滑动轴承的诊断方法和诊断装置制造方法及图纸

本发明专利技术揭示的滑动轴承的诊断方法和诊断装置，能高精度地检测柴油机中的滑动轴承的轻微摩擦异常的征兆。为此，检测出表示滑动轴承工作时发生的振动的加速度的波形数据，通过傅里叶变换该加速度波形数据，变换为频域的加速度谱，通过实施与测定对象的轴的旋转频率信息组合的规定的信息处理，使该加速度谱中的以该轴的旋转频率的间隔发生的多个峰值信息定量化，得到特性值，监测所得到的该特性值是否超过规定的阈值，在特性值超过该阈值时，判断为滑动轴承发生异常。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及滑动轴承的诊断方法和诊断装置。更详细地说，本专利技术涉及为检测船舶或发电设备的滑动轴承特有的轴承接触(摩擦)的征兆用的诊断分析方法的改良。
技术介绍
滑动轴承，除了以涡轮机和送风机为主的大型的重要旋转设备，或以压缩机为主的高速的旋转设备或重要设备等的一般工业用途之外，也用于船舶或发电用柴油机的轴承中。滑动轴承因用油膜包围，非接触地旋转，所以通常不受损伤，但因施工不良或叶片的不平衡，由于联轴节的轴线不重合、油膜抖振等引起的异常振动，转轴与滑动轴承接触(摩擦)，造成损伤。当该滑动轴承发生某些异常时，就发生与通常时不同的振动或声音，当继续在这种状态下驱动时，往往根据情况而达到破损。另外，当摩擦异常进行时，也会发生烧接，而至设备停止运行。 作为为回避这种事态的滑动轴承的诊断技术，以往提出利用由涡流型传感器产生的轴振动或由压电型加速度传感器产生的轴承箱振动的方法。例如，将通过对由滑动轴承发生的振动和声音的那样的波形数据施行快速傅里叶变换(FFT)得到的矢量图形与预先设定的异常时的谱图形进行比较的话，就可以根据该比较结果来诊断该滑动轴承。另外，作为判定滑动轴承等中的有无摩擦(旋转部与静止部的接触)的方法，例如还提出了检测旋转轴与轴承接触时发生的声音，并取出声音信号，将该声音信号作包络线检波处理(包络处理)，形成包格线检波后数据，进行倒谱值与基准值的比较，从该判定结果进行摩擦判定那样的方案(参见专利文献I)。如能在轻微的阶段早期检测出作为滑动轴承的烧接损伤的初期阶段的摩擦现象的发生，那么就能防止烧接损伤于未然。专利文献专利文献I日本特开平8-261817号公报然而，在上述那样的利用涡流型传感器产生的轴振动或压电型加速度传感器产生的轴承箱振动的现有方法中，检测涡轮机等的一般工业用途的滑动轴承中的轻微摩擦异常的征兆是困难的。尤其在船舶或发电设备等的柴油机中，因伴有随活塞运动和爆发或给排气产生的振动噪声，所以尚未找到利用振动法的轴承摩擦或油中异物混入的检测技术本身。另外，使用声音信号的包络线检波处理后数据的方法，虽能检测出轴承的摩擦，但由于只着眼于振幅调制成分，所以异常诊断精度往往低劣。尤其在船舶或发电设备等的柴油机中，因伴有随活塞运动和爆发或给排气而产生的振动噪声，所以尚未找到利用音响法的轴承摩擦或油中异物混入的检测技术本身。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的在于提供能够高精度地检测出滑动轴承的轻微摩擦异常征兆的诊断方法和诊断装置。本专利技术者们着眼于只用加速度传感器高精度地检测出滑动轴承特有的异常的同时，对存在柴油机那种伴随活塞运动和爆发或给排气的振动噪声的滑动轴承的适用性，进行了各种研究。其结果，当轻微的摩擦现象发生时，加速度等级虽稍有上升，但在将加速度波形变换为频域时的谱(下面称为加速度谱)中，发现除振幅调制外，还受到频率调制。此夕卜，还确认了频率调制由以成为检测对象的轴(下面简称为轴)的旋转频率间隔存在的多个峰值所构成。进而，本专利技术者们想到，通过对加速度谱的以该轴的旋转频率间隔发生的峰值信息，施加用轴的旋转频率信息的规定的信号处理，定量地捕捉轻微的摩擦，直至得到与课题解决相结合的新见解。此外，本专利技术者们进行使滑动轴承发生强制性的摩擦实验，发现即使在轻微摩擦阶段中也明确地发生频率调制，通过利用倒谱分析取出该频率调制成分，发现根据轻微的摩擦阶段的异常检测是可能的。当摩擦发生时，就发生旋转周期的倒频，因此，根据转速计得到的转数自动计算旋转周期，监测与旋转周期相当的倒频的峰值。在该峰值超过预先 决定的阈值时，只要用报警装置等报知发生了摩擦的即可。本专利技术基于这样的见解，如下述那样。即，检测出表示滑动轴承工作时发生的振动的加速度的波形数据，通过傅里叶变换该加速度波形数据，变换为频域的加速度谱，通过实施与测定对象的轴的旋转频率信息组合的规定的信息处理，使该加速度谱中的以该轴的旋转频率间隔发生的多个峰值信息定量化，得到特性值，监测所得到的该特性值是否超过规定的阈值，在所述特性值超过该阈值时，判断为所述滑动轴承发生异常。当采用本专利技术的诊断方法时，灵敏度比只关注振幅调制的现有检测方法来得高。另外，即使在伴有如柴油机的滑动轴承的那种活塞运动和爆发或给排气的振动噪声的情况下，通过检测摩擦相伴的频率调制(轴的旋转频率间隔的多个峰值信息)，能高灵敏度地检测出摩擦现象。这里，比较本专利技术与现有技术。在滑动轴承诊断中，提出了在因轴的接触而发生的声音信号的突发型波形作包络检波处理后进行频率分析的提案。然而，该方法是不检测频率调制，只根据数据的振幅调制成分进行诊断的方法，跟本专利技术在原理上是不同的方法。另夕卜，例如在该滑动轴承等中，只由振幅调制成分发生的像松动那样的异常产生时，在该包络线的频率分析中，因松动发生与摩擦时同样的旋转频率及其高次成分，所以与摩擦异常的判别就困难，诊断精度可能低劣。在这点上，如采用对振动信号照样进行频率分析，并处理在那里发生的以轴的转数间隔发生的频率调制的本专利技术的话，则因即使发生松动也不受到频率调制，所以其判别是可能的。对以上作进一步详述如下。首先，一般当松动振动发生时，就产生时间轴波形的振幅或大或小的振幅调制。这时，在施行了包络线检测处理的谱中，看到旋转频率及其高次成分的发生。由于在摩擦时也是同样，所以在包络线检波处理后的倒谱中，摩擦与松动的辨别是困难的。与之相反，在摩擦(接触)发生的情况中，除振幅调制外，还发生强摩擦的时候与弱摩擦的时候，由此成为疏密波的时间轴波形，并成为受到频率调制的波形。当用现有的方法时，在施行该时间轴波形的包络线检波处理时，只取出振幅调制，而忽略了频率调制。也就是说，用这种现有方法的包络线检波处理后的波形，就将不能分析频率调制。与之相反，在轻微的摩擦中，通过用规定的方法从轴的转数信息中定量地提取受到与轴的旋转频率对应的频率调制的多个峰值信息，明显地检测出是可能的。另外，因松动中不受到频率调制，所以在谱中的以旋转频率间隔的发生并不明显，能够辨别摩擦与松动。以上是本专利技术中与现有的方法不同的特征点。作为本专利技术的诊断方法的具体例之一，最好进行对加速度谱作傅里叶反变换为对数变换后的倒谱计算，得到从该谱计算后的波形数据所得的倒频值的时间系列数据，监测该倒频值是否超过规定的阈值，在倒频值超过该阈值时，判断为滑动轴承发生异常。倒谱计算，与后述的自相关或互相关相比较，计算所用的加速度谱的频率依存性少。因此，通常通过用数据收集的采样间隔或由传感器的灵敏度决定的有效的频率范围进行计算，能适用于诊断技术。又，作为与倒谱计算不同的诊断方法的例子，最好进行求出从所述加速度数据得到的加速度谱的自相关的计算，监测由该计算得到的自相关的值是否超过规定的阈值，在自相关的值超过该阈值时，判断为滑动轴承发生异常。又，作为与上述两个不同的诊断方法的例子，最好进行求得加速度谱与规定的谱 之间的互相关计算，监测由该计算得到的互相关的值是否超过规定的阈值，在互相关的值超过该阈值时，判断为滑动轴承发生异常。在滑动轴承发生异常时，如因该异常发生的振动的加速度相当大的话，则另当别论，但通常该异常不过是转轴稍微接触轴承的内表面那样的程度，加速度波形数据中的变化是微小的。因此，仅根据该波形数据来检测有无异常是极其困难的。可是，即便是稍微接触的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.03.03 JP 2010-0467671.ー种滑动轴承的诊断方法，其特征在于，检测出表示滑动轴承工作时发生的振动的加速度的波形数据，通过傅里叶变换将该加速度波形数据变换为频域的加速度谱，通过实施与测定对象的轴的旋转频率信息组合的规定的信息处理，使该加速度谱中的以该轴的旋转频率间隔发生的多个峰值信息定量化，得到特性值，监测所得到的该特性值是否超过规定的阈值，在所述特性值超过该阈值时，判断为所述滑动轴承发生异常。2.如权利要求I所述的滑动轴承的诊断方法，其特征在于，进行倒谱计算，该倒谱计算为在对数变换后对所述加速度谱进行傅里叶反变换，得到从该倒谱计算后的波形数据得到的倒频值的时间系列数据，监测该倒频值是否超过规定的阈值，在所述倒频值超过该阈值时，判断为所述滑动轴承发生异常。3.如权利要求I所述的滑动轴承的诊断方法，其特征在于，进行求出所述加速度谱的自相关的计算，监测用该计算得到的自相关的值是否超过规定的阈值，在所述自相关的值超过该阈值时，判断为所述滑动轴承发生异常。4.如权利要求I所述的滑动轴承的诊断方法，其特征在于，进行求出所述加速度谱与规定的谱之间的互相关的计算，监测用该计算得到的互相关的值是否超过规定的阈值，在所述互相关的值超过该阈值时，判断为所述滑动轴承发生异常。5.如权利要求I至4中任一项所述的滑动轴承的诊断方法，其特征在于，检测出IklOkHz频域的数据，作为表示所述振动加速度的数据。6.如权利要求I至4中任一项所述的滑动轴承的诊断方...

【专利技术属性】
技术研发人员：迫孝司，田村孝市，
申请(专利权)人：旭化成工程株式会社，
类型：
国别省市：