[发明专利]超低速旋转设备的异常诊断方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及利用声音对10rpm以下的超低速旋转设备的滚动轴承的异常进行诊断的方法及装置。

背景技术

在旋转设备的异常诊断中，从诊断精度良好的角度出发，一般使用根据轴承的振动检测信号进行判断的方法(以下，称作“振动诊断”)。该方法是对与转速成比例产生的冲击振动进行测量的方法，也可以根据冲击振动的产生间隔进行异常部位的确定。

但是，一般在100rpm以下的低速旋转设备的情况下，伴随轴承异常而产生的振动较小、冲击振动的产生间隔也较长，因此难以进行诊断。尤其，在如连续铸造机的辊那样几rpm的超低速旋转设备的情况下，难以识别伴随异常的信号和噪声，无法进行高精度的诊断。

为了提高该低速旋转设备的轴承的诊断精度，例如在日本特开平3-245054号公报中，提出了对轴承产生的AE(Acoustic Emission：声发射)信号进行检测，计算AE信号超过基准值的持续时间，并在该持续时间超过了基准值时判断为异常的方法。

另外，在日本特开平7-270228号公报中，提出了利用加速度传感器检测轴承振动，将该检测信号经过带同滤波器之后进行包络处理，并计算所得到的波形信号的规定时间间隔中的最大值与最小值的差，在该差超过了预先给定的阈值时判断为异常，从而自动进行低速旋转设备的异常诊断的方法。

另外，在日本特开平10-160638号公报中，提出了利用加速度传感器检测轴承振动，通过低通滤波器从该检测信号中取出规定值以下的输出，对其进行乘3以上的奇数的处理，并将该波形与预先设定的基准值比较，从而进行异常判断的方法。

在上述日本特开平3-245054号公报公开的方法中，存在如下问题，即难以辨别AE信号的噪声和有效信号；只能在龟裂进展时进行判断；以及由于AE信号一般为超过100KHz的高频带，因此系统昂贵。

另外，在日本特开平7-270228号公报公开的方法中，在助振力小的超低速旋转轴承中的振动信号较小，难以识别伴随着异常的信号和噪声，因此无法进行高精度的诊断。

日本特开平10-160638号公报中公开的方法也为了放大伴随异常的信号成分而进行乘以3以上的奇数的处理，但振动检测方法与上述专利文献2相同，而且在包含噪声的情况下进行处理，因此很难说能够进行正确的异常判断。

因此，本发明的课题是提供一种能够对如连续铸造机那样的10rpm以下的超低速的多个辊轴承进行廉价且高精度的诊断的、利用声音信号的诊断方法及装置。

多用于连续铸造设备用轴承的自动调心滚子轴承中，除了其特有的差动滑动外，不形成在超低速和重负载下足够的油膜，并且因水锈(スケ一ル)、水的进入而不够润滑，因此产生油膜的破裂和磨损。结果，引起剥落，并其发展而产生裂纹，导致裂缝。

但是，即使产生裂缝，但如果没有因滚子的扭斜而导致发热和滚动面的异常磨损，则由于是超低速而不发展为急速的损伤。因此，如果能够在该阶段检测到异常，则能够使用至寿命界限，所以作为异常检测时期并不晚，并且从维修费用成本的观点来看反而更为优选。

发明内容

本发明的目的是虽然在轴承的滚动面产生了裂纹、但转动体仍处于稳定旋转的状态的用于进行超低速旋转轴承的异常检测的诊断方法及装置，其要旨如下：

(1)一种超低速旋转设备的滚动轴承的异常诊断方法，检测由作为诊断对象的旋转设备的滚动轴承产生的声音信号，并进行其异常诊断，上述旋转设备的滚动轴承伴随10rpm以下的超低速旋转，上述方法的特征在于：

利用具有集音功能的检测端将由被检测轴承产生的声音作为声压而检测，并通过适当放大而得到的声音信号的频率分析，求出频谱分布，

求出通过上述频率分析得到的频率分析波形的、轴承的固有频率以上频率的频谱平均值或有效值，

将上述频谱平均值或有效值与另求出的基准值进行比较，并在超过了该基准值时判断为轴承异常。

(2)如上述(1)所述的超低速旋转设备的滚动轴承的异常诊断方法，其特征在于，使得到上述声音信号的检测端与上述滚动轴承直接接触。

(3)如上述(1)或(2)所述的超低速旋转设备的滚动轴承的异常诊断方法，其特征在于，可听地输出将上述声音信号放大的信号，并进行异常判断的筛选。

(4)如上述(3)所述的超低速旋转设备的滚动轴承的异常诊断方法，其特征在于，上述声音信号是轴承的固有频率以上的通过了高频带通滤波器的信号。