(57)【要約】【課題】軸受の簡易診断において、測定時間の短縮と解析時間の短縮化を図り、軸受状態の「よさ判定」を迅速かつ的確に行うことを可能とする。【解決手段】軸受の加速度振動を測定し、信号処理部Ａで軸受診断計に要求された加速度ＦＦＴ、速度ＦＦＴ並びに速度ｒｍｓ値を瞬時に求め、よさ判定部Ｂにおいて、予めデータベース化されたＩＳＯ振動評価基準３０５と演算された速度ｒｍｓ値３０４を選択された速度モードＶＩ〜ＶＩＶ（１０５ｂ）に応じて「よさ判定」を行い、その結果を判定ボタン（ＪＵＤＧＥ）１０５ｃを押すことにより４種類の色でＬＥＤ表示１０８させる機能を有する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転機器の軸受状態を診断することを目的とし、振動検出部に一定の押付圧を達成させるための圧縮バネと振動絶縁するためのフレキシブルケーブルを用いた軸受簡易診断計。
【請求項２】
回転機器の軸受状態を診断することを目的とし、信号処理部に加速度ＦＦＴから速度ＦＦＴおよび速度ｒｍｓを算出するアルゴニズムと速度ＦＦＴの分解能から測定する周波数範囲を決定するアルゴニズムを用いた軸受簡易診断計。
【請求項３】
回転機器の軸受状態を診断することを目的とし、データベース化されたＩＳＯの振動評価基準と測定された速度ｒｍｓの値から回転機械の軸受の「よさ判定」を行い、４色のＬＥＤ色で状態を表示させる機能を有する軸受簡易診断計。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】本発明は、回転機器の軸受状態の「よさ判定」を迅速にまた正確に行う簡易診断計に関するものである。
【背景技術】
【０００２】製造業界を中心とする産業分野において、設備診断の歴史は長く、各分野において使用される設備の診断技術は日進月歩の進化を遂げている。中でも製造設備の動力源となる回転機器の軸受の健全状態を診断する技術においては、振動、音、温度、潤滑油等の分析解析技術が発達してきている中、使用されている軸受の種類が「滑り軸受」か「転がり軸受」かによって様々な診断手法が提唱され、中でも振動による診断方法が軸受の健全状態を把握するのに有効な手段であることが提唱されている。
実用的な診断技術としては、精密診断と簡易診断の二通りがあり、診断対象となる機器の重要性によって診断方法が選択されている。【０００３】精密診断では、運転中の回転機器の軸受振動を加速度計等で継続的に計測し、負荷変動に伴う状態変化や経年劣化に伴う状態変化および軸受を構成する部品等の諸元解析に照らし合わせて判断を行っており、連続的な測定と専門的な解析技術が必要とされている。【０００４】一方簡易診断では、携帯型の加速度計等で軸受振動を計測し、波形分析等を行い、その結果を予め設備毎に設けられたしきい値で軸受状態の「よさ判定」を行っているのが一般的であり、精密診断に比較して専門的な知識はあまり必要とされていない。【０００５】しかしながら簡易診断においても、現場での測定作業には、検出器、ケーブル、増幅器、表示装置等の測定機材が必要で、データを取得するまでには測定準備作業等の時間が必要とされている。また、現場での測定と即時判定にはある一定の知識と経験が必要であり、「よさ判定」を行うには多少の現場作業経験を必要としていた。【０００６】この改善策として、誰でも手軽に測定し、軸受状態の「よさ判定」を行う機能を有した簡易診断計を提供する。
図１は簡易診断計の構成を示す説明図であって、１０１は振動探索棒であり、軸受部に接する部品である。振動探索棒には加速度検出器１０３が接続され、振動を検出する。振動探索棒の中間に圧縮バネ１０２が挿入されており、外側ケースを一定の力で押すことにより測定対象部に一定の押付圧で押し充てることを可能とした。１０４のフレキシブルケーブルは振動源と信号処理部１０６を振動絶縁するものである。表示器１０７に計測結果を表示し、１０８に「よさ判定」の結果を４種類のＬＥＤ色で表示する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１２−８０３０号公報
【非特許文献】
【非特許文献】ＩＳＯ振動評価基準に関する検討結果の報告（第２報）．
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】軸受の診断において「よさ判定」の結果を得るまでに、測定する時間、解析する時間、判定する時間があまりにもかかりすぎる点である。
【課題を解決するための手段】
【０００９】本発明は、軸受の診断において「よさ判定」の結果を得るまでの時間を１秒以内と既存の計測装置が成し得なかった時間短縮を提供することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】本発明の軸受簡易診断計は、今までに必要とされていた複雑な解析の省略と判定時間の短縮を達成させたという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】軸受簡易診断計の構成を示した説明図である。
【図２】軸受簡易診断計の振動絶縁を示した説明図である。
【図３】軸受簡易診断計の信号処理フロー示した説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】軸受の測定において、測定対象部に均一の押付圧を与えることを目的に、内部に圧縮バネを採用した。（実施例１）
【００１３】測定結果の信号処理部に積分回路やフィルター等のアナログ回路の利用を極力行わないで、独自の信号処理アルゴニズムを採用した。（実施例２）
【００１４】軸受状態の「よさ判定」を迅速に行うために、ＩＳＯの振動評価基準をデータベース化すると共に、診断する機械の分類をＶＩ〜ＶＩＶの４段階に選択可能とし、判定結果に４色のＬＥＤ点灯を採用した。（実施例３）
【実施例１】
【００１５】図２は、本発明装置の実施例１の断面図であって、１０１〜１０４は図１と同様である。２０１は簡易診断計の外ケース、２０２，２０３は振動探索棒に付随している圧縮バネ用の仕切板で外ケースとの間で作用するものである。【００１６】測定する場合、ケースを手に持ち測定する軸受部に押し充てるが、振動探索棒１０１を相手に押し充て、押し続けると、ケース２０１と振動探索棒１０１の間に装着された圧縮バネ１０２が２０２と２０３の仕切板の範囲内で収縮する。この収縮する力は採用する圧縮バネのバネ定数で決定するが、本発明装置では約０．８ｋｇの押付圧で約５ｍｍ程度収縮する様に設計している。これは一般的な押付圧である。この機構で均一な測定結果を取得することを目的とした。
【実施例２】
【００１７】図３の信号処理部Ａは、本発明の実施例２の説明図である。一般的に振動を計測する場合の検出器には、加速度検出器、速度検出器、変位検出器等が用いられるが、使用される検出器に応じて信号処理回路が異なってくる。仮に加速度計に圧電式の加速度検出器を用いれば、増幅回路にチャージ増幅器が必要になる。本発明装置では、使用する回路を減らし、かつ高精度の測定結果の加速度値と速度値を得るためのアルゴニズムを採用した。【００１８】加速度検出器１０３で測定した加速度値は、信号処理部Ａへ引き渡される。信号処理部Ａでは、測定した加速度を予め決定された分解能で周波数分析し、加速度ＦＦＴの演算を行う。例えば１秒間に３０００個のサンプリングを行うとサンプリングの定理により振動数範囲が１１７２Ｈｚまでの加速度値を得ることができる。さらに分解能を８００とすると１．４６５Ｈｚ刻みの加速度ＦＦＴ値を得ることができる。
【数１】
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【００１９】
【表１】
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【００２０】上記の数式において、表１に示したように、加速度ＦＦＴ値は数式▲３▼によって速度ＦＦＴ値に容易に変換することができる。【００２１】また、表１を利用して加速度のｒｍｓ値（実効値）や速度ｒｍｓ値を求める事ができるとともに、特定された周波数の範囲内での計算結果を得ることができ、アナログフィルター回路を採用したものと同じ結果を得る事ができる。よって回路の簡素化ができ、部品点数の低減化と価格の低減化に大いに役立つ。
【実施例３】
【００２２】図３のよさ判定部Ｂは、本発明の実施例３の説明図である。信号処理部Ａで処理された速度ｒｍｓ値は予め登録されたＩＳＯ振動評価基準値のデータベース３０５と比較される。また、ＩＳＯ振動評価基準の分類はグループ１とグループ２に分類されており、モード切替ボタン（ＭＯＤＥ）１０５ｂによって速度モードＶＩ、ＶＩＩ、ＶＩＩＩおよびＶＩＶに選択される。速度ｒｍｓ値が表示され、速度モードが選択された場合判定ボタン（ＪＵＤＧＥ）１０５ｃを押すことにより、予め決定された４段階の「よさ判定」ＬＥＤ色で表示させる。これにより、診断を即座に行うことができ、簡易診断の時間短縮を実現させた。
【産業上の利用可能性】
【００２３】軸受の診断を行う上で、現場での測定作業に時間をかかり過ぎるという難点を取り除いた。簡易診断計の先端を軸受に充て、測定ボタンと判定ボタンのみで誰でも手軽に軸受の「よさ判定」を可能としたので、設備診断に費やす多くの時間を短縮する用途に適用できる。
【符号の説明】
【００２４】１０１    振動探索棒
１０２    圧縮バネ
１０３    加速度検出器
１０４    フレキシブルケーブル
１０５ａ  測定ボタン（ＭＥＡＳ）
１０５ｂ  モード切替ボタン（ＭＯＤＥ）
１０５ｃ  判定ボタン（ＪＵＤＧＥ）
１０５ｄ  電源ボタン（ＰＯＷＥＲ）
１０６    信号処理部（アンプ部）
１０７    計測結果数値表示部
１０８    よさ判定結果ＬＥＤ表示部
２０１    簡易診断計外ケース
２０２    圧縮バネ仕切板Ａ
２０３    圧縮バネ仕切板Ｂ
Ａ        信号処理部
Ｂ        よさ判定部
３０１    加速度ｒｍｓ演算部
３０２    加速度ＦＦＴ演算部
３０３    速度ＦＦＴ演算部
３０４    速度ｒｍｓ演算部
３０５    ＩＳＯデータベース
【図１】
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【図２】
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【図３】
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