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JP2007285875A - Anomaly diagnosis apparatus and anomaly diagnosis method - Google Patents

Anomaly diagnosis apparatus and anomaly diagnosis method Download PDF

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JP2007285875A JP2006113381A JP2006113381A JP2007285875A JP 2007285875 A JP2007285875 A JP 2007285875A JP 2006113381 A JP2006113381 A JP 2006113381A JP 2006113381 A JP2006113381 A JP 2006113381A JP 2007285875 A JP2007285875 A JP 2007285875A
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an anomaly diagnosis apparatus capable of specifying the presence or absence of anomalies and anomalous sections while securing diagnostic accuracy as much as possible by making the apparatus insusceptible to the effects of noise and to provide an anomaly diagnosis method. <P>SOLUTION: The apparatus for diagnosing anomalies of mechanical facilities 10 provided with a rotating part 12 compares and collates a frequency component of spectral data for diagnosis based on envelope and frequency analyses with a frequency component computed on the basis of rotational speed signals of the rotating part 12 and determines the presence or absence of anomalies and anomalous sections of the rotating part 12 on the basis of results of the collation. The spectral data for diagnosis is data acquired by raising envelope frequency spectral data acquired by the envelope and frequency analyses to the power of a value greater than 1. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

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 device and abnormality diagnosis method for rotating 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 device and an abnormality diagnosis method to be identified.

モータ等の回転装置の軸受部に対する異常診断方法としては、既に様々な方法が提案されている(例えば、特許文献1参照。)。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、該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
Various methods have already been proposed as an abnormality diagnosis method for a bearing portion of a rotating device such as a motor (see, for example, Patent Document 1). 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. There is known a method of performing diagnosis by extracting a signal of a vibration generating frequency component.
JP 2002-22617 A

しかしながら、上述の異常診断方法では、微小な異常による振動ピークを分析するにあたりウェーブレット分析などの複雑な処理を必要としている。   However, the above-described abnormality diagnosis method requires complicated processing such as wavelet analysis in order to analyze a vibration peak due to a minute abnormality.

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、比較的簡単な処理で診断精度をできるだけ確保しつつ、微小な異常の有無や異常の部位を特定することができる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 to provide an abnormality that can identify the presence or absence of a minute abnormality or an abnormal part while ensuring diagnosis accuracy as much as possible with relatively simple processing. An object of the present invention is to provide a diagnostic device and an abnormality diagnostic method.

本発明の目的は、下記の構成により達成される。
(1) 機械設備の回転部品の振動に起因して発生する物理量を電気信号として出力する検出部と、電気信号の波形にエンベロープ分析及び周波数分析を行い、エンベロープ及び周波数分析に基づく診断用スペクトルデータの周波数成分と、回転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と、を備える異常診断装置であって、
診断用スペクトルデータは、エンベロープ及び周波数分析により得られるエンベロープ周波数スペクトルデータを1より大きな値を指数としてべき乗したデータであることを特徴とする異常診断装置。
The object of the present invention is achieved by the following constitution.
(1) Detecting spectral data based on envelope and frequency analysis by performing envelope analysis and frequency analysis on the waveform of the electrical signal, with a detector that outputs physical quantities generated as a result of vibration of rotating parts of machinery and equipment A signal processing unit that compares the frequency component and the frequency component caused by the rotating component, and determines the presence / absence and abnormal part of the component based on the comparison result,
The diagnostic spectrum data is an abnormality diagnosis device characterized in that envelope frequency spectrum data obtained by envelope and frequency analysis is data obtained by raising a power greater than 1 to an exponent.

(2) 機械設備の回転部品の振動に起因して発生する物理量を電気信号として出力する検出部と、電気信号の波形にエンベロープ分析及び周波数分析を行い、エンベロープ及び周波数分析に基づく診断用スペクトルデータの周波数成分と、回転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と、を備える異常診断装置であって、
診断用スペクトルデータは、エンベロープ及び周波数分析を複数回行うことにより得られる複数のエンベロープ周波数スペクトルデータを平均化したデータであることを特徴とする異常診断装置。
(2) Detecting spectral data based on the envelope and frequency analysis by performing a envelope analysis and a frequency analysis on the waveform of the electrical signal, a detector that outputs the physical quantity generated due to the vibration of the rotating parts of the mechanical equipment as an electrical signal A signal processing unit that compares the frequency component and the frequency component caused by the rotating component, and determines the presence / absence and abnormal part of the component based on the comparison result,
The diagnostic spectrum data is data obtained by averaging a plurality of envelope frequency spectrum data obtained by performing envelope and frequency analysis a plurality of times.

(3) 機械設備の回転部品の振動に起因して発生する物理量を電気信号として出力する検出部と、電気信号の波形にエンベロープ分析及び周波数分析を行い、エンベロープ及び周波数分析に基づく診断用スペクトルデータの周波数成分と、回転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と、を備える異常診断装置であって、
診断用スペクトルデータは、エンベロープ及び周波数分析を複数回行うことにより得られる複数のエンベロープ周波数スペクトルデータを掛け合わせて算出したデータであることを特徴とする異常診断装置。
(3) Detecting spectral data based on an envelope and frequency analysis by performing a envelope analysis and a frequency analysis on the waveform of the electrical signal, a detection unit that outputs a physical quantity generated as a result of vibration of rotating parts of mechanical equipment as an electrical signal A signal processing unit that compares the frequency component and the frequency component caused by the rotating component, and determines the presence / absence and abnormal part of the component based on the comparison result,
The diagnostic spectrum data is data calculated by multiplying a plurality of envelope frequency spectrum data obtained by performing envelope and frequency analysis a plurality of times.

(4) 信号処理部による処理、及び判定結果を制御部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)〜(3)のいずれかに記載の異常診断装置。
(5) 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)〜(4)のいずれかに記載の異常診断装置。
(6) 機械設備は風車用軸受装置であることを特徴とする(1)〜(4)のいずれかに記載の異常診断装置。
(7) 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)〜(4)のいずれかに記載の異常診断装置。
(4) The abnormality diagnosis apparatus according to any one of (1) to (3), further including a microcomputer that performs processing by the signal processing unit and processing for outputting a determination result to the control unit.
(5) The abnormality diagnosis device according to any one of (1) to (4), wherein the mechanical equipment is a railway vehicle bearing device.
(6) The abnormality diagnosis device according to any one of (1) to (4), wherein the mechanical facility is a wind turbine bearing device.
(7) The abnormality diagnosis device according to any one of (1) to (4), wherein the machine facility is a machine tool spindle bearing device.

(8) 機械設備の回転部品の振動に起因して発生する物理量を電気信号として出力し、電気信号の波形にエンベロープ分析及び周波数分析を行い、エンベロープ及び周波数分析に基づく診断用スペクトルデータの周波数成分と、回転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異常診断方法であって、
診断用スペクトルデータは、エンベロープ及び周波数分析により得られるエンベロープ周波数スペクトルデータを1より大きな値を指数としてべき乗したデータであることを特徴とする異常診断方法。
(8) The physical quantity generated due to the vibration of the rotating parts of the mechanical equipment is output as an electrical signal, the envelope analysis and frequency analysis are performed on the waveform of the electrical signal, and the frequency components of the diagnostic spectrum data based on the envelope and frequency analysis And an abnormal diagnosis method for comparing the frequency component caused by the rotating component and determining the presence / absence and abnormal part of the component based on the verification result,
The diagnostic spectrum data is an abnormality diagnosis method characterized in that envelope frequency spectrum data obtained by envelope and frequency analysis is data obtained by raising a power greater than 1 to an exponent.

(9) 機械設備の回転部品の振動に起因して発生する物理量を電気信号として出力し、電気信号の波形にエンベロープ分析及び周波数分析を行い、エンベロープ及び周波数分析に基づく診断用スペクトルデータの周波数成分と、回転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異常診断方法であって、
診断用スペクトルデータは、エンベロープ及び周波数分析を複数回行うことにより得られる複数のエンベロープ周波数スペクトルデータを平均化したデータであることを特徴とする異常診断方法。
(9) The physical quantity generated due to the vibration of the rotating parts of the mechanical equipment is output as an electrical signal, the envelope analysis and frequency analysis are performed on the waveform of the electrical signal, and the frequency components of the diagnostic spectrum data based on the envelope and frequency analysis And an abnormal diagnosis method for comparing the frequency component caused by the rotating component and determining the presence / absence and abnormal part of the component based on the verification result,
The diagnostic spectrum data is data obtained by averaging a plurality of envelope frequency spectrum data obtained by performing envelope and frequency analysis a plurality of times.

(10) 機械設備の回転部品の振動に起因して発生する物理量を電気信号として出力し、電気信号の波形にエンベロープ分析及び周波数分析を行い、エンベロープ及び周波数分析に基づく診断用スペクトルデータの周波数成分と、回転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異常診断方法であって、
診断用スペクトルデータは、エンベロープ及び周波数分析を複数回行うことにより得られる複数のエンベロープ周波数スペクトルデータを掛け合わせて算出したデータであることを特徴とする異常診断方法。
(10) The physical quantity generated due to the vibration of the rotating parts of the mechanical equipment is output as an electrical signal, the envelope analysis and frequency analysis are performed on the waveform of the electrical signal, and the frequency component of the diagnostic spectrum data based on the envelope and frequency analysis And an abnormal diagnosis method for comparing the frequency component caused by the rotating component and determining the presence / absence and abnormal part of the component based on the verification result,
The diagnostic spectrum data is data calculated by multiplying a plurality of envelope frequency spectrum data obtained by performing envelope and frequency analysis a plurality of times.

(11) 信号処理部による処理、及び判定結果を制御部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(8)〜(10)のいずれかに記載の異常診断方法。 (11) The abnormality diagnosis method according to any one of (8) to (10), further including a microcomputer that performs processing by the signal processing unit and processing for outputting a determination result to the control unit.

本発明の異常診断装置及び異常診断方法によれば、診断用スペクトルデータとして、エンベロープ周波数スペクトルデータを1より大きな値を指数としてべき乗したデータ、複数のエンベロープ周波数スペクトルデータを平均化したデータ、複数のエンベロープ周波数スペクトルデータを掛け合わせて算出したデータのいずれかとすることで、微小な異常で発生する信号のピークレベルをノイズレベルに対してより大きく増幅させることができ、簡単な構成で、診断精度をできるだけ確保しつつ、異常の有無や異常の部位を特定することができる。   According to the abnormality diagnosis apparatus and the abnormality diagnosis method of the present invention, as the spectrum data for diagnosis, data obtained by raising the power of the envelope frequency spectrum data as an exponent to a value larger than 1; data obtained by averaging a plurality of envelope frequency spectrum data; By making any of the data calculated by multiplying the envelope frequency spectrum data, the peak level of the signal generated by a minute abnormality can be amplified more greatly than the noise level, and the diagnosis accuracy can be improved with a simple configuration. While ensuring as much as possible, it is possible to specify the presence or absence of abnormality and the site of abnormality.

以下、本発明の各実施形態に係る異常診断装置及び異常診断方法について図面を参照して詳細に説明する。   Hereinafter, an abnormality diagnosis device and an abnormality diagnosis method according to each embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

まず、図1に示されるように、第1実施形態の異常診断装置は、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、モニタや警報機等の出力装置40とを備える。   First, as shown in FIG. 1, the abnormality diagnosis apparatus according to the first embodiment includes a detection unit 20 that detects a signal generated from the machine facility 10, an abnormality of the machine facility 10 from an electrical signal output from the detection unit 20, and the like. A controller 30 having a signal processing unit 32 for determining the state of the machine and a control unit 34 for driving and controlling the mechanical equipment 10, and an output device 40 such as a monitor and an alarm device.

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、運転中に転がり軸受12から発生する振動を検出するための加速度センサ22を備える。加速度センサ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 an acceleration sensor 22 for detecting vibration generated from the rolling bearing 12 during operation. The acceleration sensor 22 is fixed in the vicinity of 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.

加えて、振動を検出するセンサとして、加速度センサ22を示したが、ほかにも、AE(acoustic emission)センサ、超音波センサ、ショックパルスセンサ、マイクロホン等や、或いは、速度、加速度、歪み、応力、変位型等、転がり軸受12の振動に起因して発生する物理量を電気信号化できるものであればよい。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、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。   In addition, although the acceleration sensor 22 is shown as a sensor for detecting vibrations, other than that, an AE (acoustic emission) sensor, an ultrasonic sensor, a shock pulse sensor, a microphone, or the like, or speed, acceleration, distortion, stress Any material that can convert a physical quantity generated due to vibration of the rolling bearing 12 into an electrical signal, such as a displacement type, 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 a vibration detecting element such as a piezoelectric element is used, this element may be molded into plastic or the like.

信号処理部32及び制御部34を備える制御器30は、マイクロコンピュータ(ICチップ,専用マイクロチップ,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, dedicated microchip, CPU, MPU, DSP, etc.), and the electric power from the sensor 22 is transmitted via the data transmission means 24. Receive a signal.

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、診断用スペクトル算出部58、比較判定部60、及び内部メモリ62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ず、また、いずれか一方が行われてもよい。   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 diagnostic spectrum calculation unit 58, a comparison determination unit 60, and an internal memory. 62. 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, or one of them may be performed.

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60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 60. . 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、被測定物に取り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。   Based on the natural frequency of the rolling bearing 12, which is a rotating component, the filter processing unit 54 extracts only a predetermined frequency band corresponding to the natural frequency from the vibration signal and removes unnecessary frequency bands. The 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 bearing, a 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、絶対値処理やエンベロープ処理を行った後、軸受12に発生している振動の周波数分析を行う。具体的に、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計算部を備え、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、診断用スペクトル算出部58に送信される。   The vibration analyzing unit 56 performs frequency analysis of vibration generated in the bearing 12 after performing absolute value processing and envelope processing based on the output signal from the sensor 22. Specifically, the vibration analysis unit 56 includes 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 diagnostic spectrum calculation unit 58.

診断用スペクトル算出部58は、振動分析部56にてエンベロープ及び周波数分析により得られるエンベロープ周波数スペクトルデータを1より大きな値を指数としてべき乗した診断用スペクトルデータを算出する。指数の値としては、1より大きな実数を採用することができるが、診断精度を向上する点からは2以上、計算時間の観点からは10以下であることが望ましく、2〜5の整数を用いることがさらに望ましい。   The diagnostic spectrum calculation unit 58 calculates diagnostic spectrum data obtained by raising the envelope frequency spectrum data obtained by the envelope and frequency analysis by the vibration analysis unit 56 to a power that is larger than 1. A real number larger than 1 can be adopted as the value of the index, but it is preferably 2 or more from the viewpoint of improving diagnostic accuracy and 10 or less from the viewpoint of calculation time, and an integer of 2 to 5 is used. More desirable.

比較判定部60は、転がり軸受12に起因した周波数成分と診断用スペクトル算出部58による振動の診断用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60は、診断用スペクトルデータから基準値(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に示す関係式を用いて転がり軸受の傷に起因する周波数(振動発生周波数)を計算し、診断用スペクトルデータから振動発生周波数での音圧レベル(又は電圧レベル)を抽出して、基準値と比較している。さらに、比較判定部60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 60 compares and collates the frequency component caused by the rolling bearing 12 with the frequency component of the vibration diagnostic spectrum data by the diagnostic spectrum calculation unit 58. In this embodiment, the comparison / determination unit 60 calculates a reference value (for example, sound pressure level or voltage level) from the diagnostic spectrum data, while using the relational expression shown in FIG. (Vibration generation frequency) is calculated, the sound pressure level (or voltage level) at the vibration generation frequency is extracted from the spectrum data for diagnosis, and compared with a reference value. Furthermore, the comparison / determination unit 60 identifies 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、内部メモリ62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 memory 62 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60での判定結果は、メモリやHDD等の内部メモリ62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 60 may be stored in an internal memory 62 such as a memory or an 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を使って異常の通知を行なってもよい。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。   Further, the output device 40 may display the determination result on a monitor or the like in real time, or may notify the abnormality using an alarm device such as a light or a buzzer when an abnormality is detected. 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22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により振動信号のノイズ成分を除去または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)。さらに、診断用スペクトル算出部58にて、エンベロープ周波数スペクトルデータを1より大きな値を指数としてべき乗した診断用スペクトルデータを算出する(ステップS107)。なお、増幅処理やフィルタ処理は必要に応じて適宜行われており、ステップS102で得られたデジタル信号が直接エンベロープ処理されてもよい。   First, the sensor 22 detects the vibration of each rotating component (step S101). The detected vibration signal is converted into a digital signal by an A / D converter (step S102) and amplified with a predetermined amplification factor (step S103), and then the noise component of the vibration signal is removed or filtered by the filter processing unit 54. Filter processing for extracting only a 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). Further, the diagnostic spectrum calculation unit 58 calculates diagnostic spectrum data obtained by raising the envelope frequency spectrum data to a power that is a value larger than 1 (step S107). Note that amplification processing and filter processing are appropriately performed as necessary, and the digital signal obtained in step S102 may be directly envelope processed.

次に、図4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S108)、求めた周波数に対して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)を求める(ステップS109)。   Next, from the relational expression shown in FIG. 4, the vibration generation frequency generated due to the abnormality of each rotating component is obtained based on the rotation speed signal (step S108), and the abnormal frequency band of each rotating component is obtained with respect to the obtained frequency. Sound pressure levels (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) are obtained (step S109).

一方、診断用スペクトル算出部で得られた診断用スペクトルデータ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S110)。ここで、この基準値は、任意の時間におけるスペクトル曲線のデジタル信号の実効値、クレストファクタ(ピーク値/実効値)、クルトシス、ピーク値、またこれらの値を基に算出したものであってもよい。   On the other hand, a reference value (for example, sound pressure level or voltage level) used for abnormality diagnosis is calculated from the diagnostic spectrum data obtained by the diagnostic spectrum calculation unit (step S110). Here, this reference value may be calculated based on the effective value, crest factor (peak value / effective value), kurtosis, peak value, or these values of the digital signal of the spectrum curve at an arbitrary time. Good.

次いで、ステップS109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(又は電圧レベル)とステップS110で計算された基準値との比較を設計諸元の異なる回転部品毎に分けて順番に行う(ステップS111)。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S112)。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S113)と共に、その照合結果を制御部34や、モニタや警報機等の出力装置40に出力する(ステップS114)。   Next, the comparison between the sound pressure level (or voltage level) of the abnormal frequency band of each rotating component calculated in step S109 and the reference value calculated in step S110 is divided in order for each rotating component having different design specifications. This is performed (step S111). If all the components do not match, it is determined that there is no abnormality in the rotating component (step S112). 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 S113), and the comparison result is sent to the control unit 34 or the output device 40 such as a monitor or alarm device. Output (step S114).

このように本実施形態では、診断用スペクトル算出部58にてエンベロープ周波数スペクトルデータを1より大きな値を指数としてべき乗した診断用スペクトルデータを算出したので、回転部品の欠陥または異常が微小で、欠陥または異常を示す信号が小さい場合であっても、このピークレベルをノイズレベルに対してより大きく増幅させることができる。この結果、この診断用スペクトルデータの周波数成分と回転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回転部品の異常の有無及び異常部位を判定することで、簡単な構成で、ノイズの影響を受け難くして、診断精度をできるだけ確保しつつ、異常の有無や異常の部位を特定することができる。   As described above, in this embodiment, the diagnostic spectrum calculation unit 58 calculates the diagnostic spectrum data obtained by raising the envelope frequency spectrum data to a power that is a value larger than 1, so that the defect or abnormality of the rotating component is very small. Alternatively, even when the signal indicating abnormality is small, the peak level can be amplified more greatly than the noise level. As a result, the frequency component of the diagnostic spectrum data and the frequency component caused by the rotating component are compared and collated, and based on the collation result, the presence / absence and abnormality of the rotating component are determined. It is difficult to be affected by noise, and it is possible to specify the presence / absence of an abnormality and the site of the abnormality while ensuring the diagnostic accuracy as much as possible.

また、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。   Further, according to the abnormality diagnosis device and abnormality diagnosis method for the mechanical device of the present embodiment, since the signal processing unit is configured by a microcomputer, the signal processing unit is unitized, and the abnormality diagnosis device can be reduced in size and modules. Can be achieved.

次に、本発明の第2実施形態に係る異常診断装置及び異常診断方法について図5の処理フローを参照して詳細に説明する。なお、本実施形態は、診断用スペクトル算出部の処理において第1実施形態と異なるのみであるため、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, the abnormality diagnosis apparatus and abnormality diagnosis method according to the second embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the processing flow of FIG. Note that this embodiment is different from the first embodiment only in the processing of the diagnostic spectrum calculation unit, and therefore, the same parts as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals and the description thereof is omitted or simplified.

本実施形態の異常診断では、各回転部品の振動検出(ステップS101)を複数回行い、各検出信号に対して第1実施形態のステップS102〜S106と同様の処理を行い、得られたエンベロープ周波数スペクトルをそれぞれ内部メモリ62に記憶しておく。そして、診断用スペクトル算出部58は、内部メモリ62に蓄積された複数のエンベロープ周波数スペクトルデータを平均化して、診断用スペクトルデータを算出する(ステップS107A)。その後、第1実施形態のステップS108〜S114と同様に、得られた診断用スペクトルデータの周波数成分と回転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回転部品の異常の有無及び異常部位を判定する。   In the abnormality diagnosis of the present embodiment, the vibration detection of each rotating component (step S101) is performed a plurality of times, the same processing as in steps S102 to S106 of the first embodiment is performed on each detection signal, and the obtained envelope frequency Each spectrum is stored in the internal memory 62. Then, the diagnostic spectrum calculation unit 58 averages the plurality of envelope frequency spectrum data stored in the internal memory 62 to calculate diagnostic spectrum data (step S107A). Thereafter, similarly to steps S108 to S114 of the first embodiment, the frequency component of the obtained diagnostic spectrum data is compared with the frequency component caused by the rotating component, and the presence or absence of abnormality of the rotating component is determined based on the comparison result. And determine the abnormal site.

従って、本実施形態の異常診断装置及び異常診断方法によれば、診断用スペクトルデータを、エンベロープ及び周波数分析を複数回行うことにより得られる複数のエンベロープ周波数スペクトルデータを平均化したデータとすることで、第1実施形態と同様、回転部品の欠陥または異常が微小で、欠陥または異常を示す信号が小さい場合であっても、このピークレベルをノイズレベルに対してより大きく増幅させることができる。この結果、この診断用スペクトルデータの周波数成分と回転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回転部品の異常の有無及び異常部位を判定することで、簡単な構成で、ノイズの影響を受け難くして、診断精度をできるだけ確保しつつ、異常の有無や異常の部位を特定することができる。
なお、その他の構成及び作用については、第1実施形態のものと同様である。
Therefore, according to the abnormality diagnosis apparatus and abnormality diagnosis method of the present embodiment, the diagnostic spectrum data is obtained by averaging a plurality of envelope frequency spectrum data obtained by performing the envelope and frequency analysis a plurality of times. Similarly to the first embodiment, even when the defect or abnormality of the rotating component is minute and the signal indicating the defect or abnormality is small, the peak level can be amplified more greatly than the noise level. As a result, the frequency component of the diagnostic spectrum data and the frequency component caused by the rotating component are compared and collated, and based on the collation result, the presence / absence and abnormality of the rotating component are determined. It is difficult to be affected by noise, and it is possible to specify the presence / absence of an abnormality and the site of the abnormality while ensuring as much diagnostic accuracy as possible.
Other configurations and operations are the same as those in the first embodiment.

次に、本発明の第3実施形態に係る異常診断装置及び異常診断方法について図6の処理フローを参照して詳細に説明する。なお、本実施形態は、診断用スペクトル算出部の処理において第1実施形態と異なるのみであるため、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, the abnormality diagnosis apparatus and abnormality diagnosis method according to the third embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the processing flow of FIG. Note that this embodiment is different from the first embodiment only in the processing of the diagnostic spectrum calculation unit, and therefore, the same parts as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals and the description thereof is omitted or simplified.

本実施形態の異常診断では、各回転部品の振動検出(ステップS101)を複数回行い、各検出信号に対して第1実施形態のステップS102〜S106と同様の処理を行い、得られたエンベロープ周波数スペクトルをそれぞれ内部メモリ62に記憶しておく。そして、診断用スペクトル算出部58は、内部メモリ62に蓄積された複数のエンベロープ周波数スペクトルデータを掛け合わせて、診断用スペクトルデータを算出する(ステップS107B)。その後、第1実施形態のステップS108〜S114と同様に、得られた診断用スペクトルデータの周波数成分と回転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回転部品の異常の有無及び異常部位を判定する。   In the abnormality diagnosis of the present embodiment, the vibration detection of each rotating component (step S101) is performed a plurality of times, the same processing as in steps S102 to S106 of the first embodiment is performed on each detection signal, and the obtained envelope frequency Each spectrum is stored in the internal memory 62. Then, the diagnostic spectrum calculation unit 58 calculates diagnostic spectrum data by multiplying the plurality of envelope frequency spectrum data stored in the internal memory 62 (step S107B). Thereafter, similarly to steps S108 to S114 of the first embodiment, the frequency component of the obtained diagnostic spectrum data is compared with the frequency component caused by the rotating component, and the presence or absence of abnormality of the rotating component is determined based on the comparison result. And determine the abnormal site.

従って、本実施形態の異常診断装置及び異常診断方法によれば、診断用スペクトルデータを、エンベロープ及び周波数分析を複数回行うことにより得られる複数のエンベロープ周波数スペクトルデータを掛け合わせて算出したデータとすることで、第1実施形態同様、回転部品の欠陥または異常が微小で、欠陥または異常を示す信号が小さい場合であっても、このピークレベルをノイズレベルに対してより大きく増幅させることができる。この結果、この診断用スペクトルデータの周波数成分と回転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回転部品の異常の有無及び異常部位を判定することで、簡単な構成で、ノイズの影響を受け難くして、診断精度をできるだけ確保しつつ、異常の有無や異常の部位を特定することができる。
なお、その他の構成及び作用については、第1実施形態のものと同様である。
Therefore, according to the abnormality diagnosis apparatus and abnormality diagnosis method of the present embodiment, the diagnostic spectrum data is data calculated by multiplying a plurality of envelope frequency spectrum data obtained by performing envelope and frequency analysis a plurality of times. Thus, as in the first embodiment, even when the defect or abnormality of the rotating component is minute and the signal indicating the defect or abnormality is small, the peak level can be amplified more greatly than the noise level. As a result, the frequency component of the diagnostic spectrum data and the frequency component caused by the rotating component are compared and collated, and based on the collation result, the presence / absence and abnormality of the rotating component are determined. It is difficult to be affected by noise, and it is possible to specify the presence / absence of an abnormality and the site of the abnormality while ensuring as much diagnostic accuracy as possible.
Other configurations and operations are the same as those in the first embodiment.

次に、図7を参照して、本発明の第4実施形態に係る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. 7, the abnormality diagnosis apparatus and abnormality diagnosis method according to the fourth 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。異常診断の処理フローについては、第1〜第3実施形態のいずれのものであってもよい。
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. The processing flow for abnormality diagnosis may be any of the first to third embodiments.

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。   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.

本発明の機械設備は、異常診断対象である回転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。特に、本発明の異常診断装置を鉄道車両用軸受装置に適用することで、速度が変化したり、カーブ走行等で正常時でも振動加速度が変化する条件で使用される場合にも正確な異常診断を行うことができる。また、本発明の異常診断装置を風車用軸受装置に適用することで、風向きや風の強さ、さらには外部温度が変化する条件下で長期に亘り使用される場合でも信頼性を確保した異常診断を提供でき、加えて、本発明の異常診断装置を工作機械主軸用軸受装置に適用することで、高速、高精度での回転条件下での正確な異常診断を提供できる。   The mechanical equipment of the present invention may be anything provided with a rotating part that is an abnormality diagnosis target, and includes a railway vehicle bearing device, a windmill bearing device, a machine tool main shaft bearing device, and the like. In particular, by applying the abnormality diagnosis device of the present invention to a railway vehicle bearing device, accurate abnormality diagnosis can be performed even when the speed changes or the vibration acceleration changes even when operating normally, such as on a curve. It can be performed. In addition, by applying the abnormality diagnosis device of the present invention to a wind turbine bearing device, an abnormality that ensures reliability even when used for a long period of time under conditions in which the wind direction, the strength of the wind, and the external temperature change. Diagnosis can be provided, and in addition, by applying the abnormality diagnosis device of the present invention to a machine tool spindle bearing device, accurate abnormality diagnosis can be provided under high-speed and high-precision rotation conditions.

また、回転部品としては、転がり軸受、歯車、車輪、ボールねじ等であってもよく、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。   The rotating component may be a rolling bearing, a gear, a wheel, a ball screw, or the like, as long as it is a component that generates periodic vibrations due to damage.

以下、本発明の異常診断装置及び異常診断方法を用いた具体例について示す。   Hereinafter, specific examples using the abnormality diagnosis apparatus and abnormality diagnosis method of the present invention will be described.

図8は、外輪軌道面に欠陥をつけた複列円すいころ軸受(内径120mm,外径220mm、幅155mm)の内輪が684min-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い、第1実施形態の手法(即ち、エンベロープ周波数スペクトルを4乗倍)を用いて算出した診断用スペクトルデータを表示したものであり、
図9は、第2実施形態の手法(即ち、4個のエンベロープ周波数スペクトルを平均化)を用いて算出した診断用スペクトルデータを表示したものであり、図10は、第3実施形態の手法(即ち、4個のエンベロープ周波数スペクトルを掛け合わせた)を用いて算出した診断用スペクトルデータを表示したものであり、図11は本手法を用いずに周波数分析後のエンベロープ周波数スペクトルをそのまま表示したものである。ここで、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、点線は基準値(実効値の3倍)、一点鎖線は回転速度684min-1に基づく外輪損傷に起因した周波数成分を示している。
Fig. 8 shows the vibration of the housing when the inner ring of a double row tapered roller bearing (inner diameter 120mm, outer diameter 220mm, width 155mm) with a defect in the outer ring raceway surface is rotated at 684min- 1 and enveloped. The frequency analysis is performed later, and the diagnostic spectrum data calculated using the method of the first embodiment (that is, the envelope frequency spectrum multiplied by the fourth power) is displayed.
FIG. 9 shows diagnostic spectrum data calculated using the method of the second embodiment (that is, averaging four envelope frequency spectra), and FIG. 10 shows the method of the third embodiment ( That is, the spectrum data for diagnosis calculated by multiplying four envelope frequency spectra) is displayed, and FIG. 11 shows the envelope frequency spectrum after frequency analysis as it is without using this method. It is. Here, the solid line indicates the envelope frequency spectrum based on the actually measured vibration data, the dotted line indicates the reference value (three times the effective value), and the alternate long and short dash line indicates the frequency component due to the outer ring damage based on the rotational speed 684 min −1 .

図11では、ノイズ成分が大きいため軸受の発生周波数のピークとのSN比が悪く、基準値を超えるピークがほとんど存在しない状態になっており、軸受に起因した周波数成分との照合が困難になっている。つまり、この場合は、1次成分が一致しているが、ノイズ成分なのか、軸受に起因した成分なのか分別が困難なため、診断精度に影響を及ぼしている。一方、図8〜10に示す診断用スペクトルデータでは、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がはっきりとわかり、軸受の外輪が損傷していると精度よく診断することができる。   In FIG. 11, since the noise component is large, the SN ratio with the peak of the generated frequency of the bearing is poor, and there is almost no peak exceeding the reference value, and it is difficult to collate with the frequency component caused by the bearing. ing. In other words, in this case, the primary components coincide with each other, but it is difficult to distinguish whether the component is a noise component or a component caused by the bearing, which affects the diagnostic accuracy. On the other hand, in the diagnostic spectrum data shown in FIGS. 8 to 10, it is clearly understood that the peak exceeding the reference value matches the frequency component caused by the outer ring damage, and the bearing outer ring is damaged with high accuracy. can do.

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を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows 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. 本発明の第2実施形態である異常診断方法を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the abnormality diagnosis method which is 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第3実施形態である異常診断方法を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the abnormality diagnosis method which is 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第4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 4th Embodiment of this invention. 本発明の第1実施形態の異常診断を説明するための診断用スペクトル曲線のグラフである。It is a graph of the spectrum curve for diagnosis for demonstrating the abnormality diagnosis of 1st Embodiment of this invention. 本発明の第2実施形態の異常診断を説明するための診断用スペクトル曲線のグラフである。It is a graph of the spectrum curve for diagnosis for demonstrating the abnormality diagnosis of 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第3実施形態の異常診断を説明するための診断用スペクトル曲線のグラフである。It is a graph of the spectrum curve for diagnosis for demonstrating the abnormality diagnosis of 3rd Embodiment of this invention. 従来の異常診断を説明するための実測スペクトル曲線のグラフである。It is a graph of the actual measurement spectrum curve for demonstrating the conventional abnormality diagnosis.

符号の説明Explanation of symbols

10 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
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 診断用スペクトル算出部
60 比較判定部
62 内部メモリ
10 Mechanical equipment 12 Rolling bearings (Rotating parts)
20 detection unit 22 sensor 30 controller 32 signal processing unit 34 control unit 40 output device 50 data accumulation / distribution unit 52 rotation analysis unit 54 filter processing unit 56 vibration analysis unit 58 diagnostic spectrum calculation unit 60 comparison determination unit 62 internal memory

Claims (11)

機械設備の回転部品の振動に起因して発生する物理量を電気信号として出力する検出部と、前記電気信号の波形にエンベロープ分析及び周波数分析を行い、前記エンベロープ及び周波数分析に基づく診断用スペクトルデータの周波数成分と、前記回転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、を備える異常診断装置であって、
前記診断用スペクトルデータは、前記エンベロープ及び周波数分析により得られるエンベロープ周波数スペクトルデータを1より大きな値を指数としてべき乗したデータであることを特徴とする異常診断装置。
A detection unit that outputs a physical quantity generated due to vibration of a rotating part of a mechanical facility as an electric signal, and performs envelope analysis and frequency analysis on the waveform of the electric signal, and performs diagnostic spectrum data based on the envelope and frequency analysis. Comparing the frequency component with the frequency component caused by the rotating component, and a signal processing unit that determines the presence / absence and abnormal part of the component based on the comparison result, an abnormality diagnosis device comprising:
The abnormality diagnosis apparatus, wherein the diagnostic spectrum data is data obtained by raising the value of the envelope frequency spectrum data obtained by the envelope and frequency analysis to a power that is a value greater than 1.
機械設備の回転部品の振動に起因して発生する物理量を電気信号として出力する検出部と、前記電気信号の波形にエンベロープ分析及び周波数分析を行い、前記エンベロープ及び周波数分析に基づく診断用スペクトルデータの周波数成分と、前記回転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、を備える異常診断装置であって、
前記診断用スペクトルデータは、前記エンベロープ及び周波数分析を複数回行うことにより得られる複数のエンベロープ周波数スペクトルデータを平均化したデータであることを特徴とする異常診断装置。
A detection unit that outputs a physical quantity generated due to vibration of a rotating part of a mechanical facility as an electric signal, and performs envelope analysis and frequency analysis on the waveform of the electric signal, and performs diagnostic spectrum data based on the envelope and frequency analysis. Comparing the frequency component with the frequency component caused by the rotating component, and a signal processing unit that determines the presence / absence and abnormal part of the component based on the comparison result, an abnormality diagnosis device comprising:
The diagnostic spectrum data is data obtained by averaging a plurality of envelope frequency spectrum data obtained by performing the envelope and frequency analysis a plurality of times.
機械設備の回転部品の振動に起因して発生する物理量を電気信号として出力する検出部と、前記電気信号の波形にエンベロープ分析及び周波数分析を行い、前記エンベロープ及び周波数分析に基づく診断用スペクトルデータの周波数成分と、前記回転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、を備える異常診断装置であって、
前記診断用スペクトルデータは、前記エンベロープ及び周波数分析を複数回行うことにより得られる複数のエンベロープ周波数スペクトルデータを掛け合わせて算出したデータであることを特徴とする異常診断装置。
A detection unit that outputs a physical quantity generated due to vibration of a rotating part of a mechanical facility as an electric signal, and performs envelope analysis and frequency analysis on the waveform of the electric signal, and performs diagnostic spectrum data based on the envelope and frequency analysis. Comparing the frequency component with the frequency component caused by the rotating component, and a signal processing unit that determines the presence / absence and abnormal part of the component based on the comparison result, an abnormality diagnosis device comprising:
The abnormality diagnosis apparatus, wherein the diagnostic spectrum data is data calculated by multiplying a plurality of envelope frequency spectrum data obtained by performing the envelope and frequency analysis a plurality of times.
前記信号処理部による処理、及び前記判定結果を制御部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1〜3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 microcomputer that performs processing by the signal processing unit and processing for outputting the determination result to a control unit. 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1〜4のいずれかに記載の異常診断装置。   The abnormality diagnosis device according to claim 1, wherein the mechanical equipment is a railcar 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1〜4のいずれかに記載の異常診断装置。   The abnormality diagnosis device according to claim 1, wherein the mechanical facility 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1〜4のいずれかに記載の異常診断装置。   The abnormality diagnosis device according to claim 1, wherein the machine facility is a machine tool spindle bearing device. 機械設備の回転部品の振動に起因して発生する物理量を電気信号として出力し、前記電気信号の波形にエンベロープ分析及び周波数分析を行い、前記エンベロープ及び周波数分析に基づく診断用スペクトルデータの周波数成分と、前記回転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異常診断方法であって、
前記診断用スペクトルデータは、前記エンベロープ及び周波数分析により得られるエンベロープ周波数スペクトルデータを1より大きな値を指数としてべき乗したデータであることを特徴とする異常診断方法。
A physical quantity generated due to vibration of rotating parts of mechanical equipment is output as an electric signal, envelope analysis and frequency analysis are performed on the waveform of the electric signal, and frequency components of diagnostic spectrum data based on the envelope and frequency analysis , An abnormality diagnosis method for comparing and collating the frequency component caused by the rotating component, and determining the presence / absence and abnormal part of the component based on the collation result,
The abnormality diagnosis method, wherein the spectrum data for diagnosis is data obtained by raising the value of the envelope frequency spectrum data obtained by the envelope and frequency analysis to a power of a value larger than 1.
機械設備の回転部品の振動に起因して発生する物理量を電気信号として出力し、前記電気信号の波形にエンベロープ分析及び周波数分析を行い、前記エンベロープ及び周波数分析に基づく診断用スペクトルデータの周波数成分と、前記回転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異常診断方法であって、
前記診断用スペクトルデータは、前記エンベロープ及び周波数分析を複数回行うことにより得られる複数のエンベロープ周波数スペクトルデータを平均化したデータであることを特徴とする異常診断方法。
A physical quantity generated due to vibration of rotating parts of mechanical equipment is output as an electric signal, envelope analysis and frequency analysis are performed on the waveform of the electric signal, and frequency components of diagnostic spectrum data based on the envelope and frequency analysis , An abnormality diagnosis method for comparing and collating the frequency component caused by the rotating component, and determining the presence / absence and abnormal part of the component based on the collation result,
The diagnostic spectrum data is data obtained by averaging a plurality of envelope frequency spectrum data obtained by performing the envelope and frequency analysis a plurality of times.
機械設備の回転部品の振動に起因して発生する物理量を電気信号として出力し、前記電気信号の波形にエンベロープ分析及び周波数分析を行い、前記エンベロープ及び周波数分析に基づく診断用スペクトルデータの周波数成分と、前記回転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異常診断方法であって、
前記診断用スペクトルデータは、前記エンベロープ及び周波数分析を複数回行うことにより得られる複数のエンベロープ周波数スペクトルデータを掛け合わせて算出したデータであることを特徴とする異常診断方法。
A physical quantity generated due to vibration of rotating parts of mechanical equipment is output as an electric signal, envelope analysis and frequency analysis are performed on the waveform of the electric signal, and frequency components of diagnostic spectrum data based on the envelope and frequency analysis , An abnormality diagnosis method for comparing and collating the frequency component caused by the rotating component, and determining the presence / absence and abnormal part of the component based on the collation result,
The abnormality diagnosis method, wherein the diagnostic spectrum data is data calculated by multiplying a plurality of envelope frequency spectrum data obtained by performing the envelope and frequency analysis a plurality of times.
前記信号処理部による処理、及び前記判定結果を制御部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8〜10のいずれかに記載の異常診断方法。   The abnormality diagnosis method according to claim 8, further comprising a microcomputer that performs processing by the signal processing unit and processing for outputting the determination result to a control unit.
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