轴承的损伤检测方法技术

一种轴承的损伤检测方法，该轴承具有内圈、外圈、与内圈及外圈接触地滚动的滚动体、保持滚动体的保持器，其中，通过传感器测定内圈或外圈的可动侧旋转时的轴承的振动，对通过传感器测定得到的轴承的振动波形进行频率分析，基于频率分析的结果设定2个以上的频率范围，所述频率范围具有与内圈或外圈的可动侧的旋转频率fr大致相等的范围，且相互不重复，求出所设定的多个频率范围内的各峰值频率，对所得到的峰值频率彼此的差和旋转频率fr的k倍(k为1以上的整数)进行比较，判断能否视为所比较的两者一致，在判断成能视为所比较的两者一致时，判定为轴承正发生损伤。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】轴承的损伤检测方法
本专利技术涉及轴承的损伤检测方法。
技术介绍
公知一种对轴承检测轴承的损伤的方法，所述轴承具有内圈、外圈、与该内圈及外圈接触地滚动的滚动体、保持滚动体的保持器。例如公知如下方法：测量内圈或外圈旋转时的振动加速度，对所得到的波形进行包络线处理后，进行频率分析，根据因损伤产生的振动的特征频率的峰值来检测轴承的损伤(参照专利文献1)。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开平9-257651号公报在上述专利文献记载的检测轴承的损伤的方法中，其特征是，不仅利用因损伤产生的振动的特征频率，还利用特征频率的振动因旋转频率的振动而被振幅调制成的拍频分量来检测损伤。在内圈、外圈、滚动体的表面存在损伤的情况下，能够基于内圈的1点通过滚动体的频率、外圈的1点通过滚动体的频率、滚动体的1点通过内圈及外圈的频率即特征频率来检测损伤。在内圈、外圈与滚动体之间没有发生打滑的情况下，这些特征频率理论上能够从滚动体直径、滚动体节圆直径、滚动体数、滚动体接触角、旋转的内圈或外圈的转速求出。但是，对实际的轴承来说，存在在内圈、外圈与滚动体之间发生打滑的情况，理论上求出发生打滑时的特征频率是困难的。
技术实现思路
本专利技术的第一方式的轴承的损伤检测方法，该轴承具有内圈、外圈、与内圈及外圈接触地滚动的滚动体、保持滚动体的保持器，通过传感器测定内圈或外圈的可动侧旋转时的轴承的振动，对通过传感器测定得到的轴承的振动波形进行频率分析，基于频率分析的结果设定2个以上相互不重复的频率范围，所述频率范围具有与内圈或外圈的可动侧的旋转频率fr大致相等的范围，求出所设定的多个频率范围内的各峰值频率，对所得到的峰值频率彼此的差和旋转频率fr的k倍进行比较，判断能否视为所比较的两者一致，在判断成能视为所比较的两者一致时，判定为轴承正发生损伤，其中，k为1以上的整数。本专利技术的第二方式是在第一方式的轴承的损伤检测方法中，优选为，求出在不重复的频率范围中分别成为最大的峰值频率，对所得到的成为最大的峰值频率彼此的差和内圈或外圈的可动侧的旋转频率fr的k倍进行比较，判断能否视为所比较的两者一致，在判断成能视为所比较的两者一致时，判定为轴承正发生损伤。本专利技术的第三方式的轴承的损伤检测方法，轴承具有内圈、外圈、与内圈及外圈接触地滚动的滚动体、保持滚动体的保持器，通过传感器测定内圈或外圈的可动侧旋转时的所述轴承的振动，对通过传感器测定得到的轴承的振动波形进行频率分析，基于频率分析的结果，设定Y个相互不重复的频率范围，所述频率范围具有与内圈或外圈的可动侧的旋转频率fr大致相等的范围，其中，Y为2以上的整数，求出所设定的Y个频率范围内的各最大峰值频率，对第u个频率范围内的最大峰值频率为f(u)时的u从1到Y的次数参数g(u)＝f(u)/fr-(n+u-1)，求出标准偏差，在该标准偏差比基准值小的情况下，判断为轴承正发生损伤，其中，u为1以上Y以下的整数，n为1以上的整数。本专利技术的第四方式是在第三方式的轴承的损伤检测方法中，优选为，对最大峰值频率f(u)的振幅为a(u)时的u从1到Y的a(u)，求出平均值，在该平均值随着时间的推移而增加的情况下，判断为轴承的损伤增大了。本专利技术的第五方式是在第一至第四方式的轴承的损伤检测方法中，优选为，基于频率分析的结果得到的频率峰值中、因滚动体通过内圈的1点的损伤部分而产生的振动所引起的频率峰值、和因滚动体通过外圈的1点的损伤部分而产生的振动所引起的频率峰值中的任一个值包含于不重复的频率范围的任一个范围内。本专利技术的第六方式是在第一至第五方式的轴承的损伤检测方法中，优选为，设滚动体直径为d、滚动体节圆直径为D、滚动体数为Z、滚动体接触角为α、内圈或外圈的转速为N，在内圈、外圈与滚动体之间没有发生打滑时，滚动体通过内圈的1点的内圈特征频率fi＝(D+d×cosα)×Z×N/(120×D)、和外圈的1点通过滚动体的外圈特征频率fo＝(D-d×cosα)×Z×N/(120×D)中的任一个乘以t再加上旋转频率fr＝N/60的r倍而得到的值包含于不重复的频率范围内，其中，t为1以上的整数，r为整数。本专利技术的第七方式是在第一至第五方式的轴承的损伤检测方法中，优选为，不重复的频率范围是比fr×n大且比fr×(n+1)小的频率范围，其中，n为1以上的整数。本专利技术的第八方式是在第六方式的轴承的损伤检测方法中，优选为，不重复的频率范围是比fr×n大且比fr×(n+1)小的频率范围，其中，n为1以上的整数。本专利技术的第九方式是在第八方式的轴承的损伤检测方法中，优选为，不重复的频率范围为(2s+1)个，各频率范围为比fr×n大且比fr×(n+1)小的频率范围、比fr×(n+1)大且比fr×(n+2)小的频率范围…比fr×(n+2s)大且比fr×(n+2s+1)小的频率范围，其中，s为1以上的整数。本专利技术的第十方式是在第九方式的轴承的损伤检测方法中，优选为，fi×t及fo×t中的任一个包含于比fr×(n+s)大且比fr×(n+s+1)小的范围内。专利技术的效果根据本专利技术，即使内圈或外圈与滚动体之间发生打滑，也能够检测出轴承的损伤。附图说明图1是表示本专利技术的轴承的损伤检测装置的结构的图。图2是表示单列深沟球轴承的构造的剖视图。图3是表示第一实施方式的轴承的损伤检测的处理内容的流程图。图4是表示对轴承的振动波形进行了频率分析的结果的一例的图。图5是表示第二实施方式的轴承的损伤检测的处理内容的流程图。图6是表示对轴承的振动波形进行了频率分析的结果的一例的图。图7是表示第三实施方式的轴承的损伤检测的处理内容的流程图。图8是表示与图6所示的频率分析结果相关的轴承被使用了规定时间之后，再进行频率分析的结果的一例的图。具体实施方式第一实施方式参照图1～4说明本专利技术的轴承的损伤检测方法的第一实施方式。图1是表示基于本专利技术的轴承的损伤检测方法的轴承的损伤检测装置的结构的图，图2是作为轴承的一例示出了作为径向球轴承的单列深沟球轴承的构造的剖视图。本实施方式的轴承的损伤检测装置具有：测量振动加速度的加速度传感器7；对从加速度传感器7输出的信号进行放大的放大器8；接收经由放大器8输入的来自加速度传感器7的信号的测量装置9。本实施方式的轴承的损伤检测装置可以常设在设有轴承损伤的检测对象的轴承的设备上，也可以是能够对分别设在多个设备上的轴承进行损伤检测的可移动型的装置。在以下的说明中，对轴承的损伤检测装置常设在设有损伤的检测对象的轴承的设备上的结构进行说明。加速度传感器7是安装在对轴承10进行保持的保持部件5上的三维(3轴)加速度传感器，经由保持部件5测量由轴承10产生的振动的振动加速度。此外，保持部件5是轴承10所安装的设备中的保持轴承10的部件，例如，在本实施方式中，保持轴承10的外圈1。加速度传感器7以至少使轴承10的半径方向与加速度传感器7的检测方向之一一致的方式相对于保持部件5安装。测量装置9具有计算部9a和警报部9b。计算部9a具有计算装置、存储器、周边电路等，对从加速度传感器7输出的振动波形的信号进行包络线处理和频率分析，如下所述地判定轴承10是否损伤。在通过计算部9a判定为轴承10有损伤时，警报部9b发出用于报告该情况的警报。轴承10具有：固定在保持部件5上的外圈1；固本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.07.21 JP 2010-1637741.一种轴承的损伤检测方法，所述轴承具有内圈、外圈、与所述内圈及所述外圈接触地滚动的滚动体、保持所述滚动体的保持器，所述轴承的损伤检测方法的特征在于，通过传感器测定所述内圈或所述外圈的可动侧旋转时的所述轴承的振动，对通过所述传感器测定得到的所述轴承的振动波形进行频率分析，基于所述频率分析的结果，设定Y个相互不重复的频率范围，所述频率范围具有与所述内圈或所述外圈的可动侧的旋转频率fr大致相等的范围，所述不重复的频率范围中的任一个均是比fr×n大且比fr×(n+1)小的频率范围，其中，Y为2以上的整数，n为1以上的整数，求出所设定的Y个所述频率范围内的各最大峰值频率，对第u个所述频率范围内的最大峰值频率为f(u)时的u从1到Y的次数参数g(u)＝f(u)/fr-(n+u-1)，求出标准偏差，在该标准偏差比基准值小的情况下，判断为所述轴承正发生损伤，其中，u为1以上Y以下的整数，n为1以上的整数。2.如权利要求1所述的轴承的损伤检测方法，其特征在于，对所述最大峰值频率f(u)的振幅为a(u)时的u从1到Y的a(u)，求出平均值，在该平均值随着时间的推移而增加的情况下，判断为所述轴承的损伤增大了。3.如权利要求1或2所述的轴承的损伤检测方法，其特征在于，基于所述频率分析的结果得到的频率峰值中、因滚动体通过内圈的1点的损伤部分而产生的振动所引起的频率峰值、和因滚动体通过外圈的1点的损伤部分而产生的振动所引起的频率峰值中的任一个值包含于所述不重复的频率范围的任一个范围内。4.如权利要求1或2所述的轴承的损伤检测方法，其特征在于，设滚动体直径为d、滚动体节圆直径为D、滚动体数为Z、滚动体接触角为α、内圈或外圈的转速为N，在内圈、外圈与滚动体之间没有发生打滑时，滚动体通过内圈的1点的内圈特征频率fi＝(D+d×cosα)×Z×N/(120×D)、和外圈的1点通过滚动体的外圈特征频率fo＝(D-d×cosα)×Z×N/(120×D)中的任一个乘以t再加上旋转频率fr＝N/60的r倍而得到的值包含于所述不重复的频率范围内，其中，t为1以上的整数，r为整数。5.如权利要求4所述的轴承的损伤检测方法，其特征在于，所述不重复的频率范围为(2s+1)个，各频率范围为比fr×n大且比fr×(n+1)小的频率范围、比fr×(n+1)大且比fr×(n+2)小的频率范围···比fr×(n+2s)大且比fr×(n+2s+...

【专利技术属性】
技术研发人员：山本慎二郎，
申请(专利权)人：日立建机株式会社，
类型：
国别省市：