[go: up one dir, main page]
More Web Proxy on the site http://driver.im/

JP2006234784A - Machine equipment abnormality diagnosis apparatus and abnormality diagnosis method - Google Patents

Machine equipment abnormality diagnosis apparatus and abnormality diagnosis method Download PDF

Info

Publication number
JP2006234784A
JP2006234784A JP2005168204A JP2005168204A JP2006234784A JP 2006234784 A JP2006234784 A JP 2006234784A JP 2005168204 A JP2005168204 A JP 2005168204A JP 2005168204 A JP2005168204 A JP 2005168204A JP 2006234784 A JP2006234784 A JP 2006234784A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
abnormality
component
frequency
abnormality diagnosis
signal
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Pending
Application number
JP2005168204A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takanori Miyasaka
孝範 宮坂
Yasuyuki Muto
泰之 武藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
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.)
Filing date
Publication date
Application filed by NSK Ltd filed Critical NSK Ltd
Priority to JP2005168204A priority Critical patent/JP2006234784A/en
Priority to CN200580001831XA priority patent/CN1906473B/en
Priority to PCT/JP2005/016845 priority patent/WO2006030786A1/en
Priority to US10/586,996 priority patent/US7860663B2/en
Publication of JP2006234784A publication Critical patent/JP2006234784A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)
  • Testing Of Devices, Machine Parts, Or Other Structures Thereof (AREA)

Abstract

【課題】 ノイズの影響を受け難くして診断精度を確保しつつ、異常の有無や異常の部位を特定することができる機械設備の異常診断装置及び異常診断方法を提供する。
【解決手段】 回転或いは摺動する少なくとも一つの部品12を備えた、機械設備の異常診断装置は、機械設備10から発生する信号を電気信号として出力する少なくとも一つの検出部20と、電気信号の波形の周波数分析を行い、周波数分析で得られた実測スペクトルデータの周波数成分と部品に起因した周波数成分とを比較照合し、その照合結果に基づき部品の異常の有無及び異常部位を判定する信号処理部32と、を備える。比較照合に用いられる基準値は、実測スペクトルデータの限定した周波数範囲に基づいて算出される。
【選択図】 図1
PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an abnormality diagnosis device and an abnormality diagnosis method for mechanical equipment capable of specifying the presence / absence of an abnormality and an abnormal part while ensuring diagnosis accuracy without being affected by noise.
An apparatus for diagnosing abnormalities in mechanical equipment, comprising at least one component 12 that rotates or slides, includes at least one detection unit 20 that outputs a signal generated from the mechanical equipment 10 as an electrical signal, Signal processing that performs frequency analysis of the waveform, compares the frequency component of the measured spectrum data obtained by frequency analysis with the frequency component caused by the component, and determines the presence or absence and abnormal part of the component based on the verification result Unit 32. The reference value used for comparison and collation is calculated based on the limited frequency range of the measured spectrum data.
[Selection] Figure 1

Description

本発明は、機械設備、例えば、減速機や電動機あるいは風車や鉄道車両等に用いられる回転或いは摺動する部品の異常診断装置及び異常診断方法に関し、特に、該部品の異常の有無や前兆、或いはその異常部位を特定する機械設備の異常診断装置及び異常診断方法に関する。   The present invention relates to an abnormality diagnosis apparatus and abnormality diagnosis method for rotating or sliding parts used in mechanical equipment such as a reduction gear, an electric motor, a windmill, a railway vehicle, etc. The present invention relates to an abnormality diagnosis apparatus and an abnormality diagnosis method for a mechanical facility that identifies the abnormal part.

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

また、回転部品が組み込まれた機械装置を分解することなく、実稼動状態で回転部品の異常診断を行う様々な方法が提案されている(例えば、特許文献1〜3参照。)。最も一般的なものとしては、特許文献1に記載されるように、軸受部に加速度計を設置し、軸受部の振動加速度を計測し、更に、この信号にFFT(高速フーリエ変換)処理を行って振動発生周波数成分の信号を抽出して診断を行う方法が知られている。
特開2002−22617号公報 特開2003−202276号公報 特開2004−257836号公報
Various methods for diagnosing abnormalities of rotating parts in an actual operating state without disassembling a mechanical device in which the rotating parts are incorporated have been proposed (see, for example, Patent Documents 1 to 3). As the most general one, as described in Patent Document 1, an accelerometer is installed in the bearing portion, the vibration acceleration of the bearing portion is measured, and further, FFT (Fast Fourier Transform) processing is performed on this signal. Thus, there is known a method of performing diagnosis by extracting a signal of vibration generation frequency components.
JP 2002-22617 A JP 2003-202276 A Japanese Patent Laid-Open No. 2004-257836

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

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

また、特許文献1に記載の異常診断方法では、判断基準値の設定の仕方によってはノイズ等の影響で診断精度が悪くなり、誤診断を基に異常警報を発進する等、安定稼動が妨げられる問題があった。   Further, in the abnormality diagnosis method described in Patent Document 1, the accuracy of diagnosis deteriorates due to the influence of noise or the like depending on how the judgment reference value is set, and stable operation is hindered, such as starting an abnormality alarm based on an erroneous diagnosis. There was a problem.

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

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、ノイズの影響を受け難くして診断精度を確保しつつ、異常の有無や異常の部位を特定することができる機械設備の異常診断装置及び異常診断方法を提供することにある。また、本発明の他の目的は、診断結果のレポート作成の負担を軽減することができる機械設備の異常診断装置及び異常診断方法を提供することにある。   The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and an object of the present invention is mechanical equipment that can identify the presence or absence of an abnormality and an abnormal portion while ensuring diagnosis accuracy while being hardly affected by noise. An abnormality diagnosis apparatus and an abnormality diagnosis method are provided. Another object of the present invention is to provide an abnormality diagnosis apparatus and abnormality diagnosis method for mechanical equipment that can reduce the burden of creating a report of diagnosis results.

本発明の目的は、下記の構成により達成される。
(1) 回転或いは摺動する少なくとも一つの部品を備えた、機械設備の異常診断装置であって、
前記機械設備から発生する信号を電気信号として出力する少なくとも一つの検出部と、
前記電気信号の波形の周波数分析を行い、該周波数分析で得られた実測スペクトルデータの周波数成分と前記部品に起因した周波数成分とを比較照合し、その照合結果に基づき前記部品の異常の有無及び異常部位を判定する信号処理部と、
を備え、
前記比較照合に用いられる基準値は、前記実測スペクトルデータの限定した周波数範囲に基づいて算出されることを特徴とする機械設備の異常診断装置。
(2) 回転或いは摺動する少なくとも一つの部品を備えた、機械設備の異常診断装置であって、
前記機械設備から発生する信号を電気信号として出力する少なくとも一つの検出部と、
前記電気信号の波形の周波数分析を行い、該周波数分析で得られた実測スペクトルデータの周波数成分と前記部品に起因した周波数成分とを比較照合し、その照合結果に基づき前記部品の異常の有無及び異常部位を判定する信号処理部と、
該信号処理部にて診断された診断結果を記憶する記憶部と、
前記診断結果を所定の形式で出力する出力部と、
該出力部によって出力される出力結果を、少なくとも一つのプログラムに基づいてレポートを作成するレポート作成部と、
を備えることを特徴とする機械設備の異常診断装置。
(3)前記信号処理部は、前記検出された信号に増幅処理とフィルタ処理の少なくとも一方を施し、その処理された波形にエンベロープ処理を行うことを特徴とする(1)または(2)に記載の機械設備の異常診断装置。
(4) 前記信号処理部による判定結果を伝送するデータ伝送手段を有することを特徴とする(1)〜(3)のいずれかに記載の異常診断装置。
(5) 前記信号処理部による処理、及び前記判定結果を制御系に出力する処理を行なうマイクロコンピュータを具備したことを特徴とする(1)〜(4)のいずれかに記載の異常診断装置。
(6) 前記機械設備は鉄道車両用軸受装置であることを特徴とする(1)〜(5)のいずれかに記載の機械設備の異常診断装置。
(7) 前記機械設備は風車用軸受装置であることを特徴とする(1)〜(5)のいずれかに記載の機械設備の異常診断装置。
(8) 前記機械設備は工作機械主軸用軸受装置であることを特徴とする(1)〜(5)のいずれかに記載の機械設備の異常診断装置。
(9) 回転或いは摺動する少なくとも一つの部品を備えた、機械設備の異常診断方法であって、
前記機械設備から発生する信号を検出して電気信号として出力する工程と、
該検出された信号の波形の周波数を分析する工程と、
該分析工程で得られた実測スペクトルデータの周波数成分と前記部品に起因した周波数成分とを比較照合する工程と、
該比較工程での照合結果に基づき前記部品の異常の有無及び異常部位を判定する工程と、
を備え、
前記比較照合に用いられる基準値は、前記実測スペクトルデータの限定した周波数範囲に基づいて算出されることを特徴とする機械設備の異常診断方法。
(10) 回転或いは摺動する少なくとも一つの部品を備えた、機械設備の異常診断方法であって、
前記機械設備から発生する信号を検出して電気信号として出力する工程と、
該検出された信号の波形の周波数を分析する工程と、
該分析工程で得られた実測スペクトルデータの周波数成分と前記部品に起因した周波数成分とを比較照合する工程と、
該比較工程での照合結果に基づき前記部品の異常の有無及び異常部位を判定する工程と、
前記分析、比較、判定工程の少なくとも一つにて得られる診断結果を記憶する工程と、
前記診断結果を所定の形式で出力する工程と、
該出力工程によって出力される出力結果を、少なくとも一つのプログラムに基づいてレポートを作成する工程と、
を備えることを特徴とする機械設備の異常診断方法。
The object of the present invention is achieved by the following constitution.
(1) A machine facility abnormality diagnosis device comprising at least one component that rotates or slides,
At least one detector that outputs a signal generated from the mechanical equipment as an electrical signal;
Performing frequency analysis of the waveform of the electrical signal, comparing the frequency component of the measured spectrum data obtained by the frequency analysis with the frequency component resulting from the component, whether there is an abnormality in the component based on the verification result, and A signal processing unit for determining an abnormal site;
With
A machine facility abnormality diagnosis device, wherein a reference value used for the comparison and collation is calculated based on a limited frequency range of the measured spectrum data.
(2) An apparatus for diagnosing abnormality of mechanical equipment, comprising at least one component that rotates or slides,
At least one detector that outputs a signal generated from the mechanical equipment as an electrical signal;
Performing frequency analysis of the waveform of the electrical signal, comparing the frequency component of the measured spectrum data obtained by the frequency analysis with the frequency component resulting from the component, whether there is an abnormality in the component based on the verification result, and A signal processing unit for determining an abnormal site;
A storage unit for storing a diagnosis result diagnosed by the signal processing unit;
An output unit for outputting the diagnosis result in a predetermined format;
A report creation unit for creating a report based on at least one program, the output result output by the output unit;
An abnormality diagnosis apparatus for mechanical equipment, comprising:
(3) The signal processing unit performs at least one of amplification processing and filtering processing on the detected signal, and performs envelope processing on the processed waveform. (1) or (2) Machine equipment abnormality diagnosis device.
(4) The abnormality diagnosis device according to any one of (1) to (3), further including data transmission means for transmitting a determination result by the signal processing unit.
(5) The abnormality diagnosis apparatus according to any one of (1) to (4), further including a microcomputer that performs processing by the signal processing unit and processing for outputting the determination result to a control system.
(6) The mechanical equipment abnormality diagnosis apparatus according to any one of (1) to (5), wherein the mechanical equipment is a railway vehicle bearing device.
(7) The machine equipment abnormality diagnosis device according to any one of (1) to (5), wherein the machine equipment is a wind turbine bearing device.
(8) The machine equipment abnormality diagnosis device according to any one of (1) to (5), wherein the machine equipment is a machine tool spindle bearing device.
(9) A method for diagnosing abnormality of mechanical equipment, comprising at least one part that rotates or slides,
Detecting a signal generated from the mechanical equipment and outputting it as an electrical signal;
Analyzing the frequency of the waveform of the detected signal;
A step of comparing and collating the frequency component of the measured spectrum data obtained in the analysis step with the frequency component caused by the component;
Determining the presence / absence and abnormality of the part based on the comparison result in the comparison step;
With
The machine equipment abnormality diagnosis method, wherein the reference value used for the comparison and collation is calculated based on a limited frequency range of the measured spectrum data.
(10) A method for diagnosing abnormality in mechanical equipment, comprising at least one component that rotates or slides,
Detecting a signal generated from the mechanical equipment and outputting it as an electrical signal;
Analyzing the frequency of the waveform of the detected signal;
A step of comparing and collating the frequency component of the measured spectrum data obtained in the analysis step with the frequency component caused by the component;
Determining the presence / absence and abnormality of the part based on the comparison result in the comparison step;
Storing a diagnosis result obtained in at least one of the analysis, comparison, and determination steps;
Outputting the diagnosis result in a predetermined format;
Creating a report of the output result output by the output step based on at least one program;
An abnormality diagnosis method for mechanical equipment, comprising:

本発明の機械装置の異常診断装置及び異常診断方法によれば、実測スペクトルデータの周波数成分と部品に起因した周波数成分とを比較照合する際、比較照合に用いられる基準値は、実測スペクトルデータの限定した周波数範囲に基づいて算出されるようにしたので、ノイズの影響を受け難くして診断精度を上げることができ、異常の有無及び異常部位を特定することができる。   According to the abnormality diagnosis device and abnormality diagnosis method for a mechanical device of the present invention, when comparing and collating the frequency component of the measured spectrum data with the frequency component caused by the component, the reference value used for comparison and collation is Since the calculation is made based on the limited frequency range, it is difficult to be affected by noise, the diagnostic accuracy can be improved, and the presence / absence of abnormality and the abnormal part can be specified.

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

さらに、本発明の機械装置の異常診断装置及び異常診断方法によれば、異常の有無、異常の部位、診断時のスペクトル波形(実測スペクトルデータ)のような診断結果を所定の形式で出力し、この出力結果を少なくとも一つのプログラムに基づいてレポートを作成するので、診断結果に基づくレポートの作成作業が容易となる。   Furthermore, according to the abnormality diagnosis device and abnormality diagnosis method of the mechanical device of the present invention, the diagnosis result such as the presence or absence of abnormality, the portion of abnormality, the spectrum waveform at the time of diagnosis (actual spectrum data) is output in a predetermined format, Since the report is created based on the output result based on at least one program, the report creation work based on the diagnosis result is facilitated.

以下、本発明の各実施形態に係る機械設備の異常診断装置について図面を参照して詳細に説明する。   Hereinafter, an abnormality diagnosis apparatus for machine equipment according to each embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

(第1実施形態)
まず、図1〜4を参照して、第1実施形態の機械設備の異常診断装置について説明する。図1に示されるように、異常診断装置は、機械設備10から発生する信号を検出する検出部20と、検出部20の出力した電気信号から機械設備10の異常等の状態を判定するための信号処理部32及び機械設備10を駆動制御する制御部34とを備えた制御器30と、モニタ43や警報機44やレポート作成部45等の出力装置40とを備える。
(First embodiment)
First, with reference to FIGS. 1-4, the abnormality diagnosis apparatus of the mechanical installation of 1st Embodiment is demonstrated. As shown in FIG. 1, the abnormality diagnosis apparatus detects a signal generated from the machine facility 10 and determines a state such as an abnormality of the machine facility 10 from an electrical signal output from the detection unit 20. The controller 30 includes a signal processing unit 32 and a control unit 34 that drives and controls the machine facility 10, and an output device 40 such as a monitor 43, an alarm device 44, and a report creation unit 45.

機械設備10には、回転部品である転がり軸受12が設けられており、転がり軸受12は、回転軸(図示せず)に外嵌される回転輪である内輪14と、ハウジング(図示せず)に内嵌される固定輪である外輪16と、内輪14及び外輪16との間に配置された複数の転動体である玉18と、玉18を転動自在に保持する保持器(図示せず)とを備える。   The mechanical equipment 10 is provided with a rolling bearing 12 that is a rotating part. The rolling bearing 12 includes an inner ring 14 that is a rotating ring fitted around a rotating shaft (not shown), and a housing (not shown). An outer ring 16 that is a fixed ring fitted into the inner ring 14, a ball 18 that is a plurality of rolling elements disposed between the inner ring 14 and the outer ring 16, and a cage (not shown) that holds the ball 18 in a freely rolling manner. ).

検出部20は、運転中に機械設備10から発生する振動を検出するセンサ22を備える。センサ22は、ボルト固定、接着、ボルト固定と接着、或いはモールド材による埋め込み等によってハウジングの外輪近傍に固定されている。なお、ボルト固定の場合には、回り止め機能を備えるようにしてもよい。また、センサ22をモールドする場合には、防水性が図られると共に、外部からの加振に対する防振性が向上するため、センサ22自体の信頼性を飛躍的に向上することができる。   The detection unit 20 includes a sensor 22 that detects vibration generated from the mechanical equipment 10 during operation. The sensor 22 is fixed near the outer ring of the housing by bolt fixing, bonding, bolt fixing and bonding, or embedding with a molding material. In addition, in the case of bolt fixation, you may make it provide a rotation stop function. Further, when the sensor 22 is molded, the waterproof property is achieved and the vibration proofing property against external vibration is improved, so that the reliability of the sensor 22 itself can be drastically improved.

また、センサ22は、振動を検出可能なものであればよく、振動センサ、AE(acoustic emission)センサ、超音波センサ、及びショックパルスセンサ等や、加速度、速度、歪み、応力、変位型等、振動を電気信号化できるものであればよい。また、ノイズが多いような機械装置に取り付ける際には、絶縁型を使用する方がノイズの影響を受けることが少ないので好ましい。さらに、センサ22が、圧電素子等の振動検出素子を使用する場合には、この素子をプラスチック等にモールドして構成してもよい。   The sensor 22 may be any sensor that can detect vibration, such as a vibration sensor, an AE (acoustic emission) sensor, an ultrasonic sensor, a shock pulse sensor, and the like, acceleration, speed, strain, stress, displacement type, etc. Any device that can convert the vibration into an electrical signal may be used. Further, when attaching to a mechanical device having a lot of noise, it is preferable to use an insulating type because it is less affected by noise. Further, when the sensor 22 uses a vibration detection element such as a piezoelectric element, the element may be molded into plastic or the like.

さらに、本実施形態の機械設備10は、転がり軸受12の他に、歯車や車輪(共に図示せず)等の振動をセンサ22によって検出することができる。   Furthermore, in addition to the rolling bearing 12, the mechanical equipment 10 of the present embodiment can detect vibrations of gears and wheels (both not shown) by the sensor 22.

信号処理部32及び制御部34とを備える制御器30は、マイクロコンピュータ(ICチップ,CPU,MPU,DSP等)によって構成されており、データ伝送手段24を介してセンサ22からの電気信号を受け取る。   The controller 30 including the signal processing unit 32 and the control unit 34 is configured by a microcomputer (IC chip, CPU, MPU, DSP, etc.), and receives an electrical signal from the sensor 22 via the data transmission means 24. .

信号処理部32は、図2に示されるように、データ蓄積分配部50、回転分析部52、フィルタ処理部54、振動分析部56、比較判定部58、内部データ保存部60を備える。データ蓄積分配部50は、センサ22からの電気信号及び回転速度に関する電気信号を受け取り一時的に蓄積すると共に、信号の種類に応じて各分析部52,56の何れかに信号を振り分ける収集および分配機能を有している。各種信号は、データ蓄積分配部50に送られる以前に、図示しないA/Dコンバータによりデジタル信号にA/D変換され、図示しない増幅器によって増幅された後にデータ蓄積分配部50に送られる。なお、A/D変換と増幅は、順序が逆であっても構わない。   As shown in FIG. 2, the signal processing unit 32 includes a data storage / distribution unit 50, a rotation analysis unit 52, a filter processing unit 54, a vibration analysis unit 56, a comparison determination unit 58, and an internal data storage unit 60. The data storage / distribution unit 50 receives and temporarily stores the electrical signal from the sensor 22 and the electrical signal related to the rotational speed, and collects and distributes the signal to one of the analysis units 52 and 56 according to the type of the signal. It has a function. Various signals are A / D converted into digital signals by an A / D converter (not shown) before being sent to the data storage / distribution unit 50, amplified by an amplifier (not shown), and then sent to the data storage / distribution unit 50. Note that the order of A / D conversion and amplification may be reversed.

回転分析部52は、回転速度を検出するセンサ(図示せず)からの出力信号を基に、内輪14、即ち回転軸の回転速度を算出し、算出した回転速度を比較判定部58に送信する。なお、上記検出素子が、内輪14に取り付けられたエンコーダと外輪16に取り付けられた磁石及び磁気検出素子で構成されている場合には、検出素子が出力する信号は、エンコーダの形状と回転速度に応じたパルス信号となる。回転分析部52は、エンコーダの形状に応じた所定の変換関数又は変換テーブルを有しており、関数またはテーブルに従って、パルス信号から内輪14及び回転軸の回転速度を算出する。   The rotation analysis unit 52 calculates the rotation speed of the inner ring 14, that is, the rotation shaft, based on an output signal from a sensor (not shown) that detects the rotation speed, and transmits the calculated rotation speed to the comparison determination unit 58. . When the detection element is composed of an encoder attached to the inner ring 14 and a magnet and a magnetic detection element attached to the outer ring 16, the signal output from the detection element depends on the shape and rotational speed of the encoder. A corresponding pulse signal is obtained. The rotation analysis unit 52 has a predetermined conversion function or conversion table corresponding to the shape of the encoder, and calculates the rotation speed of the inner ring 14 and the rotation shaft from the pulse signal according to the function or table.

フィルタ処理部54は、回転部品である転がり軸受12や歯車や車輪等の固有振動数に基づいて、振動信号からその固有振動数に対応する所定の周波数帯域のみを抽出し、不要な周波数帯域を除去する。この固有振動数は、回転部品を被測定物として、打撃法により加振し、被測定物に取付けた振動検出器又は打撃により発生した音響を周波数分析することにより容易に求めることができる。なお、被測定物が転がり軸受の場合には、内輪、外輪、転動体、保持器等のいずれかに起因する固有振動数が与えられる。一般的に、機械部品の固有振動数は複数存在し、また固有振動数での振幅レベルは高くなるため測定の感度がよい。   The filter processing unit 54 extracts only a predetermined frequency band corresponding to the natural frequency from the vibration signal based on the natural frequency of the rolling bearing 12, which is a rotating component, a gear, a wheel, or the like, and extracts an unnecessary frequency band. Remove. This natural frequency can be easily obtained by vibrating the rotating part as an object to be measured by the striking method and analyzing the frequency of the vibration detector attached to the object to be measured or the sound generated by the striking. When the object to be measured is a rolling bearing, the natural frequency due to any of the inner ring, outer ring, rolling element, cage, etc. is given. In general, there are a plurality of natural frequencies of mechanical parts, and the amplitude level at the natural frequencies is high, so the sensitivity of measurement is good.

振動分析部56は、センサ22からの出力信号を基に、軸受12、歯車、車輪に発生している振動の周波数分析を行う。具体的には、振動分析部56は、振動信号の周波数スペクトルを算出するFFT計算部であり、FFTのアルゴリズムに基づいて、振動の周波数スペクトルを算出する。算出された周波数スペクトルは、比較判定部58に送信される。また、振動分析部56は、FFTを行う前処理として、絶対値処理やエンベロープ処理を行い、診断に必要な周波数成分のみに変換してもよい。振動分析部56は、必要に応じて、エンベロープ処理後のエンベロープデータも併せて比較判定部58に出力する。   The vibration analysis unit 56 performs frequency analysis of vibration generated in the bearing 12, the gears, and the wheels based on the output signal from the sensor 22. Specifically, the vibration analysis unit 56 is an FFT calculation unit that calculates a frequency spectrum of a vibration signal, and calculates a frequency spectrum of vibration based on an FFT algorithm. The calculated frequency spectrum is transmitted to the comparison determination unit 58. Further, the vibration analysis unit 56 may perform absolute value processing and envelope processing as preprocessing for performing FFT, and convert only to frequency components necessary for diagnosis. The vibration analysis unit 56 also outputs the envelope data after the envelope processing to the comparison determination unit 58 as necessary.

比較判定部58は、転がり軸受12、歯車、車輪に起因した周波数成分と振動分析部56による振動の実測スペクトルデータの周波数成分とを比較照合する。本実施形態では、比較判定部58は、実測スペクトルデータの限定した周波数範囲から基準値(例えば、音圧レベル或いは電圧レベル)を算出する一方、図4及び図5に示す関係式を用いて転がり軸受や歯車の傷に起因する周波数(振動発生周波数)を計算し、実測スペクトルデータから振動発生周波数での音圧レベルを抽出して、基準値と比較している。さらに、比較判定部58は、判定結果に基づき、異常の有無及び異常部位の特定を行う。   The comparison determination unit 58 compares and collates the frequency components caused by the rolling bearing 12, the gears, and the wheels with the frequency components of the measured spectrum data of vibrations by the vibration analysis unit 56. In the present embodiment, the comparison / determination unit 58 calculates a reference value (for example, sound pressure level or voltage level) from a limited frequency range of the measured spectrum data, while rolling using the relational expressions shown in FIGS. 4 and 5. The frequency (vibration generation frequency) resulting from the scratches on the bearings and gears is calculated, the sound pressure level at the vibration generation frequency is extracted from the measured spectrum data, and compared with the reference value. Furthermore, the comparison / determination unit 58 specifies the presence / absence of an abnormality and an abnormal part based on the determination result.

なお、振動発生周波数の演算は、これより前に行ってもよく、以前に同様の診断を行っている場合には、内部データ保存部60に記憶し、そのデータを用いてもよい。また、算出に用いる各回転部品の設計諸元データは事前に入力記憶させておく。   The calculation of the vibration generation frequency may be performed before this, and when the same diagnosis has been performed before, the data may be stored in the internal data storage unit 60 and used. Further, design specification data of each rotating part used for calculation is input and stored in advance.

そして、比較判定部58での判定結果は、メモリやHDD等の内部データ保存部60に保存されても良いし、データ伝送手段42を介して出力装置40へ伝送されてもよい。また、この判定結果を、機械設備10の駆動機構の動作を制御する制御部34へ出力し、この判定結果に応じた制御信号をフィードバックするようにしてもよい。   Then, the determination result in the comparison / determination unit 58 may be stored in the internal data storage unit 60 such as a memory or HDD, or may be transmitted to the output device 40 via the data transmission unit 42. Further, the determination result may be output to the control unit 34 that controls the operation of the drive mechanism of the mechanical equipment 10 and a control signal corresponding to the determination result may be fed back.

また、出力装置40は、判定結果をモニタ43等にリアルタイムに表示してもよいし、異常が検出された場合にはライトやブザー等の警報機44を使って異常の通知を行なってもよい。   Further, the output device 40 may display the determination result on the monitor 43 or the like in real time, or may notify the abnormality using an alarm device 44 such as a light or a buzzer when an abnormality is detected. .

さらに、出力装置40は、信号処理部32で得られる、異常の有無、異常の部位、診断時のスペクトル波形(実測スペクトルデータ)のような診断結果を記憶する記憶部46と、診断結果を所定の形式で出力するデータ出力部47と、データ出力部47によって出力される出力結果を、少なくとも一つのプログラムに基づいてレポートを作成するレポート作成部45と、を備える。これにより、レポート作成部45は、診断結果に基づくレポートの作成作業を容易に行うことができる。
ここで、所定の形式とは、レポート作成部45で加工するために要求されている形式のことである。なお、対象データをすべて出力してレポート作成部45で選定・選択するようにしてもよいし、データ出力部47で対象データを選定・選択するようにしてから出力してもよい。
Further, the output device 40 has a storage unit 46 for storing diagnosis results such as presence / absence of abnormality, a site of abnormality, a spectrum waveform at the time of diagnosis (actual spectrum data) obtained by the signal processing unit 32, and a predetermined diagnosis result. A data output unit 47 that outputs the output result in the form of, and a report creation unit 45 that creates a report of the output result output by the data output unit 47 based on at least one program. Thereby, the report preparation part 45 can perform the preparation work of the report based on a diagnostic result easily.
Here, the predetermined format is a format required for processing by the report creating unit 45. Note that all the target data may be output and selected / selected by the report creation unit 45, or may be output after the target data is selected / selected by the data output unit 47.

なお、データ伝送手段24,42は、的確に信号を送受信可能であれば良く、有線でも良いし、ネットワークを考慮した無線を利用しても良い。   The data transmission means 24 and 42 only need to be able to transmit and receive signals accurately, may be wired, or may be wireless using a network.

次に、図3を参照して、振動信号を基にした異常診断の処理フローの具体例について説明する。   Next, a specific example of the abnormality diagnosis processing flow based on the vibration signal will be described with reference to FIG.

まず、センサ31は各回転部品の振動を検出する(ステップS101)。検出された振動信号は、A/D変換器によりデジタル信号に変換され(ステップS102)、所定の増幅率で増幅された後(ステップS103)、フィルタ処理部54により回転部品の固有振動数に対応した所定の周波数帯域のみを抽出するフィルタ処理が行われる(ステップS104)。その後、振動分析部56では、フィルタ処理後のデジタル信号に対してエンベロープ処理を施し(ステップS105)、エンベロープ処理後のデジタル信号の周波数スペクトルを求める(ステップS106)。   First, the sensor 31 detects the vibration of each rotating component (step S101). The detected vibration signal is converted into a digital signal by the A / D converter (step S102), amplified by a predetermined amplification factor (step S103), and then corresponding to the natural frequency of the rotating component by the filter processing unit 54. Filter processing for extracting only the predetermined frequency band is performed (step S104). Thereafter, the vibration analysis unit 56 performs envelope processing on the digital signal after the filter processing (step S105), and obtains the frequency spectrum of the digital signal after the envelope processing (step S106).

次に、図4及び図5に示す関係式から、回転速度信号に基づき各回転部品の異常に起因して発生する振動発生周波数を求め(ステップS107)、求めた周波数に対応する各回転部品の異常周波数帯域の音圧レベル(転がり軸受12の場合には、軸受傷成分Sx、即ち、内輪傷成分Si、外輪傷成分So、転動体傷成分Sb及び保持器成分Sc、歯車の場合には、噛み合いに対応する歯車傷成分Sg、及び車輪等の回転体の場合には、回転体の摩耗やアンバランス成分Sr)を求める(ステップS108)。   Next, from the relational expressions shown in FIGS. 4 and 5, the vibration generation frequency generated due to the abnormality of each rotating component is obtained based on the rotation speed signal (step S107), and each rotating component corresponding to the obtained frequency is obtained. Sound pressure level of abnormal frequency band (in the case of the rolling bearing 12, the bearing flaw component Sx, that is, the inner ring flaw component Si, the outer ring flaw component So, the rolling element flaw component Sb and the cage component Sc, The gear scratch component Sg corresponding to the meshing, and in the case of a rotating body such as a wheel, wear and unbalance component Sr) of the rotating body are obtained (step S108).

一方、振動分析部54で得られた周波数スペクトルから異常診断に用いられる基準値(例えば、音圧レベル或いは電圧レベル)を算出する(ステップS109)。ここで、本実施形態の基準値は、任意の時間における実測スペクトルデータの限定した周波数範囲を用いて算出される。即ち、基準値は、所定の周波数範囲のスペクトルデータ、例えば、DC成分等のノイズの影響を小さくするため、得られた周波数範囲から複数のスペクトル(例えば、上位10個と下位10個)を除いたものを用いて算出された実効値(周波数スペクトルの自乗平均の平方根)であってもよく、あるいは、実効値を基に、次式(1)や(2)に基づき算出されたものであってもよい。
(基準値)=(実効値)+α ・・・(1)
(基準値)=(実効値)×β ・・・(2)
α,β:データの種類によって可変な所定の値
また、実効値の代わりに、任意の時間における実測スペクトルデータの平均値やピーク値を用いて算出してもよい。
On the other hand, a reference value (for example, sound pressure level or voltage level) used for abnormality diagnosis is calculated from the frequency spectrum obtained by the vibration analysis unit 54 (step S109). Here, the reference value of the present embodiment is calculated using a limited frequency range of measured spectrum data at an arbitrary time. That is, the reference value excludes a plurality of spectra (for example, the top 10 and the bottom 10) from the obtained frequency range in order to reduce the influence of noise such as spectrum data in a predetermined frequency range, for example, DC component. May be an effective value (the square root of the root mean square of the frequency spectrum) calculated using the above-mentioned value, or may be calculated based on the effective value based on the following formulas (1) and (2). May be.
(Reference value) = (effective value) + α (1)
(Reference value) = (effective value) × β (2)
α, β: Predetermined values that are variable depending on the type of data Further, instead of the effective value, the average value or the peak value of the actually measured spectrum data at an arbitrary time may be used.

次いで、ステップS108で算出された各回転部品の異常周波数帯域の音圧レベル(或いは電圧レベル)とステップS109で計算された基準値との比較を設計諸元の異なる各回転部品毎に分けて順番に行う(ステップS110)。全ての成分が一致しない時は回転部品に異常なしとして判断する(ステップS111)。一方、いずれかの成分が一致する場合には、異常有りと判断してその異常部位を特定する(ステップS112)と共に、その照合結果を制御部34や、モニタ43、警報機44等の出力装置40に出力する(ステップS113)。また、ステップS113では、ステップS111,S112で得られた診断結果が出力装置の記憶部46に記憶される。そして、レポートを作成する場合には、記憶部46に記憶された診断結果をデータ出力部47に送り、データ出力部47は送られたデータから対象データを選定・選択する(ステップS114)。さらに、選択された対象データを、レポート作成プログラムを有するレポート作成部45に送って、診断結果に基づくレポートを作成する(ステップS115)。   Next, the comparison between the sound pressure level (or voltage level) of the abnormal frequency band of each rotating component calculated in step S108 and the reference value calculated in step S109 is divided for each rotating component having a different design specification. (Step S110). When all the components do not match, it is determined that there is no abnormality in the rotating component (step S111). On the other hand, if any of the components match, it is determined that there is an abnormality and the abnormal part is specified (step S112), and the collation result is output to an output device such as the control unit 34, the monitor 43, the alarm device 44, or the like. 40 (step S113). In step S113, the diagnosis results obtained in steps S111 and S112 are stored in the storage unit 46 of the output device. When creating a report, the diagnosis result stored in the storage unit 46 is sent to the data output unit 47, and the data output unit 47 selects and selects target data from the sent data (step S114). Further, the selected target data is sent to a report creation unit 45 having a report creation program to create a report based on the diagnosis result (step S115).

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

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

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

加えて、本実施形態の機械装置の異常診断装置及び異常診断方法によれば、信号処理部32で得られる、異常の有無、異常の部位、診断時のスペクトル波形(実測スペクトルデータ)のような診断結果を記憶する記憶部46と、診断結果を所定の形式で出力するデータ出力部47と、データ出力部47によって出力される出力結果を、少なくとも一つのプログラムに基づいてレポートを作成するレポート作成部45と、を備えるので、大量に蓄積された診断結果を、必要に応じて対象となる箇所のデータを所定の形式で出力して、簡単にレポートを作成することができる。   In addition, according to the abnormality diagnosis device and abnormality diagnosis method of the mechanical device of the present embodiment, the presence / absence of abnormality, the portion of abnormality, the spectrum waveform at the time of diagnosis (measured spectrum data) obtained by the signal processing unit 32 A storage unit 46 for storing the diagnosis results, a data output unit 47 for outputting the diagnosis results in a predetermined format, and a report creation for creating a report on the output results output by the data output unit 47 based on at least one program Therefore, it is possible to easily create a report by outputting a large amount of diagnostic results in a predetermined format as necessary.

なお、本実施形態では、診断結果を記憶する記憶部46を出力装置40内に設けているが、記憶部46を制御器30内に設けて、レポートを作成する際に診断結果をデータ伝送手段42を介してデータ出力部47に送信してもよい。   In the present embodiment, the storage unit 46 for storing the diagnosis result is provided in the output device 40. However, the storage unit 46 is provided in the controller 30, and when the report is generated, the diagnosis result is transmitted as data transmission means. The data may be transmitted to the data output unit 47 via 42.

次に、図6を参照して、本発明の第2実施形態に係る機械設備の異常診断装置及び異常診断方法について詳細に説明する。なお、第1実施形態と同等部分については、同一符号を付して説明を省略あるいは簡略化する。   Next, with reference to FIG. 6, the abnormality diagnosis apparatus and abnormality diagnosis method for mechanical equipment according to the second embodiment of the present invention will be described in detail. In addition, about the part equivalent to 1st Embodiment, the same code | symbol is attached | subjected and description is abbreviate | omitted or simplified.

本実施形態は、複数の転がり軸受12,12を備えた機械設備70の異常診断装置において、センサ22を含んだ検出部とマイクロコンピュータ50からなる信号処理部とを組み合わせた、単一の処理ユニット80を転がり軸受12の軸受装置内に組み込んでいる。
これにより、異常診断装置は管理を集中して行えるため、効率的な監視が可能である。
また、単一の処理ユニットを軸受装置内に組み込むことで、装置全体がコンパクトになるといったメリットがあり好ましい。なお、この単一の処理ユニットは、機械設備内に組み込んでコンパクト化を図っても良く、また、複数の転がり軸受に対して単一の処理ユニットを構成するようにしても良い。
その他の構成および作用については、第1実施形態のものと同様である。
This embodiment is a single processing unit that combines a detection unit including a sensor 22 and a signal processing unit including a microcomputer 50 in an abnormality diagnosis device for a mechanical facility 70 including a plurality of rolling bearings 12 and 12. 80 is incorporated in the bearing device of the rolling bearing 12.
As a result, the abnormality diagnosis apparatus can perform management in a centralized manner, so that efficient monitoring is possible.
Further, it is preferable to incorporate a single processing unit in the bearing device because there is a merit that the entire device becomes compact. In addition, this single processing unit may be incorporated in mechanical equipment for compactness, or a single processing unit may be configured for a plurality of rolling bearings.
Other configurations and operations are the same as those in the first embodiment.

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

例えば、鉄道車両用軸受装置90は、図7に示されるように、複列円錐ころ軸受12を介して車軸90を鉄道車両用台車の一部を構成する軸受箱92に対して回転自在に支持しており、検出部20,20を軸受箱92のラジアル荷重の負荷圏領域に固定して、軸受箱92の振動を検出することで異常診断を行っている。なお、軸受軌道面に損傷が発生した場合、その損傷部を転動体が通過する際に生じる衝突力は無負荷圏よりも負荷圏の方が大きいことから、検出部20を負荷圏側に固定することで、感度の良い振動検出を可能とする。   For example, as shown in FIG. 7, the railway vehicle bearing device 90 supports the axle shaft 90 rotatably with respect to a bearing box 92 constituting a part of the railway vehicle carriage via the double-row tapered roller bearing 12. In addition, the detection units 20 and 20 are fixed to the radial load area of the bearing housing 92 and the vibration of the bearing housing 92 is detected to perform abnormality diagnosis. If the bearing raceway surface is damaged, the collision force generated when the rolling element passes through the damaged portion is larger in the load zone than in the no-load zone, so the detection unit 20 is fixed on the load zone side. This makes it possible to detect vibration with high sensitivity.

また、回転或いは摺動する部品としては、転がり軸受、歯車、車軸、ボールねじ等の回転部品や、リニアガイド、リニアボールベアリング等の摺動部品であってもよく、損傷によって周期的な振動を発生する部品であれば良い。また、回転部品の損傷に起因する周波数成分を算出するための速度信号としては、回転速度信号が用いられたが、摺動部品の場合の速度信号としては、移動速度信号が用いられる。   The rotating or sliding parts may be rotating parts such as rolling bearings, gears, axles and ball screws, and sliding parts such as linear guides and linear ball bearings. Any part may be used. In addition, a rotational speed signal is used as a speed signal for calculating a frequency component resulting from damage to the rotating part, but a moving speed signal is used as a speed signal in the case of a sliding part.

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

以下、本発明の機械設備の異常診断装置及び方法を用いた回転部品の異常診断について具体例を示す。   Specific examples of abnormality diagnosis of rotating parts using the machine equipment abnormality diagnosis apparatus and method of the present invention will be described below.

図8は、外輪軌道面に欠陥をつけた円すいころ軸受を200min-1で回転中にノイズが入った時のハウジングの振動をエンベロープ処理後に周波数分析を行った結果を示す。図において、実線は、実測した振動データに基づくエンベロープ周波数スペクトルを示し、点線は基準値(ここでは、実効値+6dB)、一点鎖線は回転速度200min-1に基づく外輪損傷に起因した周波数成分(f〜f)を示している。さらに、網掛範囲は基準値を算出するために用いた周波数範囲を示しており、ここでは、f−3Hz〜f+3Hzである。この結果より、基準値を越えるピークが外輪損傷に起因した周波数成分と一致していることから、軸受の外輪が損傷していると判断することができる。 FIG. 8 shows the result of frequency analysis after enveloping the vibration of the housing when noise occurs during rotation of a tapered roller bearing with a defect on the outer ring raceway surface at 200 min −1 . In the figure, the solid line shows the envelope frequency spectrum based on the actually measured vibration data, the dotted line is a reference value (here, the effective value + 6 dB), the frequency component chain line due to the outer ring damage based on the rotation speed 200 min -1 (f shows the 1 ~f 5). Further, the shaded range indicates the frequency range used for calculating the reference value, and is f 1 −3 Hz to f 5 +3 Hz in this example. From this result, it can be determined that the outer ring of the bearing is damaged because the peak exceeding the reference value matches the frequency component caused by the outer ring damage.

一方、図9は、図8の場合と同条件で得られた周波数分析の結果に対して、基準値を算出するために用いた周波数範囲を全領域にした場合を示している。図9では、外輪損傷に起因した周波数成分が基準値を超えていないため、異常なしと判断してしまう虞がある。
従って、図8及び図9の結果から、比較照合に用いる基準値を実測スペクトルデータの限定した範囲から算出することにより、ノイズの影響を受け難く、精度の良い診断が可能であることが確認される。
On the other hand, FIG. 9 shows a case where the frequency range used for calculating the reference value is the entire region with respect to the result of the frequency analysis obtained under the same conditions as in FIG. In FIG. 9, since the frequency component resulting from damage to the outer ring does not exceed the reference value, it may be determined that there is no abnormality.
Therefore, from the results of FIGS. 8 and 9, it is confirmed that the reference value used for the comparison and collation is calculated from the limited range of the measured spectrum data, so that it is difficult to be affected by the noise and a highly accurate diagnosis is possible. The

本発明の第1実施形態である異常診断装置の概略図である。It is the schematic of the abnormality diagnosis apparatus which is 1st Embodiment of this invention. 図1の信号処理部のブロック図である。It is a block diagram of the signal processing part of FIG. 本発明の第1実施形態である異常診断方法の処理フローを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the processing flow of the abnormality diagnosis method which is 1st Embodiment of this invention. 軸受の傷の部位と、傷に起因して発生する振動発生周波数の関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the site | part of the damage | wound of a bearing, and the vibration generation frequency which originates in a damage | wound. 歯車の噛み合いで発生する異常振動周波数の関係式を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the relational expression of the abnormal vibration frequency generate | occur | produced by meshing | engagement of a gearwheel. 本発明の第2実施形態である異常診断装置の概略図である。It is the schematic of the abnormality diagnosis apparatus which is 2nd Embodiment of this invention. 異常診断装置の検出部が組み込まれた機械設備である鉄道車両用軸受装置の断面図である。It is sectional drawing of the bearing apparatus for rail vehicles which is a mechanical installation with which the detection part of the abnormality diagnosis apparatus was integrated. 実施例の異常診断を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the abnormality diagnosis of an Example. 従来の異常診断を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the conventional abnormality diagnosis.

符号の説明Explanation of symbols

10,70 機械設備
12 転がり軸受(回転部品)
20 検出部
22 センサ
30 制御器
32 信号処理部
34 制御部
40 出力装置
45 レポート作成部
46 記憶部
47 データ出力部
50 データ蓄積分配部
52 回転分析部
54 フィルタ処理部
56 振動分析部
58 比較判定部
60 内部データ保存部
10,70 Machine equipment 12 Rolling bearings (Rotating parts)
20 detection unit 22 sensor 30 controller 32 signal processing unit 34 control unit 40 output device 45 report creation unit 46 storage unit 47 data output unit 50 data accumulation / distribution unit 52 rotation analysis unit 54 filter processing unit 56 vibration analysis unit 58 comparison determination unit 60 Internal data storage

Claims (10)

回転或いは摺動する少なくとも一つの部品を備えた、機械設備の異常診断装置であって、
前記機械設備から発生する信号を電気信号として出力する少なくとも一つの検出部と、
前記電気信号の波形の周波数分析を行い、該周波数分析で得られた実測スペクトルデータの周波数成分と前記部品に起因した周波数成分とを比較照合し、その照合結果に基づき前記部品の異常の有無及び異常部位を判定する信号処理部と、
を備え、
前記比較照合に用いられる基準値は、前記実測スペクトルデータの限定した周波数範囲に基づいて算出されることを特徴とする機械設備の異常診断装置。
An apparatus for diagnosing abnormality of mechanical equipment, comprising at least one component that rotates or slides,
At least one detector that outputs a signal generated from the mechanical equipment as an electrical signal;
Performing frequency analysis of the waveform of the electrical signal, comparing the frequency component of the measured spectrum data obtained by the frequency analysis with the frequency component resulting from the component, whether there is an abnormality in the component based on the verification result, and A signal processing unit for determining an abnormal site;
With
A machine facility abnormality diagnosis device, wherein a reference value used for the comparison and collation is calculated based on a limited frequency range of the measured spectrum data.
回転或いは摺動する少なくとも一つの部品を備えた、機械設備の異常診断装置であって、
前記機械設備から発生する信号を電気信号として出力する少なくとも一つの検出部と、
前記電気信号の波形の周波数分析を行い、該周波数分析で得られた実測スペクトルデータの周波数成分と前記部品に起因した周波数成分とを比較照合し、その照合結果に基づき前記部品の異常の有無及び異常部位を判定する信号処理部と、
該信号処理部にて診断された診断結果を記憶する記憶部と、
前記診断結果を所定の形式で出力する出力部と、
該出力部によって出力される出力結果を、少なくとも一つのプログラムに基づいてレポートを作成するレポート作成部と、
を備えることを特徴とする機械設備の異常診断装置。
An apparatus for diagnosing abnormality of mechanical equipment, comprising at least one component that rotates or slides,
At least one detector that outputs a signal generated from the mechanical equipment as an electrical signal;
Performing frequency analysis of the waveform of the electrical signal, comparing the frequency component of the measured spectrum data obtained by the frequency analysis with the frequency component resulting from the component, whether there is an abnormality in the component based on the verification result, and A signal processing unit for determining an abnormal site;
A storage unit for storing a diagnosis result diagnosed by the signal processing unit;
An output unit for outputting the diagnosis result in a predetermined format;
A report creation unit for creating a report based on at least one program, the output result output by the output unit;
An abnormality diagnosis apparatus for mechanical equipment, comprising:
前記信号処理部は、前記検出された信号に増幅処理とフィルタ処理の少なくとも一方を施し、その処理された波形にエンベロープ処理を行うことを特徴とする請求項1または2に記載の機械設備の異常診断装置。   3. The machine equipment abnormality according to claim 1, wherein the signal processing unit performs at least one of amplification processing and filtering processing on the detected signal and performs envelope processing on the processed waveform. 4. Diagnostic device. 前記信号処理部による判定結果を伝送するデータ伝送手段を有することを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の異常診断装置。   The abnormality diagnosis apparatus according to claim 1, further comprising a data transmission unit configured to transmit a determination result by the signal processing unit. 前記信号処理部による処理、及び前記判定結果を制御系に出力する処理を行なうマイクロコンピュータを具備したことを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の異常診断装置。   The abnormality diagnosis apparatus according to claim 1, further comprising a microcomputer that performs processing by the signal processing unit and processing for outputting the determination result to a control system. 前記機械設備は鉄道車両用軸受装置であることを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の機械設備の異常診断装置。   The apparatus for diagnosing abnormality of a mechanical facility according to any one of claims 1 to 5, wherein the mechanical facility is a railway vehicle bearing device. 前記機械設備は風車用軸受装置であることを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の機械設備の異常診断装置。   The apparatus for diagnosing abnormality of mechanical equipment according to any one of claims 1 to 5, wherein the mechanical equipment is a wind turbine bearing device. 前記機械設備は工作機械主軸用軸受装置であることを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の機械設備の異常診断装置。   The machine equipment abnormality diagnosis device according to claim 1, wherein the machine equipment is a machine tool spindle bearing device. 回転或いは摺動する少なくとも一つの部品を備えた、機械設備の異常診断方法であって、
前記機械設備から発生する信号を検出して電気信号として出力する工程と、
該検出された信号の波形の周波数を分析する工程と、
該分析工程で得られた実測スペクトルデータの周波数成分と前記部品に起因した周波数成分とを比較照合する工程と、
該比較工程での照合結果に基づき前記部品の異常の有無及び異常部位を判定する工程と、
を備え、
前記比較照合に用いられる基準値は、前記実測スペクトルデータの限定した周波数範囲に基づいて算出されることを特徴とする機械設備の異常診断方法。
A machine equipment abnormality diagnosis method comprising at least one component that rotates or slides,
Detecting a signal generated from the mechanical equipment and outputting it as an electrical signal;
Analyzing the frequency of the waveform of the detected signal;
A step of comparing and collating the frequency component of the measured spectrum data obtained in the analysis step with the frequency component caused by the component;
Determining the presence / absence and abnormality of the part based on the comparison result in the comparison step;
With
The machine equipment abnormality diagnosis method, wherein the reference value used for the comparison and collation is calculated based on a limited frequency range of the measured spectrum data.
回転或いは摺動する少なくとも一つの部品を備えた、機械設備の異常診断方法であって、
前記機械設備から発生する信号を検出して電気信号として出力する工程と、
該検出された信号の波形の周波数を分析する工程と、
該分析工程で得られた実測スペクトルデータの周波数成分と前記部品に起因した周波数成分とを比較照合する工程と、
該比較工程での照合結果に基づき前記部品の異常の有無及び異常部位を判定する工程と、
前記分析、比較、判定工程の少なくとも一つにて得られる診断結果を記憶する工程と、
前記診断結果を所定の形式で出力する工程と、
該出力工程によって出力される出力結果を、少なくとも一つのプログラムに基づいてレポートを作成する工程と、
を備えることを特徴とする機械設備の異常診断方法。
A machine equipment abnormality diagnosis method comprising at least one component that rotates or slides,
Detecting a signal generated from the mechanical equipment and outputting it as an electrical signal;
Analyzing the frequency of the waveform of the detected signal;
A step of comparing and collating the frequency component of the measured spectrum data obtained in the analysis step with the frequency component caused by the component;
Determining the presence / absence and abnormality of the part based on the comparison result in the comparison step;
Storing a diagnosis result obtained in at least one of the analysis, comparison, and determination steps;
Outputting the diagnosis result in a predetermined format;
Creating a report of the output result output by the output step based on at least one program;
An abnormality diagnosis method for mechanical equipment, comprising:
JP2005168204A 2004-09-13 2005-06-08 Machine equipment abnormality diagnosis apparatus and abnormality diagnosis method Pending JP2006234784A (en)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005168204A JP2006234784A (en) 2005-01-26 2005-06-08 Machine equipment abnormality diagnosis apparatus and abnormality diagnosis method
CN200580001831XA CN1906473B (en) 2004-09-13 2005-09-13 Abnormality diagnosis device
PCT/JP2005/016845 WO2006030786A1 (en) 2004-09-13 2005-09-13 Abnormality diagnosis device and abnormality diagnosis method
US10/586,996 US7860663B2 (en) 2004-09-13 2005-09-13 Abnormality diagnosing apparatus and abnormality diagnosing method

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005018339 2005-01-26
JP2005168204A JP2006234784A (en) 2005-01-26 2005-06-08 Machine equipment abnormality diagnosis apparatus and abnormality diagnosis method

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2006234784A true JP2006234784A (en) 2006-09-07

Family

ID=37042576

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2005168204A Pending JP2006234784A (en) 2004-09-13 2005-06-08 Machine equipment abnormality diagnosis apparatus and abnormality diagnosis method

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2006234784A (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010048758A (en) * 2008-08-25 2010-03-04 Jfe Mechanical Co Ltd Abnormality diagnosis apparatus of device
WO2022224698A1 (en) 2021-04-22 2022-10-27 株式会社鷺宮製作所 Monitoring device

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004177359A (en) * 2002-11-29 2004-06-24 Toshiba Eng Co Ltd Method and device for acoustically monitoring operating state of facility
JP2004257836A (en) * 2003-02-25 2004-09-16 Nsk Ltd Machine diagnostic equipment

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004177359A (en) * 2002-11-29 2004-06-24 Toshiba Eng Co Ltd Method and device for acoustically monitoring operating state of facility
JP2004257836A (en) * 2003-02-25 2004-09-16 Nsk Ltd Machine diagnostic equipment

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010048758A (en) * 2008-08-25 2010-03-04 Jfe Mechanical Co Ltd Abnormality diagnosis apparatus of device
WO2022224698A1 (en) 2021-04-22 2022-10-27 株式会社鷺宮製作所 Monitoring device

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5146008B2 (en) Abnormality diagnosis apparatus and abnormality diagnosis method
JP4117500B2 (en) Abnormality diagnosis device, rolling bearing device having the same, and abnormality diagnosis method
JP4935165B2 (en) Abnormality diagnosis apparatus and abnormality diagnosis method
JP7013787B2 (en) Condition monitoring device, condition monitoring method, and condition monitoring system for wind turbines for wind power generation
JP3944744B2 (en) Abnormality diagnosis device and rolling bearing device having the same
WO2006030786A1 (en) Abnormality diagnosis device and abnormality diagnosis method
JP6714806B2 (en) Status monitoring device and status monitoring method
JP4929810B2 (en) Abnormality diagnosis apparatus and abnormality diagnosis method
CN104011515B (en) For monitoring the method for power train, computing unit and device
JP6508017B2 (en) Evaluation method of machinery and equipment
JP4581693B2 (en) Abnormality diagnosis device
WO2004027370A1 (en) Method and device for monitoring status of mechanical equipment and abnormality diagnosing device
JP2006234785A (en) Machine equipment abnormality diagnosis apparatus and abnormality diagnosis method
JP3871054B2 (en) Machine equipment condition monitoring method and apparatus
JP2017219469A (en) State monitoring device and state monitoring method
JP2018179735A (en) Method and apparatus for diagnosing abnormality of rotating parts
WO2005095919A1 (en) Method and device for assessing remaining life of rolling bearing
JP2004233284A (en) Diagnostic device and diagnostic method for rolling bearing unit
JP4581860B2 (en) Machine equipment abnormality diagnosis apparatus and abnormality diagnosis method
JP4730166B2 (en) Machine equipment abnormality diagnosis apparatus and abnormality diagnosis method
JP2004257836A (en) Machine diagnostic equipment
JP4529602B2 (en) Abnormality diagnosis apparatus and abnormality diagnosis method
JP6714844B2 (en) Abnormality diagnosis method
WO2018088564A1 (en) Bearing abnormality diagnostic method and diagnostic system
JP2019128179A (en) Method for detecting falling of vibration sensor and apparatus for diagnosing abnormalities

Legal Events

Date Code Title Description
RD04 Notification of resignation of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424

Effective date: 20071128

A621 Written request for application examination

Effective date: 20071221

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

A131 Notification of reasons for refusal

Effective date: 20100518

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20100928