡易診断機能によるＩＳＯ基準（例えば、ＩＳＯ　１０８１６－１等）の絶対値判定が可能となる。また、任意の閾値の判定も可能、即ち、算出された診断パラメータである加速度や速度の実効値（ｒｍｓ）、ピーク値（ｐｅａｋ）、波高率（ｃ．ｆ．）、及び変位のピーク値（ｐｅａｋ）を、それぞれの閾値と比較して簡易診断を行う（ステップＳ１１）。「実効値（ｒｍｓ）、ピーク値（ｐｅａｋ）、波高率（ｃ．ｆ．）＞各閾値」であるときには、転がり軸受１１の異常有りと判定され、各値が閾値以下である場合には、異常なしと判定される。このため、内部メモリ４４には、各閾値が保存されている。
　簡易診断された診断結果は、表示操作部４５にて表示される（ステップＳ１２）。
　なお、ステップＳ１１における簡易診断は、分析器２０で行っても良い。さらに、ステップＳ１２における結果表示も分析器２０で行っても良い。分析器２０で結果表示を行う場合には、ＬＥＤライトなどの光やアラームなどの音、その他一般的な警告方法を採用してもよい。
＜周波数分析＞
　ステップＳ１において、機械部品診断システム１０による周波数分析が選択されると、図５に示すように、周波数分析の動作指令が、送受信部４２及び送受信部２６を介して分析器２０に送信される。分析器２０は、情報端末器４０から受信した指令信号に基づいて作動して、振動センサ２１が転がり軸受１１の振動の時間波形を取得する（ステップＳ３）。
　取得された振動の時間波形は、ＨＰフィルタ２７、ＡＡフィルタ２９及び演算処理部２３のフィルタ処理機能によりフィルタ処理され（ステップＳ４）、軸受診断の場合と同様に、所定の周波数帯域が抽出される。
　そして、演算処理部２３が、抽出された所定の周波数帯域における、振動信号の周波数分析を行う（ステップＳ５）。演算処理部２３は、振動信号の周波数スペクトルを算出するＦＦＴ演算部であり、ＦＦＴアルゴリズムに基づいてＦＦＴ波形を算出する。なお、ＦＦＴ波形は、指数平均を用いて、平均化処理が行われており、また、エンベロープ処理を選択的に実行可能である。
　算出されたＦＦＴ波形は、分析器２０の送受信部２６から情報端末器４０の送受信部４２に送信され、その結果を情報端末器４０の表示操作部４５に表示する（ステップＳ１３）。
　以上説明したように、本実施形態の無線型振動分析器２０によれば、機械部品の振動を検出する振動センサと２１、振動信号の波形から所定の周波数帯域を抽出するフィルタ処理部２２と、フィルタ処理後の波形を周波数分析してスペクトルデータを得る演算処理部２３と、を備え、得られたスペクトルデータを情報端末器４０に送信するようにしたので、分析器２０から情報端末器４０に送信するデータ量を削減して、データの転送時間を短縮することができる。また、データの転送時間を短縮できることで、分析器２０の消費電力も低減することができる。
　また、本実施形態の機械部品診断システム１０によれば、無線型振動分析器２０と、該無線型振動分析器２０と信号を送受信可能な情報端末器４０とを備え、情報端末器４０は、無線型振動分析器２０から送信されたスペクトルデータに含まれる周波数成分と、転がり軸受１１の損傷に起因する損傷周波数とを比較して、転がり軸受１１の異常を診断する演算処理部（軸受診断部）４３と、該演算処理部４３が診断した診断結果を出力する表示部と、を備えるので、無線型振動分析器２０から情報端末器４０に送信されるデータ量を削減して、高速で転がり軸受１１を診断することができる。
　また、情報端末器４０は、転がり軸受１１の損傷に起因する損傷周波数を、転がり軸受１１の所定の回転速度を元に換算した換算損傷周波数として保存するデータベース（内部メモリ４４）を備え、損傷周波数は、データベースの換算損傷周波数を、転がり軸受１１の実際の回転速度を用いて計算することで与えられる。このため、情報端末器４０に個々の転がり軸受１１の諸元寸法を保存する必要が無く、転がり軸受１１の諸元寸法を秘匿化することができる。
　また、このような機械部品診断システム１０は、情報端末器４０で処理を完結する場合に特に好適である。
＜第２実施形態＞
　図６は、本発明の第２実施形態に係る機械部品診断システムの構成を示すブロック図である。図６に示すように、機械部品診断システム１０は、無線型振動分析器２０と、情報端末器４０と、を備え、第１実施形態で述べた転がり軸受１１の診断機能に加え、転がり軸受１１の運転音をスピーカ４６によって再生する聴音機能を有する。このため、第２実施形態では、診断メニューに聴音機能が追加される。
　運転音の聴音には、振動センサ２１が取得した転がり軸受１１の振動の時間波形が用いられるため、分析器２０から情報端末器４０に振動の時間波形が送信される。このため、本実施形態の機械部品診断システム１０は、情報端末器４０側にフィルタ処理部４７を備え、フィルタ処理部４７は、転がり軸受１１の振動の時間波形から特定の周波数帯域を抽出して演算処理部４３に受け渡す。また、情報端末器４０の演算処理部４３は、特定の周波数帯域の時間波形に対して、エンベロープ処理やＦＦＴ解析する機能を有する。
＜聴音＞
　第２実施形態では、ステップＳ１において、機械部品診断システム１０による聴音機能が選択されると、図７に示すように、聴音の動作指令が送受信部４２及び送受信部２６を介して分析器２０に送信される。分析器２０は、情報端末器４０から受信した指令信号に基づいて作動して、振動センサ２１が転がり軸受１１の振動の時間波形を取得する（ステップＳ３）。
　取得された振動の時間波形は、送受信部２６及び送受信部４２を介して情報端末器４０に送信される。受信された振動の時間波形は、該時間波形データの繰り返し使用を可能とするため、内部メモリ４４にデータ保存される（ステップＳ２０）。
　次いで、フィルタ処理部４７で、聴音を希望する特定の周波数帯域を抽出するフィルタ処理を行い（ステップＳ２１）、演算処理部４３でＦＦＴアルゴリズムに基づいて振動信号のＦＦＴ波形を算出する（ステップＳ２２）。算出されたＦＦＴ波形に相当する運転音が、スピーカ４６に出力されて再生される（ステップＳ２３）。また、別の周波数帯域の運転音を聞きたい場合には、ステップＳ２１に戻り、内部メモリ４４に保存されている振動の時間波形を再取得して同様の操作を行う。
　このように、本実施形態の機械部品診断システム１０によれば、聴音機能を付加することができる。特に、情報端末器４０にフィルタ処理部４７を設け、演算処理部４３でＦＦＴ解析を行うようにすることで、複数の周波数帯域での運転音を再生および表示することができる。
　その他の構成及び作用については、第１実施形態の機械部品診断システム１０と同様である。
　尚、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。
　例えは、診断の対象となる機械部品は、上記した転がり軸受１１に限定されず、運転により振動が発生する機械部品、例えば、ギアなどの機械部品にも、同様に適用できる。
　また、上記実施形態の機械部品診断システム１０では、分析器２０及び情報端末器４０を１対１で対応づけして、特定の分析器２０及び特定の情報端末器４０でデータの送受信を行うようにしている。しかしながら、機械部品診断システム１０による各種の診断は、１台の情報端末器４０に複数の分析器２０を対応付け、多数の機械部品を巡回監視するように構成してもよい。
　巡回監視の場合、分析器２０を多数の機械部品にそれぞれ設置しておき、タブレットなどの携帯可能な情報端末器４０で多数の機械部品を監視、診断するようにしてもよい。また、巡回のために情報端末器４０が分析器２０に接近したとき、即ち、機械部品診断の際に分析器２０の電源が自動的にＯＮとなるようにして、情報端末器４０からの指示に従って、検出・解析・送信を自動的に行うようにしてもよい。
　また、無線型振動分析器２０に設置されたＵＳＢ端子は、上述したように、外部から電源３１を充電する機能に加え、時間波形やスペクトルデータを有線で情報端末器４０へ送信するようにしてもよい。
　さらに、情報端末器４０が保存する各種データをホストコンピュータなど、他の機器に取り込んで、巡回ルートの管理、振動レベルの時間経過傾向の管理、簡易報告書の作成など、さらに詳細な管理が可能となる。
　また、上記実施形態の情報端末器４０の内部メモリ４４に保存された、換算損傷周波数のデータベースは、機械部品（転がり軸受１１）の諸元寸法を秘匿化できる上で有効であり、本発明の無線型振動分析器２０を用いて異常を診断する場合に限定されない。
　即ち、本発明は、振動センサにより検出された機械部品の信号の波形から所定の周波数帯域を抽出し、周波数分析された周波数成分と、機械部品の損傷に起因する損傷周波数とを、比較し、機械部品の異常を診断する情報端末器であって、前記機械部品の損傷に起因する損傷周波数を、前記機械部品の所定の回転速度を元に換算した換算損傷周波数として保存するデータベースを備え、前記損傷周波数は、前記データベースの換算損傷周波数を、前記機械部品の実際の回転速度を用いて計算することで与えられるものも含まれる。
　また、本発明の振動分析器は、上記実施形態の無線型のものに限定されず、有線型のものであってもよい。
　また、本実施形態では、ＨＰフィルタ２７、ＡＡフィルタ２９及び演算処理部２３のフィルタ処理機能によってフィルタ処理部２２を構成しているが、本発明のフィルタ処理部２２は、該振動センサにより検出された信号の波形から、周波数分析される所定の周波数帯域を抽出するものであれば、本実施形態に限定されるものでなく、アナログフィルタだけで構成されてもよいし、デジタルフィルタだけで構成されてもよい。
　また、本発明の振動分析器は、他のセンサを実装する分析器としてもよい。その場合、例えば、温度計そのものを実装してもよいし、例えば、他のセンサを外部に備え、その信号を受け取る端子を備え付けても良い。
　さらに、本発明の振動分析器の取り付け位置は、適宜決定されればよい。例えば、回転軸に対して垂直方向（ラジアル方向）に配置されてもよく、平行方向（スラスト方向）に配置されてもよい。
　本出願は、２０１７年３月２４日出願の日本特許出願２０１７－５９２９７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。
１０  　機械部品診断システム
１１  　転がり軸受（機械部品）
１２  　外輪
１３  　内輪
１４  　転動体
２０  　無線型振動分析器
２１  　振動センサ
２２  　フィルタ処理部
２３  　演算処理部
２４  　内部メモリ
２６  　送受信部
４０  　情報端末器
４２  　送受信部
４３  　演算処理部
４４  　内部メモリ（データベース）
４５  　表示操作部（表示部）
４７  　フィルタ処理部
Ｓｂ  　転動体傷成分（損傷周波数）
Ｓｃ  　保持器成分（損傷周波数）
Ｓｉ  　内輪傷成分（損傷周波数）
Ｓｏ  　外輪傷成分（損傷周波数）

Claims (5)

  1. 　情報端末器から受信した信号に基づいて動作し、該動作により得られた信号を該情報端末器に送信可能な、機械部品の振動を分析する振動分析器であって、
    　前記機械部品の振動を検出する振動センサと、
    　該振動センサにより検出された信号の波形から所定の周波数帯域を抽出するフィルタ処理部と、
    　該フィルタ処理部で得られたフィルタ処理後の波形を周波数分析し、スペクトルデータを得る演算処理部と、
    を有することを特徴とする振動分析器。
  2. 　無線型であることを特徴とする請求項１に記載の振動分析器。
  3. 　請求項１又は２に記載の振動分析器と、該振動分析器と信号を送受信可能な情報端末器とを備える機械部品診断システムであって、
    　前記情報端末器は、
    　前記振動分析器から送信された前記スペクトルデータに含まれる周波数成分と、前記機械部品の損傷に起因する損傷周波数とを、比較し、機械部品の異常を診断する診断部と、
    　該診断部が診断した診断結果を出力する表示部と、
    を備えることを特徴とする機械部品診断システム。
  4. 　前記情報端末器は、前記機械部品の損傷に起因する損傷周波数を、前記機械部品の所定の回転速度を元に換算した換算損傷周波数として保存するデータベースを備え、
    　前記損傷周波数は、前記データベースの換算損傷周波数を、前記機械部品の実際の回転速度を用いて計算することで与えられることを特徴とする請求項３に記載の機械部品診断システム。
  5. 　前記機械部品は、軸受であり、
    　前記データベースは、前記軸受の内輪、外輪、転動体、及び保持器の損傷に起因する軸受損傷周波数を、前記軸受の所定の回転速度を元に換算した換算軸受損傷周波数として保存し、
    　前記軸受損傷周波数は、前記データベースの換算軸受損傷周波数を、前記軸受の実際の回転速度を用いて計算することで与えられることを特徴とする請求項４に記載の機械部品診断システム。
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