專(zhuān)利名稱(chēng)：滾動(dòng)軸承的剩余壽命診斷方法及剩余壽命診斷裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于一種滾動(dòng)軸承的剩余壽命診斷方法及剩余壽命診斷裝置，用以推測(cè)化學(xué)工廠、煉鋼廠及發(fā)電廠等所使用的輔助設(shè)備(即泵、風(fēng)扇)的滾動(dòng)軸承及驅(qū)動(dòng)這些機(jī)器的馬達(dá)所使用的滾動(dòng)軸承的剩余壽命。
背景技術(shù)：
化學(xué)工廠、煉鋼廠及發(fā)電廠等所使用的輔助設(shè)備(即泵、風(fēng)扇)的滾動(dòng)軸承及驅(qū)動(dòng)這些機(jī)器的馬達(dá)所使用的滾動(dòng)軸承，負(fù)載載重為額定載重的5％以下，非常的小，在一般的使用狀態(tài)下不會(huì)發(fā)生金屬疲勞。因此，影響這些滾動(dòng)軸承的壽命的種類(lèi)有兩種，一種為雜質(zhì)的混入而發(fā)生于壓痕的上凸部的“應(yīng)力集中造成的剝離”，另一種為水的混入而發(fā)生潤(rùn)滑劑油膜破裂，滾動(dòng)軸承的軌道面的表面粗糙度增大所造成的“振動(dòng)的增加”。
滾動(dòng)軸承的剩余壽命診斷方法，已有各種提案方法。例如，如專(zhuān)利文獻(xiàn)1的“軸承被診斷方法”所示，有使用加速度傳感器信號(hào)來(lái)測(cè)定軸承的振動(dòng)，若該軸承振動(dòng)值超過(guò)容許值則發(fā)出警報(bào)的方法，聲波發(fā)射(Acoustic Emission)法等。其它還有，以軸承振動(dòng)的頻率解析，來(lái)推測(cè)其故障原因的方法。此外，還有以預(yù)測(cè)軸承振動(dòng)值的增加傾向，來(lái)預(yù)知其壽命的方法。
(專(zhuān)利文獻(xiàn)1)日本專(zhuān)利特開(kāi)平8-159151使用加速度傳感器信號(hào)的軸承振動(dòng)值的增加傾向預(yù)測(cè)方法，為最常使用的預(yù)測(cè)方法。該方法，使用直線(xiàn)、二次曲線(xiàn)、及指數(shù)曲線(xiàn)來(lái)預(yù)測(cè)軸承的加速度振動(dòng)的增加傾向，并以至預(yù)先設(shè)定的容許振動(dòng)值為止的剩余時(shí)間，來(lái)預(yù)測(cè)軸承的剩余壽命。
例如，如圖12所示，對(duì)加速度振動(dòng)波形，算出0至10kHz的有效值；并測(cè)定絕對(duì)值與相對(duì)值2種類(lèi)的閾值，當(dāng)未超過(guò)該閾值時(shí)，則判定被診斷滾動(dòng)軸承為“正?！薄?br> 另一方面，當(dāng)超過(guò)該閾值時(shí)，則判定被診斷滾動(dòng)軸承為“異?！?，并算出振動(dòng)波形的頻譜。抽出1N、2N、3N、mN等旋轉(zhuǎn)數(shù)的n倍成分。
或者，判定被診斷滾動(dòng)軸承為“異常”時(shí)，接著，以絕對(duì)值與LPF處理進(jìn)行振動(dòng)波形的包絡(luò)線(xiàn)處理，算出該包絡(luò)線(xiàn)處理后的波形的頻譜。接著，抽出finn.fout.fball的軸承帶通頻率成分。
按照這些測(cè)定結(jié)果，考慮各振動(dòng)成分的大小并推測(cè)異常原因。就異常原因而言，有滾動(dòng)軸承的不平衡與未對(duì)準(zhǔn)，基礎(chǔ)的松弛等。
聲波發(fā)射法，使用頻率較加速度還高的AE信號(hào)，早期發(fā)現(xiàn)滾動(dòng)軸承的故障，并診斷剩余壽命。此AE法，利用物體變形或遭破壞時(shí)，所累積的應(yīng)力能量成為聲音并擴(kuò)散的現(xiàn)象(即AE信號(hào))的診斷方法。該AE信號(hào)，材料內(nèi)部的彈性能量釋放時(shí)的彈性波的擴(kuò)散，并不限定只有破壞時(shí)才有，材料的結(jié)晶構(gòu)造的差排與轉(zhuǎn)變等也會(huì)產(chǎn)生。對(duì)旋轉(zhuǎn)中滾動(dòng)軸承，使用AE傳感器進(jìn)行AE信號(hào)的信號(hào)處理，觀察其AE波的產(chǎn)生頻率，進(jìn)行該滾動(dòng)軸承的診斷。
使用此等診斷方法，可預(yù)知滾動(dòng)軸承的出乎意料的故障于未然，并事先預(yù)測(cè)該軸承的更換時(shí)期。如此，將“無(wú)事故壽命”(預(yù)測(cè)軸承異常)與“事故發(fā)生壽命”(軸承發(fā)生損毀、破損時(shí))明確化，而預(yù)測(cè)出從其無(wú)事故壽命到事故發(fā)生壽命的期間，即剩余壽命。如此般，以往，是進(jìn)行旋轉(zhuǎn)機(jī)器的有無(wú)異常的判定與原因的推測(cè)，并判定異常的程度，來(lái)決定滾動(dòng)軸承的修理時(shí)機(jī)。最常使用的加速度振動(dòng)的統(tǒng)計(jì)上預(yù)測(cè)，用壽命預(yù)測(cè)時(shí)間點(diǎn)為止的振動(dòng)值當(dāng)作參數(shù)，以二次曲線(xiàn)或指數(shù)函數(shù)進(jìn)行曲線(xiàn)回歸，求出至可容許振動(dòng)值為止的期間，當(dāng)作剩余壽命。

發(fā)明內(nèi)容
可是，上述現(xiàn)有的診斷或預(yù)測(cè)方法，可容許振動(dòng)值的設(shè)定困難，隨該值的設(shè)定，剩余壽命會(huì)有大幅變化，高精度的剩余壽命的預(yù)測(cè)困難。此外，振動(dòng)開(kāi)始增加時(shí)，已為軸承壽命的末期，故長(zhǎng)期性的維修計(jì)劃不易規(guī)劃，即使預(yù)測(cè)出剩余壽命，也有來(lái)不及修理的情形發(fā)生。因此，實(shí)際上，對(duì)于真正的壽命，即使還綽綽有余，也多有提早更換其滾動(dòng)軸承的情形。此外，由于此等的剩余壽命診斷精度低，故實(shí)際上，發(fā)電廠與工廠等，無(wú)法拉長(zhǎng)軸承的檢查周期，而不得不維持每隔數(shù)年即全數(shù)更換軸承的定期檢查的維修體制。這些皆有妨礙維修成本的降低、省力化的問(wèn)題。
進(jìn)一步，上述現(xiàn)有的聲波發(fā)射法，相較于使用加速度的上述統(tǒng)計(jì)的方法，可于早期診斷出；但是，使用于此被診斷的AE(Acoustic Emission)傳感器及信號(hào)處理電路昂貴，此外，AE波很敏感，容易受到周邊噪音干擾的問(wèn)題。
本發(fā)明是解決相關(guān)問(wèn)題點(diǎn)的發(fā)明。也就是說(shuō)，本發(fā)明的目的在于提供滾動(dòng)軸承的剩余壽命診斷方法及剩余壽命診斷裝置，其使用加速度傳感器的共振頻帶信號(hào)及高頻信號(hào)，低成本地檢測(cè)會(huì)嚴(yán)重影響滾動(dòng)軸承壽命的混入有雜質(zhì)及水的潤(rùn)滑油劣化狀態(tài)；根據(jù)檢測(cè)出的雜質(zhì)的狀態(tài)、潤(rùn)滑油的狀態(tài)，可早期高精度地推測(cè)出滾動(dòng)軸承的壽命。
按照本發(fā)明所提供的剩余壽命診斷方法，其特征在于具備基礎(chǔ)資料采集步驟，對(duì)滾動(dòng)軸承3中雜質(zhì)混入狀態(tài)與振動(dòng)、軸承壽命的關(guān)系，以及潤(rùn)滑油的劣化與振動(dòng)、軸承壽命的關(guān)系，使用加速度傳感器4求出各滾動(dòng)軸承3的型號(hào)、廠牌等軸承各諸元的振動(dòng)信號(hào)，并以實(shí)驗(yàn)裝置采集頻帶信號(hào)(含可獲得最高感度檢測(cè)的共振頻帶信號(hào))；測(cè)定步驟，對(duì)泵、風(fēng)扇等旋轉(zhuǎn)機(jī)器1、2所具備并欲診斷剩余壽命的滾動(dòng)軸承3，使用加速度傳感器4求出振動(dòng)信號(hào)，并測(cè)定頻帶信號(hào)(含可獲得最高感度檢測(cè)的共振頻帶信號(hào))；及判定步驟，使用該測(cè)定步驟所求出的測(cè)定值、軸承諸元判斷階段的判定結(jié)果、以及該基礎(chǔ)資料采集步驟所求得的資料，來(lái)推測(cè)該被診斷滾動(dòng)軸承3的雜質(zhì)混入狀態(tài)與潤(rùn)滑油的劣化狀態(tài)，并算出該被診斷滾動(dòng)軸承3的剩余壽命。
例如，該判定步驟，使用處理該被診斷滾動(dòng)軸承3的振動(dòng)測(cè)定波形后的結(jié)果、及算出的振動(dòng)值與該滾動(dòng)軸承3的計(jì)算壽命，來(lái)算出該滾動(dòng)軸承3的剩余壽命的方法。
該判定步驟，對(duì)該被診斷滾動(dòng)軸承3，將1k～64kHz的振動(dòng)波形，以1/2倍頻帶分割頻率并采集復(fù)數(shù)個(gè)頻帶，對(duì)各頻帶的波形進(jìn)行包絡(luò)線(xiàn)處理，算出頻譜后，對(duì)該被診斷滾動(dòng)軸承3的型號(hào)與廠牌等的軸承各諸元進(jìn)行判定。
該判定步驟，對(duì)該被診斷滾動(dòng)軸承3，將1k～64kHz的振動(dòng)波形，以1/2倍頻帶分割頻率并采集復(fù)數(shù)個(gè)頻帶，對(duì)各頻帶的波形進(jìn)行包絡(luò)線(xiàn)處理，算出頻譜后，對(duì)該軸承的型號(hào)與廠牌等的軸承各諸元進(jìn)行判定，該被診斷滾動(dòng)軸承3的型號(hào)與廠牌為已知時(shí)，從其軸承各諸元計(jì)算軸承帶通頻率，并從各頻帶的包絡(luò)線(xiàn)處理頻譜中，抽出帶通頻率成分(finn.fout.fball3個(gè))，算出所抽出的各頻帶的帶通頻率成分的相對(duì)感度(即與正常時(shí)的比)，于帶通頻率成分的相對(duì)感度中，取頻帶分割數(shù)中的上位頻帶的平均，判定頻帶分割數(shù)中的上位頻帶平均是否有任何一個(gè)超過(guò)閾值，未超過(guò)閾值時(shí)，則推測(cè)為正常。
在該判定步驟中，對(duì)該被診斷滾動(dòng)軸承3，將5k～35kHz的振動(dòng)波形，以1/2倍頻帶分割頻率并采集6個(gè)頻帶，對(duì)各頻帶的波形進(jìn)行包絡(luò)線(xiàn)處理，算出頻譜。
于該判定步驟的閾值，為超過(guò)1的數(shù)值。
該判定步驟，對(duì)該被診斷滾動(dòng)軸承3，將1k～64kHz的振動(dòng)波形，以1/2倍頻帶分割頻率并采集復(fù)數(shù)個(gè)頻帶，對(duì)各頻帶的波形進(jìn)行包絡(luò)線(xiàn)處理，算出頻譜后，對(duì)該軸承的型號(hào)與廠牌等的軸承各諸元進(jìn)行判定，若該被診斷滾動(dòng)軸承3的型號(hào)與廠牌為未知時(shí)，從各頻帶的包絡(luò)線(xiàn)處理頻譜，在旋轉(zhuǎn)數(shù)×1.6～7的范圍內(nèi)，抽出頻譜的峰值，算出所抽出的各頻帶的峰值頻率成分的相對(duì)感度(即與正常時(shí)的比)，求出峰值頻率成分的相對(duì)感度的上位3頻帶平均，判定頻帶分割數(shù)中的上位頻帶的相對(duì)感度平均是否超過(guò)閾值，若未超過(guò)閾值，則推測(cè)為正常。
該判定步驟，對(duì)該被診斷滾動(dòng)軸承3，將5k～35kHz的振動(dòng)波形，以1/2倍頻帶分割頻率并采集6個(gè)頻帶，對(duì)各頻帶的波形進(jìn)行包絡(luò)線(xiàn)處理，算出頻譜后，對(duì)軸承的型號(hào)與廠牌等的軸承各諸元進(jìn)行判定，若該被診斷滾動(dòng)軸承3的型號(hào)與廠牌為未知時(shí)，從各頻帶的包絡(luò)線(xiàn)處理頻譜，在旋轉(zhuǎn)數(shù)×1.6～7的范圍內(nèi)抽出頻譜的峰值，算出所抽出的各頻帶的峰值頻率成分的相對(duì)感度(即與正常時(shí)的比)，求出峰值頻率成分的相對(duì)感度的上位3頻帶平均，判定峰值頻率成分的上位3頻帶的相對(duì)感度平均是否超過(guò)閾值(＝2.0)。
于該判定步驟的閾值，為超過(guò)1的數(shù)值。
按照本發(fā)明的潤(rùn)滑油劣化檢測(cè)方式的剩余壽命診斷方法，其特征在于具備基礎(chǔ)資料采集步驟，對(duì)滾動(dòng)軸承3中雜質(zhì)混入狀態(tài)與振動(dòng)、軸承壽命的關(guān)系以及潤(rùn)滑油的劣化與振動(dòng)、軸承壽命的關(guān)系，使用加速度傳感器4求出振動(dòng)信號(hào)，以實(shí)驗(yàn)裝置采集頻帶信號(hào)(含可獲得最高感度檢測(cè)的共振頻帶信號(hào))；測(cè)定步驟，對(duì)泵、風(fēng)扇等旋轉(zhuǎn)機(jī)器1、2所具備并欲診斷剩余壽命的滾動(dòng)軸承3，使用加速度傳感器4求出振動(dòng)信號(hào)，并測(cè)定頻帶信號(hào)(含可獲得最高感度檢測(cè)的共振頻帶信號(hào))；以及判定步驟，使用該測(cè)定步驟所求出的測(cè)定值與該基礎(chǔ)資料采集步驟所求得的資料，來(lái)推測(cè)該被診斷滾動(dòng)軸承3的雜質(zhì)混入狀態(tài)與潤(rùn)滑油的劣化狀態(tài)，并算出該被診斷滾動(dòng)軸承3的剩余壽命。
該判定步驟，對(duì)該被診斷滾動(dòng)軸承3，從具有1k～64kHz頻帶的振動(dòng)信號(hào)，計(jì)算含有傳感器共振頻帶的窄頻帶及寬頻帶2個(gè)頻帶的有效值的相對(duì)感度，判定窄頻帶有效值相對(duì)感度×寬頻帶有效值相對(duì)感度的特征量是否超過(guò)閾值，若未超過(guò)閾值，則判定為正常。
該判定步驟，對(duì)該被診斷滾動(dòng)軸承3，從具有5k～35kHz頻帶的振動(dòng)信號(hào)，計(jì)算23k～32kHz與5k～35kHz計(jì)2個(gè)頻帶的有效值的相對(duì)感度，判定23k～32kHz有效值相對(duì)感度×5k～35kHz有效值相對(duì)感度的特征量是否超過(guò)閾值，若未超過(guò)閾值，則判定為正常。
于該判定步驟的閾值，為超過(guò)1的數(shù)值。
該判定步驟，對(duì)該被診斷滾動(dòng)軸承3，判定頻帶分割數(shù)中的上位頻帶平均，是否有任一個(gè)超過(guò)閾值，若超過(guò)閾值時(shí)，為防止壓痕/潤(rùn)滑油劣化的誤判，制作振動(dòng)波形的時(shí)間頻率分布，并藉由人員確認(rèn)所制作的時(shí)間頻率分布。
該判定步驟，對(duì)該被診斷滾動(dòng)軸承3，判定峰值頻率成分的上位3頻帶的相對(duì)感度平均是否超過(guò)閾值，若超過(guò)閾值時(shí)，為防止壓痕/潤(rùn)滑油劣化的誤判，制作振動(dòng)波形的時(shí)間頻率分布，并藉由人員確認(rèn)所制作的時(shí)間頻率分布。
于該判定步驟，對(duì)該被診斷滾動(dòng)軸承3，判定寬頻帶有效值相對(duì)感度×窄頻帶有效值相對(duì)感度是否超過(guò)閾值，若超過(guò)閾值時(shí)，為防止壓痕/潤(rùn)滑油劣化的誤判，制作振動(dòng)波形的時(shí)間頻率分布，并藉由人員確認(rèn)所制作的時(shí)間頻率分布。
于該判定步驟，使用計(jì)算壽命與0～1的剩余壽命系數(shù)的乘積所算出的剩余壽命推測(cè)式，來(lái)診斷壓痕起點(diǎn)型剝離狀態(tài)及潤(rùn)滑油劣化狀態(tài)的剩余壽命。
于該判定步驟，對(duì)該被診斷滾動(dòng)軸承3，判定帶通頻率成分的頻帶分割數(shù)中的上位頻帶平均，是否有任一個(gè)超過(guò)閾值，若超過(guò)閾值時(shí)，確認(rèn)為壓痕起點(diǎn)型剝離狀態(tài)，從上位3頻帶的相對(duì)感度平均來(lái)推測(cè)壓痕尺寸，以下列的數(shù)學(xué)式[式(1)]來(lái)計(jì)算并診斷壓痕起點(diǎn)型剝離狀態(tài)的剩余壽命。
L10＝L10h*10(0.0038dlog(P/C)-0.272log(d)+0.416)于該判定步驟，對(duì)該被診斷滾動(dòng)軸承3，判定峰值頻率成分的上位3頻帶的相對(duì)感度平均是否超過(guò)閾值，若超過(guò)閾值時(shí)，確認(rèn)為壓痕起點(diǎn)型剝離狀態(tài)，從上位3頻帶的相對(duì)感度平均來(lái)推測(cè)壓痕尺寸，以下列的數(shù)學(xué)式[式(1)]來(lái)計(jì)算并診斷壓痕起點(diǎn)型剝離狀態(tài)的剩余壽命。
L10＝L10h*10(0.0038dlog(P/C)-0272log(d)+0.416)
于該判定步驟，壓痕起點(diǎn)型剝離狀態(tài)的剩余壽命推測(cè)式為壓痕產(chǎn)生后的剩余壽命，其中，計(jì)算壽命為下列數(shù)學(xué)式[式(2)]的基本動(dòng)額定壽命，剩余壽命系數(shù)為P/C及振動(dòng)值的函數(shù)。
L10h=10660n(CP)3]]>于該判定步驟，潤(rùn)滑油劣化狀態(tài)的剩余壽命推測(cè)式為潤(rùn)滑油劣化產(chǎn)生后的剩余壽命，其中，計(jì)算壽命為下列數(shù)學(xué)式[式(3)]所算出的計(jì)算壽命，剩余壽命系數(shù)為振動(dòng)值的函數(shù)。
log(Lhb)=-2.30+2450273+t-0.301(SG+SN+SW)]]>于該判定步驟，對(duì)該被診斷滾動(dòng)軸承3，算出傳感器共振頻帶23k～32kHz的有效值及5k～35kHz的有效值的相對(duì)感度，判定23k～32kHz有效值相對(duì)感度×5k～35kHz有效值相對(duì)感度是否超過(guò)閾值，若超過(guò)閾值，確認(rèn)為潤(rùn)滑油劣化狀態(tài)，從23k～32kHz的有效值相對(duì)感度，以下列的數(shù)學(xué)式[式(4)]來(lái)計(jì)算并診斷潤(rùn)滑油劣化狀態(tài)下的剩余壽命。
L=Lhb*Vr-4.44]]>于該判定步驟，對(duì)該被診斷滾動(dòng)軸承3，算出1k～64kHz振動(dòng)波形的倒頻譜(cepstrum)，并算出倒頻譜的峰度，判定倒頻譜的峰度是否超過(guò)閾值，若超過(guò)閾值時(shí)，則判定為壓痕起點(diǎn)型剝離狀態(tài)，若未超過(guò)閾值時(shí)，則推測(cè)為潤(rùn)滑油劣化狀態(tài)。
于該判定步驟的閾值，為超過(guò)3的數(shù)值。
于該判定步驟，若判定有壓痕起點(diǎn)型剝離狀態(tài)或潤(rùn)滑油劣化狀態(tài)的異常時(shí)，則不需人員進(jìn)行判斷，也不需表示時(shí)間頻率分布。
于該判定步驟，對(duì)該被診斷滾動(dòng)軸承3，若超過(guò)該閾值，判定為壓痕起點(diǎn)型剝離狀態(tài)時(shí)，從上位3頻帶的相對(duì)感度平均來(lái)推測(cè)壓痕尺寸，診斷壓痕起點(diǎn)型剝離狀態(tài)下的剩余壽命，以時(shí)間單位來(lái)表現(xiàn)剩余壽命。
于該判定步驟，對(duì)該被診斷滾動(dòng)軸承3，若未超過(guò)該閾值，判定為潤(rùn)滑油劣化狀態(tài)時(shí)，從該被診斷滾動(dòng)軸承3的23k～32kHz有效值來(lái)推測(cè)潤(rùn)滑油劣化程度，診斷潤(rùn)滑油劣化狀態(tài)下的剩余壽命，以時(shí)間單位來(lái)表現(xiàn)剩余壽命。
于該判定步驟，對(duì)該被診斷滾動(dòng)軸承3，測(cè)定5k～35kHz的振動(dòng)波形。為檢測(cè)壓痕，將5k～35kHz頻帶分成6個(gè)頻帶并算出包絡(luò)線(xiàn)處理頻譜，判定此包絡(luò)線(xiàn)處理頻譜是否超過(guò)閾值，若未超過(guò)閾值，則推測(cè)為正常，若超過(guò)閾值，雖無(wú)法特定為壓痕起點(diǎn)型剝離狀態(tài)的異常故障狀態(tài)，但可推測(cè)為有異常產(chǎn)生。
該判定步驟，為了檢測(cè)被診斷滾動(dòng)軸承3的潤(rùn)滑油劣化，算出其特征量(23k～32kHz有效值×5k～35kHz有效值)，判定潤(rùn)滑油劣化的特征量是否超過(guò)閾值，若未超過(guò)閾值，則推測(cè)為正常，若超過(guò)閾值，雖無(wú)法特定為潤(rùn)滑油劣化狀態(tài)的異常故障狀態(tài)，但可推測(cè)為有異常產(chǎn)生。
于該判定步驟的閾值，為2.0。
于該判定步驟，為了辨別該被診斷滾動(dòng)軸承3的壓痕與潤(rùn)滑油劣化，算出其特征量(倒頻譜的峰度)，判定倒頻譜的峰度是否超過(guò)閾值，若超過(guò)閾值，則判定為有壓痕起點(diǎn)型剝離狀態(tài)的異常，若未超過(guò)閾值，則推測(cè)為有潤(rùn)滑油劣化狀態(tài)的異常。
于該判定步驟的閾值為3.8。
于該判定步驟，若該被診斷滾動(dòng)軸承3的壓痕檢測(cè)的結(jié)果未超過(guò)閾值，且潤(rùn)滑油劣化檢測(cè)的結(jié)果也未超過(guò)閾值時(shí)，則判定其被診斷滾動(dòng)軸承3為正常。
于該判定步驟，若被診斷滾動(dòng)軸承3的壓痕檢測(cè)的結(jié)果已超過(guò)閾值，且無(wú)法特定故障狀態(tài)，或潤(rùn)滑油劣化檢測(cè)的結(jié)果已超過(guò)閾值，且無(wú)法特定故障狀態(tài)時(shí)，則需加以注意，針對(duì)壓痕量、潤(rùn)滑油劣化量、壓痕/潤(rùn)滑油辨別量，表示時(shí)間頻率分布，并以人員進(jìn)行判定以診斷故障模式。
于該判定步驟，若被診斷滾動(dòng)軸承3的壓痕檢測(cè)的結(jié)果超過(guò)閾值，且倒頻譜的峰度超過(guò)閾值時(shí)，則判定為有壓痕起點(diǎn)型剝離狀態(tài)的異常，并有壓痕的產(chǎn)生，并診斷壓痕起點(diǎn)型剝離狀態(tài)的剩余壽命。
于該判定步驟，若被診斷滾動(dòng)軸承3的潤(rùn)滑油劣化檢測(cè)的結(jié)果超過(guò)閾值，且倒頻譜的峰度未超過(guò)閾值時(shí)，則判定為有潤(rùn)滑油劣化狀態(tài)的異常，且有潤(rùn)滑油劣化的產(chǎn)生，并診斷潤(rùn)滑油劣化狀態(tài)下的剩余壽命。
于該判定步驟，若被診斷滾動(dòng)軸承3，判定為有壓痕起點(diǎn)型剝離狀態(tài)的異常，或有潤(rùn)滑油劣化狀態(tài)的異常時(shí)，則需加以注意，針對(duì)壓痕量、潤(rùn)滑油劣化量、壓痕/潤(rùn)滑油辨別量，表示時(shí)間頻率分布，并以人員進(jìn)行判定并診斷故障模式。
于該判定步驟，壓痕及潤(rùn)滑油劣化檢測(cè)用的閾值，可以(a)BRG尺寸、(b)機(jī)器重量、(c)電動(dòng)機(jī)輸出、(d)機(jī)器種類(lèi)、及(e)上述(a)～(d)的組合，來(lái)進(jìn)行變更。
于該判定步驟，除了壓痕及潤(rùn)滑油劣化的檢測(cè)，更加上以頻率解析來(lái)診斷機(jī)器的不平衡、未對(duì)準(zhǔn)、基礎(chǔ)松動(dòng)等現(xiàn)有的故障檢測(cè)方法，可綜合性地診斷旋轉(zhuǎn)機(jī)所有的故障。
按照本發(fā)明所提供的滾動(dòng)軸承的剩余壽命診斷裝置，其特征在于具備加速度傳感器4，用以測(cè)定被診斷剩余壽命的被診斷滾動(dòng)軸承3的振動(dòng)信號(hào)；模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器5，用以轉(zhuǎn)換該加速度傳感器4所求得的資料；特征量抽出部6，用以從該模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器5所轉(zhuǎn)換的振動(dòng)信號(hào)，抽出壓痕及潤(rùn)滑油劣化的特征；測(cè)定結(jié)果數(shù)據(jù)庫(kù)7，用以?xún)?chǔ)存記錄著滾動(dòng)軸承中雜質(zhì)混入狀態(tài)與振動(dòng)、軸承壽命的關(guān)系，及潤(rùn)滑油的劣化狀態(tài)與振動(dòng)、軸承壽命的關(guān)系的基礎(chǔ)資料；泵、風(fēng)扇等旋轉(zhuǎn)機(jī)器1、2所具備的被診斷滾動(dòng)軸承3的正常狀態(tài)時(shí)，所采集的振動(dòng)資料；以及關(guān)于軸承載重、旋轉(zhuǎn)速度、運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間及滾動(dòng)軸承編號(hào)的資料；剩余壽命診斷部8，藉由使用儲(chǔ)存于該測(cè)定結(jié)果數(shù)據(jù)庫(kù)7的資料，依據(jù)該特征量抽出部6抽出的該被診斷滾動(dòng)軸承3的振動(dòng)信號(hào)，判定該被診斷滾動(dòng)軸承3的雜質(zhì)混入與潤(rùn)滑油劣化狀態(tài)，并診斷其剩余壽命；以及被診斷結(jié)果表示部9，用以表示該剩余壽命診斷部8的結(jié)果。
在上述構(gòu)成的被診斷方法中，于基礎(chǔ)資料采集步驟，預(yù)先對(duì)雜質(zhì)的混入或潤(rùn)滑油的劣化造成潤(rùn)滑劣化時(shí)，所產(chǎn)生的滾動(dòng)軸承的壓痕形成狀態(tài)取得基礎(chǔ)資料，該資料針對(duì)加速度與雜質(zhì)混入狀態(tài)的關(guān)系、及加速度與潤(rùn)滑油狀態(tài)的關(guān)系而用實(shí)驗(yàn)裝置采集所得。于測(cè)定步驟，對(duì)旋轉(zhuǎn)機(jī)器1、2所具備的欲被診斷剩余壽命的被診斷滾動(dòng)軸承3，使用加速度傳感器4求出振動(dòng)信號(hào)，測(cè)定可獲得最高感度檢測(cè)的共振頻帶信號(hào)或高頻信號(hào)。
接著，于判定步驟，使用以測(cè)定步驟所求得的測(cè)定值、該基礎(chǔ)資料采集步驟所求得的資料、預(yù)先測(cè)定的被診斷滾動(dòng)軸承3的正常狀態(tài)的軸承載重、旋轉(zhuǎn)速度與運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間、以及滾動(dòng)軸承編號(hào)的振動(dòng)資料，來(lái)推測(cè)該被診斷滾動(dòng)軸承3的雜質(zhì)混入狀態(tài)、潤(rùn)滑油的劣化狀態(tài)，并算出該被診斷滾動(dòng)軸承3的剩余壽命。
于此判定步驟，首先，算出振動(dòng)的增加傾向，藉此判定該被診斷滾動(dòng)軸承3為劣化初期或末期狀態(tài)。
判定為劣化初期后，進(jìn)一步進(jìn)行如下判定。首先，使用該測(cè)定步驟所求得的被診斷滾動(dòng)軸承3的加速度傳感器4的共振頻帶信號(hào)、或高頻帶信號(hào)、及預(yù)先測(cè)定的被診斷滾動(dòng)軸承3正常時(shí)的振動(dòng)資料，判定該被診斷滾動(dòng)軸承3為正常的劣化過(guò)程、雜質(zhì)混入過(guò)程或潤(rùn)滑油的劣化過(guò)程。
若被診斷滾動(dòng)軸承3未有雜質(zhì)混入、潤(rùn)滑油也不為劣化狀態(tài)，雖判定為劣化初期但軸承狀態(tài)為正常的情形，則算出額定壽命當(dāng)作其剩余壽命。接著，若判定被診斷滾動(dòng)軸承3有雜質(zhì)混入、且為劣化初期狀態(tài)的情形，則以該基礎(chǔ)資料采集步驟的振動(dòng)資料，來(lái)推測(cè)混入的雜質(zhì)的尺寸，并算出其剩余壽命。進(jìn)一步，若該被診斷滾動(dòng)軸承3的潤(rùn)滑油劣化的情形，則判定軸承狀態(tài)為劣化初期，以該資料采集步驟的振動(dòng)資料，來(lái)推測(cè)該潤(rùn)滑油的劣化，并算出其剩余壽命。
最后，判定為劣化末期時(shí)，根據(jù)該加速度的低頻帶振動(dòng)的增加傾向，算出剩余壽命。此時(shí)，在本發(fā)明的被診斷方法中，不僅預(yù)測(cè)振動(dòng)的增加傾向，更可藉由觀測(cè)從雜質(zhì)混入與潤(rùn)滑油的劣化起至加速度急增為止的經(jīng)過(guò)時(shí)間，算出更高精度的剩余壽命。
如此，本發(fā)明，于旋轉(zhuǎn)機(jī)器1、2運(yùn)轉(zhuǎn)中來(lái)推測(cè)其滾動(dòng)軸承3的壽命，藉此，可確定更換時(shí)期，進(jìn)行更有效率的機(jī)器1、2的維修。例如，發(fā)電廠的旋轉(zhuǎn)機(jī)器1、2，可容易地訂定計(jì)劃，以避開(kāi)運(yùn)轉(zhuǎn)率高的夏季，改由于秋季實(shí)施其滾動(dòng)軸承3的更換，并謀求維修的效率化。此外，對(duì)于因現(xiàn)有剩余壽命診斷方法的精度不足，因而必需進(jìn)行定期檢查的旋轉(zhuǎn)機(jī)器，由于可早期地診斷剩余壽命，故檢查周期的長(zhǎng)期化、劣化資料的采集變得容易，可望有效率地從現(xiàn)有的定期檢查體制，移轉(zhuǎn)成依機(jī)器進(jìn)行維修的狀態(tài)基準(zhǔn)維修體制。
特別是，在本發(fā)明中，藉由判定欲被診斷剩余壽命的該被診斷滾動(dòng)軸承3的型號(hào)與廠牌等軸承各諸元，根據(jù)其軸承的特性，可正確地診斷剩余壽命。也就是說(shuō)，根據(jù)是否可辨別被診斷滾動(dòng)軸承3的型號(hào)與廠牌，可從其后的特定的測(cè)定結(jié)果來(lái)判定是否超過(guò)了閾值，而判定或推測(cè)為正常與異常。
此外，在本發(fā)明中，可辨別該被診斷滾動(dòng)軸承3的異常為壓痕或潤(rùn)滑油短缺所造成的異常，并正確地判定剩余壽命。例如，推測(cè)為壓痕起點(diǎn)型剝離狀態(tài)時(shí)，可根據(jù)既定的數(shù)學(xué)式來(lái)推測(cè)壓痕尺寸，并診斷剩余壽命。另外，推測(cè)為潤(rùn)滑油劣化狀態(tài)時(shí)，可根據(jù)既定的數(shù)學(xué)式來(lái)推測(cè)潤(rùn)滑劣化程度，并診斷剩余壽命。
壓痕起點(diǎn)型剝離狀態(tài)造成的異常、或潤(rùn)滑油劣化狀態(tài)造成的異常，在辨別上困難時(shí)，為防止其誤判，可以人員來(lái)確認(rèn)時(shí)間頻率分布，藉此，可診斷確實(shí)的剩余壽命。
如此，藉由綜合性地判定壓痕起點(diǎn)型剝離狀態(tài)與潤(rùn)滑油劣化狀態(tài)兩者，對(duì)滾動(dòng)軸承3，可診斷更加精確的剩余壽命。本發(fā)明的剩余壽命診斷方法，可與現(xiàn)有的檢測(cè)不平衡、未對(duì)準(zhǔn)及基礎(chǔ)松動(dòng)的現(xiàn)有檢測(cè)方法搭配使用。
在上述構(gòu)成的剩余壽命診斷裝置中，潤(rùn)滑油中的雜質(zhì)混入與潤(rùn)滑油的劣化狀態(tài)，可以加速度傳感器4的共振頻帶信號(hào)或高頻信號(hào)，來(lái)低成本地檢測(cè)，根據(jù)所檢測(cè)的雜質(zhì)的狀態(tài)、潤(rùn)滑油的狀態(tài)，可早期地高精度推測(cè)滾動(dòng)軸承3的壽命。
如此，本發(fā)明，于旋轉(zhuǎn)機(jī)器1、2運(yùn)轉(zhuǎn)中推測(cè)其滾動(dòng)軸承3的壽命，藉此，可于檢查進(jìn)度診斷報(bào)告輸出部10，確定更換周期或更換時(shí)期，進(jìn)行更有效率的機(jī)器維修。例如，發(fā)電廠的旋轉(zhuǎn)機(jī)器1、2，可容易地訂定計(jì)劃，以避開(kāi)運(yùn)轉(zhuǎn)率高的夏季，改由于秋季實(shí)施其滾動(dòng)軸承3的更換。此外，以往，對(duì)于必需進(jìn)行定期檢查的設(shè)備，由于可進(jìn)行早期的剩余壽命判定，故檢查周期的長(zhǎng)期化、劣化資料的采集變得容易，可有效率地從現(xiàn)有的定期檢查體制，移轉(zhuǎn)成依機(jī)器的狀態(tài)來(lái)進(jìn)行維修的狀態(tài)基準(zhǔn)的維修體制。


圖1，是表示本發(fā)明的滾動(dòng)軸承的剩余壽命診斷方法的方塊圖。
圖2，是表示剩余壽命診斷方法欲診斷的電動(dòng)機(jī)與旋轉(zhuǎn)機(jī)器所具備的滾動(dòng)軸承的一例的截面圖。
圖3，是表示滾動(dòng)軸承的剩余壽命診斷方法的流程圖。
圖4，是表示判定軸承各諸元的滾動(dòng)軸承的剩余壽命診斷方法的流程圖。
圖5，是表示軸承各諸元為已知時(shí)，使用壓痕特征量的滾動(dòng)軸承的剩余壽命診斷方法的流程圖。
圖6，是表示軸承各諸元為未知時(shí)，使用壓痕特征量的滾動(dòng)軸承的剩余壽命診斷方法的流程圖。
圖7，是表示壓痕的大小及載重的大小，影響軸承的剩余壽命的曲線(xiàn)圖。
圖8，是表示潤(rùn)滑油短缺的軸承相對(duì)振動(dòng)值與剩余壽命的關(guān)系的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。
圖9，表示相對(duì)感度與壓痕尺寸的關(guān)系。
圖10，是診斷泵驅(qū)動(dòng)用電動(dòng)機(jī)所使用的滾動(dòng)軸承的剩余壽命的結(jié)果；從上方起依序表示波形、FFT頻譜、擴(kuò)大后與時(shí)間頻率分布；(a)表示正常狀態(tài)，(b)表示產(chǎn)生壓痕的狀態(tài)，(c)表示產(chǎn)生潤(rùn)滑油劣化的狀態(tài)。
圖11，是表示本發(fā)明的滾動(dòng)軸承的剩余壽命診斷裝置的構(gòu)成方塊圖。
圖12，是表示現(xiàn)有的剩余壽命診斷方法的流程圖。
主要組件代表符號(hào)1泵、風(fēng)扇2電動(dòng)機(jī)3滾動(dòng)軸承(被診斷滾動(dòng)軸承)4加速度傳感器5模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器6特征量抽出部7測(cè)定結(jié)果數(shù)據(jù)庫(kù)8剩余壽命診斷部9被診斷結(jié)果表示部10檢查進(jìn)度診斷報(bào)告輸出部11傳送用調(diào)制解調(diào)器12打印機(jī)具體實(shí)施方式
本發(fā)明的滾動(dòng)軸承的剩余壽命診斷方法，于實(shí)驗(yàn)機(jī)具備基礎(chǔ)資料采集步驟，用以采集雜質(zhì)混入狀態(tài)、潤(rùn)滑油的劣化狀態(tài)與振動(dòng)、軸承壽命的關(guān)系；測(cè)定步驟，用以對(duì)欲診斷泵、風(fēng)扇等旋轉(zhuǎn)機(jī)器或電動(dòng)機(jī)等旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)部分所具備的滾動(dòng)軸承的剩余壽命，測(cè)定該滾動(dòng)軸承的共振頻帶信號(hào)或高頻信號(hào)；以及判定步驟，用以判定被診斷滾動(dòng)軸承的剩余壽命。
(實(shí)施例1)以下，參照?qǐng)D式來(lái)說(shuō)明本發(fā)明的較佳實(shí)施例。
圖1，表示本發(fā)明的滾動(dòng)軸承的剩余壽命診斷方法的方塊圖。圖2，表示剩余壽命診斷方法診斷對(duì)象的電動(dòng)機(jī)與旋轉(zhuǎn)機(jī)器所具備的滾動(dòng)軸承一例的截面圖。
在基礎(chǔ)資料采集步驟中，為模擬雜質(zhì)混入，直接弄傷分解后的軸承的轉(zhuǎn)動(dòng)面，使軸承產(chǎn)生壓痕，此外，為模擬潤(rùn)滑油的劣化狀態(tài)，使用潤(rùn)滑油短缺的軸承，于軸承載重試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行試驗(yàn)，采集基礎(chǔ)資料。此外，其它的模擬雜質(zhì)混入的方法，有于潤(rùn)滑油混入雜質(zhì)替代用的異物、改變混入的異物的量及大小、改變混入的異物的硬度等。同樣地，模擬潤(rùn)滑油劣化的方法，有使用氧化劣化的潤(rùn)滑油、混入水等。
在此基礎(chǔ)資料采集步驟中，預(yù)先混入雜質(zhì)或潤(rùn)滑油的劣化造成潤(rùn)滑劣化時(shí)，針對(duì)滾動(dòng)軸承3的壓痕形成狀態(tài)，取得其加速度與壓痕大小的關(guān)系的資料。滾動(dòng)軸承3的主要的劣化形態(tài)，有內(nèi)部起點(diǎn)型剝離與表面起點(diǎn)型剝離兩種劣化狀態(tài)。此內(nèi)部起點(diǎn)型剝離，是滾動(dòng)組件轉(zhuǎn)動(dòng)面所受到的反復(fù)應(yīng)力，集中于轉(zhuǎn)動(dòng)面表層下，從轉(zhuǎn)動(dòng)面內(nèi)部產(chǎn)生剝離。表面起點(diǎn)型剝離，是因雜質(zhì)等異物混入潤(rùn)滑油中，造成轉(zhuǎn)動(dòng)面表面損傷，從轉(zhuǎn)動(dòng)面表面產(chǎn)生剝離。本來(lái)軸承的壽命是指于內(nèi)部起點(diǎn)型剝離狀態(tài)下的壽命；此壽命，由于近年來(lái)材料技術(shù)的進(jìn)步，已展延為軸承的額定壽命的數(shù)倍～數(shù)十倍。另一方面，潤(rùn)滑油中的異物混入所造成的表面起點(diǎn)型剝離狀態(tài)下的壽命，為內(nèi)部起點(diǎn)型剝離的壽命的幾分之一至幾十分之一，明顯地變短。
如此，滾動(dòng)軸承3具有多樣的劣化狀態(tài)，將這些劣化狀態(tài)、破壞機(jī)制列為考慮，于軸承的剩余壽命診斷中，非常重要。于是，在本發(fā)明中，考慮此種滾動(dòng)軸承3的劣化狀態(tài)，為了較現(xiàn)有的方法更能早期地診斷可被診斷且高精度的剩余壽命，其前提是使用基礎(chǔ)資料采集步驟。
對(duì)旋轉(zhuǎn)機(jī)器1、2所具備并欲診斷剩余壽命的滾動(dòng)軸承3，于判定步驟中，采取剩余壽命診斷準(zhǔn)備階段與測(cè)定步驟。在剩余壽命診斷準(zhǔn)備階段中，對(duì)被診斷滾動(dòng)軸承3，使用軸承載重、旋轉(zhuǎn)速度、運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間及滾動(dòng)軸承編號(hào)的資料及加速度傳感器4，收集正常時(shí)的振動(dòng)資料。在測(cè)定步驟中，對(duì)運(yùn)轉(zhuǎn)中的被診斷滾動(dòng)軸承3，使用加速度傳感器4求出振動(dòng)信號(hào)，測(cè)定可獲得最高感度檢測(cè)的共振頻帶信號(hào)或高頻信號(hào)。
圖3，表示滾動(dòng)軸承的剩余壽命診斷方法的流程圖。
使用基礎(chǔ)資料采集步驟及剩余壽命診斷準(zhǔn)備階段所求出的資料，依據(jù)圖3所示的流程，推測(cè)被診斷滾動(dòng)軸承3為劣化初期或末期狀態(tài)，并診斷剩余壽命。
對(duì)被診斷滾動(dòng)軸承3，測(cè)定1k～64kHz的振動(dòng)波形。進(jìn)一步地，較佳為測(cè)定5k～35kHz的振動(dòng)波形。為檢測(cè)壓痕，將該頻帶分割成復(fù)數(shù)個(gè)頻帶并算出包絡(luò)線(xiàn)處理頻譜，判定此復(fù)數(shù)個(gè)頻帶的包絡(luò)線(xiàn)處理頻譜是否超過(guò)閾值(＝2.0)，未超過(guò)閾值時(shí)，則推測(cè)為正常。另一方面，超過(guò)閾值時(shí)，則判定有壓痕起點(diǎn)型剝離狀態(tài)的異常，或雖有異常但無(wú)法特定故障狀態(tài)時(shí)，則進(jìn)行下一個(gè)判定。
例如，使用處理被診斷滾動(dòng)軸承3的振動(dòng)測(cè)定波形的結(jié)果、算出的振動(dòng)值與滾動(dòng)軸承3的計(jì)算壽命，算出并判定此滾動(dòng)軸承3的剩余壽命。
為檢測(cè)潤(rùn)滑油劣化，算出其特征量(23k～32kHz有效值×5k～35kHz有效值)，判定潤(rùn)滑油劣化的特征量是否超過(guò)閾值(＝2.0)，未超過(guò)閾值時(shí)，則推測(cè)為正常。另一方面，超過(guò)閾值時(shí)，則推測(cè)有潤(rùn)滑油劣化狀態(tài)的異常，或雖有異常但無(wú)法特定故障狀態(tài)時(shí)，則進(jìn)行下一個(gè)判定。
在此，閾值較佳為2.0，但若為超過(guò)1.0的值，即可利用于判定上。此閾值會(huì)依據(jù)滾動(dòng)軸承3的尺寸型式、所使用的機(jī)器的重量、機(jī)器的種類(lèi)、電動(dòng)機(jī)器的容量(kw)等進(jìn)行改變。或依據(jù)這些的組合來(lái)進(jìn)行改變。
為辨別壓痕與潤(rùn)滑油劣化，算出其特征量(倒頻譜的峰度)，判定倒頻譜的峰度是否超過(guò)閾值(＝3.8)，若超過(guò)閾值時(shí)，則判定有壓痕起點(diǎn)型剝離狀態(tài)的異常。另一方面，若未超過(guò)閾值時(shí)，則推測(cè)有潤(rùn)滑油劣化狀態(tài)的異常。
在此，閾值較佳為3.8，但若為超過(guò)3.0的值，即可利用于判定上。此閾值，如上述，會(huì)依據(jù)滾動(dòng)軸承3的尺寸型式、所使用的機(jī)器的重量、機(jī)器的種類(lèi)、電動(dòng)機(jī)器的容量(kw)等進(jìn)行改變?；蛞罁?jù)這些的組合來(lái)進(jìn)行改變。
若上述壓痕檢測(cè)的結(jié)果未超過(guò)閾值時(shí)，且潤(rùn)滑油劣化檢測(cè)的結(jié)果也未超過(guò)閾值時(shí)，則判定其被診斷滾動(dòng)軸承3為[正常]。即使壓痕檢測(cè)的結(jié)果未超過(guò)閾值，但潤(rùn)滑油劣化檢測(cè)的結(jié)果判定為異常時(shí)，仍判定其被診斷滾動(dòng)軸承3為異常。同樣地，即使?jié)櫥土踊瘷z測(cè)的結(jié)果未超過(guò)閾值，但壓痕檢測(cè)的結(jié)果判定為異常時(shí)，仍判定其被診斷滾動(dòng)軸承3為異常。
若上述壓痕檢測(cè)的結(jié)果超過(guò)閾值，但無(wú)法特定故障狀態(tài)時(shí)，或潤(rùn)滑油劣化檢測(cè)的結(jié)果超過(guò)閾值，但無(wú)法特定故障狀態(tài)時(shí)，則需加以注意，針對(duì)壓痕量、潤(rùn)滑油劣化量、壓痕/潤(rùn)滑油辨別量，表示時(shí)間頻率分布。進(jìn)一步，以人員進(jìn)行判定并診斷故障狀態(tài)。
若壓痕檢測(cè)的結(jié)果超過(guò)閾值，且倒頻譜的峰度超過(guò)閾值時(shí)，則判定有壓痕起點(diǎn)型剝離狀態(tài)的異常。其結(jié)果，判定為有壓痕的產(chǎn)生，并診斷在壓痕起點(diǎn)型剝離狀態(tài)下的剩余壽命。
若潤(rùn)滑油劣化檢測(cè)的結(jié)果超過(guò)閾值，但倒頻譜的峰度未超過(guò)閾值時(shí)，則判定有潤(rùn)滑油劣化狀態(tài)的異常。其結(jié)果，判定為有潤(rùn)滑油劣化的產(chǎn)生，并診斷在潤(rùn)滑油劣化狀態(tài)下的剩余壽命。
進(jìn)一步，若推測(cè)為有壓痕起點(diǎn)型剝離狀態(tài)的異常，或判定為有潤(rùn)滑油劣化狀態(tài)的異常時(shí)，則需加以注意，針對(duì)壓痕量、潤(rùn)滑油劣化量、壓痕/潤(rùn)滑油辨別量，表示時(shí)間頻率分布。進(jìn)一步，以人員進(jìn)行判定并診斷故障狀態(tài)。
此外，若判定為有壓痕起點(diǎn)型剝離狀態(tài)或潤(rùn)滑油劣化狀態(tài)的異常時(shí)，則不針對(duì)其壓痕量、潤(rùn)滑油劣化量、壓痕/潤(rùn)滑油辨別量，表示時(shí)間頻率分布。
(實(shí)施例2)圖4，表示滾動(dòng)軸承的剩余壽命診斷方法的流程圖，用以判定實(shí)施例2的滾動(dòng)軸承的型號(hào)與廠牌。圖5，表示軸承各諸元為已知時(shí)，使用壓痕特征量判定滾動(dòng)軸承的剩余壽命診斷方法的流程圖。圖6，表示軸承各諸元為未知時(shí)，使用壓痕特征量判定滾動(dòng)軸承的剩余壽命診斷方法的流程圖。
針對(duì)實(shí)施例2需判定滾動(dòng)軸承3的型號(hào)與廠牌等各諸元的壓痕檢測(cè)方式，來(lái)進(jìn)行說(shuō)明。
對(duì)被診斷滾動(dòng)軸承3，將5k～35kHz的振動(dòng)波形以1/2倍頻帶進(jìn)行頻率分割，并采集6頻帶，對(duì)各頻帶的波形進(jìn)行包絡(luò)線(xiàn)處理，算出頻譜，對(duì)滾動(dòng)軸承3的型號(hào)與廠牌進(jìn)行判定。此乃基于，若可辨別滾動(dòng)軸承3的型號(hào)與廠牌，則可知其軸承的特征，并容易更正確地推測(cè)其剩余壽命。
滾動(dòng)軸承分型號(hào)與廠牌為已知時(shí)，進(jìn)行如下的判定。
從滾動(dòng)軸承3分各諸元計(jì)算軸承帶通頻率，并從各頻帶分包絡(luò)線(xiàn)處理頻譜抽出帶通頻率成分(finn.fout.fball3個(gè))，算出抽出分各頻帶的帶通頻率成分的相對(duì)感度(即與正常時(shí)的比)，求出帶通頻率成分的相對(duì)感度的上位3頻帶平均。對(duì)finn.fout.fball3個(gè)獨(dú)立進(jìn)行運(yùn)算。判定此頻帶頻率成分的上位3頻帶平均(finn.fout.fball3個(gè))，是否有任何一個(gè)超過(guò)閾值，未超過(guò)閾值時(shí)則推測(cè)為正常。
另一方面，超過(guò)此閾值時(shí)，為防止壓痕/潤(rùn)滑油劣化的誤判，以人員進(jìn)行時(shí)間頻率分布確認(rèn)，制作振動(dòng)波形的時(shí)間頻率分布，并表示時(shí)間頻率分布。這是因?yàn)槿藛T的判定可最準(zhǔn)確地進(jìn)行的緣故。
滾動(dòng)軸承的型號(hào)與廠牌為未知時(shí)，進(jìn)行如下的判定。
對(duì)被診斷滾動(dòng)軸承3，從各頻帶的包絡(luò)線(xiàn)處理頻譜，在旋轉(zhuǎn)數(shù)×1.5～7的范圍內(nèi)，抽出頻譜的峰值，算出抽出的各頻帶的峰值頻率成分的相對(duì)感度(即與正常時(shí)的比)，求出峰值頻率成分的相對(duì)感度的上位3頻帶平均，推測(cè)峰值頻率成分的上位3頻帶的相對(duì)感度平均是否超過(guò)閾值(＝2.0)，未超過(guò)閾值時(shí)，則推測(cè)為正常。
另一方面，超過(guò)閾值時(shí)，確認(rèn)為壓痕起點(diǎn)型剝離狀態(tài)，從上位3頻帶的相對(duì)感度平均推測(cè)壓痕尺寸，診斷壓痕起點(diǎn)型剝離狀態(tài)的剩余壽命，以下列數(shù)學(xué)式[式1]來(lái)計(jì)算并診斷剩余壽命。
L10h=10660n(CP)3]]>如此，本發(fā)明藉由在旋轉(zhuǎn)機(jī)器1、2的運(yùn)轉(zhuǎn)中，推測(cè)其滾動(dòng)軸承3的壽命，確定更換時(shí)期，可進(jìn)行更有效率的旋轉(zhuǎn)機(jī)器1、2的維修。例如，發(fā)電廠的旋轉(zhuǎn)機(jī)器1、2，可容易地訂定計(jì)劃，以避開(kāi)運(yùn)轉(zhuǎn)率高的夏季，改由于秋季實(shí)施其滾動(dòng)軸承3的更換。
于滾動(dòng)軸承的內(nèi)環(huán)，使用洛式(Rockwell)硬度計(jì)以壓件制作圓錐狀的壓痕，進(jìn)行改變壓痕的大小與負(fù)載載重的疲勞試驗(yàn)，壓痕產(chǎn)生后求出可運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間，對(duì)試驗(yàn)軸承，使用馬達(dá)最常使用的深槽滾珠軸承，日本學(xué)術(shù)振興會(huì)126委員會(huì)制作的疲勞試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行試驗(yàn)的試驗(yàn)軸承為JIS6206(內(nèi)徑30mm，外徑62mm，寬度16mm)。旋轉(zhuǎn)速度為2000rpm，潤(rùn)滑油為渦輪機(jī)油ISOVG10。如圖1所示的結(jié)果，可知滾動(dòng)軸承相對(duì)計(jì)算壽命的壽命比，若壓痕變大則降低；壽命比的降低率，若負(fù)載載重愈小則愈大。
圖7，表示壓痕的大小及載重的大小給予壽命影響的圖表。
在此，P為軸承試驗(yàn)時(shí)的徑向載重，C為軸承的基本動(dòng)額定載重，L10h為JISB1518、1992的基本動(dòng)額定壽命，表示于數(shù)學(xué)式[式1]。L10，為將壽命試驗(yàn)資料代入韋伯分布的情形的10％壽命。

L10h=10660n(CP)3]]>在此，n為旋轉(zhuǎn)速度(rpm)，C為軸承的基本動(dòng)額定載重，P為軸承試驗(yàn)時(shí)的徑向載重。此外，滾動(dòng)軸承的基本動(dòng)額定壽命，是指在同一個(gè)條件下，使一組同樣的軸承分別旋轉(zhuǎn)時(shí)，其90％不會(huì)產(chǎn)生滾動(dòng)疲勞所造成的剝落(剝離)，可旋轉(zhuǎn)100萬(wàn)次的時(shí)間。
從圖8，可于各尺寸的壓痕確認(rèn)數(shù)學(xué)式[式2]。
log(L10/L10h)＝alog(P/C)+b按照Sayles等的研究(文獻(xiàn)Sayles等，ASTM STP771(1982)255-274)，使用3微米以下的過(guò)濾器，供應(yīng)潤(rùn)滑油給滾動(dòng)軸承。已知管理潤(rùn)滑油清凈度的情形其壽命為一定。此外，滾動(dòng)軸承的軌道面，施以超精加工，其表面粗糙度的間距為2.5μm前后。因此，壓痕尺寸為2.5μm的情形，可想成沒(méi)有造成壽命縮短的壓痕，這時(shí)滾動(dòng)軸承的壽命，由于近年軸承用鋼的清凈度的提升，變得比基本動(dòng)額定壽命還長(zhǎng)。日本學(xué)術(shù)振興會(huì)所進(jìn)行的統(tǒng)一試驗(yàn)中，有2倍的實(shí)力。因此，壓痕尺寸為2.5μm的情形的相對(duì)壽命為2。
根據(jù)壓痕尺寸為230μm及460μm的情形的實(shí)驗(yàn)結(jié)果及壓痕尺寸為2.5μm的情形的結(jié)果，決定回歸式的系數(shù)a、b。結(jié)果，得到下列數(shù)學(xué)式3。
log(L10/L10h)＝0.0038d log(P/C)-0.272log(d)+0.416在此，d為壓痕的直徑，單位為微米。
將式子整理成用來(lái)推測(cè)剩余壽命的數(shù)學(xué)式4。

L10＝L10h*10(0.0038dlog(P/C)-0.272log(d)+0.416)壓痕的大小，可藉由處理軸承的振動(dòng)波形來(lái)決定。
滾動(dòng)軸承的潤(rùn)滑油膜若破裂，則會(huì)因金屬接觸部的發(fā)熱，加速潤(rùn)滑油的氧化劣化，此外，因金屬接觸部的磨耗粉的觸媒作用，加速潤(rùn)滑油的氧化劣化。
滾動(dòng)軸承的軌道輪與轉(zhuǎn)動(dòng)體間的潤(rùn)滑狀態(tài)與軸承振動(dòng)間，有著如前述的關(guān)系，改變潤(rùn)滑狀態(tài)。實(shí)施潤(rùn)滑壽命試驗(yàn)，求出相對(duì)振動(dòng)值與相對(duì)壽命的關(guān)系。試驗(yàn)軸承及試驗(yàn)機(jī)，刻有壓痕。與試驗(yàn)的情形相同。試驗(yàn)載重，為基本動(dòng)額定載重的10％。進(jìn)行干燥狀態(tài)及ISOVG2的潤(rùn)滑油的試驗(yàn)。旋轉(zhuǎn)速度為900rpm及1800rpm。將結(jié)果表示于圖式，獲得正常狀態(tài)的相對(duì)振動(dòng)值與相對(duì)壽命(試驗(yàn)軸承的壽命與從Booser的潤(rùn)滑劑壽命式所求出的計(jì)算壽命的比)間的實(shí)驗(yàn)式。
接著，說(shuō)明滾動(dòng)軸承的潤(rùn)滑油劣化的檢測(cè)方式。
對(duì)被診斷滾動(dòng)軸承3，算出傳感器共振頻帶23k～32kHz的有效值，并算出23k-32kHz有效值的相對(duì)感度，判定23k～32kHz有效值的相對(duì)感度是否超過(guò)閾值(＝1.5)，未超過(guò)閾值時(shí)，則推測(cè)為正常。
另一方面，超過(guò)閾值時(shí)，確認(rèn)為壓痕起點(diǎn)型剝離狀態(tài)，從上位3頻帶的相對(duì)感度平均推測(cè)壓痕尺寸。診斷壓痕起點(diǎn)型剝離狀態(tài)下的剩余壽命。以下列數(shù)學(xué)式[式(1)]來(lái)計(jì)算并診斷剩余壽命。
L10＝L10h*10(0.0038dlog(P/C)-0.272log(d)+0.416)或者，超過(guò)閾值時(shí)，確認(rèn)為潤(rùn)滑油劣化狀態(tài)，從23k～32kHz有效值來(lái)推測(cè)潤(rùn)滑油劣化程度，并診斷潤(rùn)滑油劣化狀態(tài)下的剩余壽命，以時(shí)間單位(hrs)表示并診斷剩余壽命。
對(duì)被診斷滾動(dòng)軸承3，算出5k～35kHz振動(dòng)波形的倒頻譜，并算出倒頻譜的峰度，判定倒頻譜的峰度是否超過(guò)閾值(＝3.8)，若超過(guò)閾值時(shí)，則判定為壓痕起點(diǎn)型剝離狀態(tài)。
從上位3頻帶的相對(duì)感度平均推測(cè)壓痕尺寸，診斷壓痕起點(diǎn)型剝離狀態(tài)下的剩余壽命，以下列數(shù)學(xué)式[式(1)]來(lái)計(jì)算并診斷剩余壽命。
L10＝L10h*10(0.0038dlog(P/C)-0.272log(d)+0.416)另一方面，未超過(guò)閾值時(shí)，判定為潤(rùn)滑油劣化狀態(tài)，從23k～32kHz有效值推測(cè)潤(rùn)滑油劣化程度，診斷潤(rùn)滑油劣化狀態(tài)下的剩余壽命，以下列數(shù)學(xué)式[式(2)]來(lái)計(jì)算并診斷剩余壽命。
L10h=10660n(CP)3]]>圖8，是求出油短缺的軸承的相對(duì)振動(dòng)值與剩余壽命的關(guān)系的圖表。
圖8的計(jì)算壽命為數(shù)學(xué)式[式(5)]的Booser式中的Lhb。
log(Lhb)=-2.30+2450273+t-0.301(SG+SN+SW)]]>在此，t為軸承外環(huán)溫度(℃)，SG為潤(rùn)滑劑組成的減半壽命減法系數(shù)，SN及SW分別為旋轉(zhuǎn)數(shù)的減半壽命減法系數(shù)、載重速度的減半壽命減法系數(shù)，各數(shù)學(xué)式如[式(6)]、[式(7)]。
SN＝0.864*dn/(dnL)在此，d(mm)為軸承的內(nèi)徑尺寸，nL為型錄容許旋轉(zhuǎn)速度，單位為rpm。
SW＝0.61ndP/Cr2在此，P(lbf)為負(fù)載載重，Cr(lbf)為基本動(dòng)額定載重。
因此，剩余壽命成為[式(8)]的數(shù)學(xué)式。
L=Lhb*Vr-4.44]]>如此，對(duì)于判定滾動(dòng)軸承的型號(hào)與廠牌后的診斷結(jié)果，若故障狀態(tài)無(wú)法特定時(shí)，則制作振動(dòng)波形的時(shí)間頻率分布。接著，則需加以注意，并針對(duì)壓痕量、潤(rùn)滑油劣化量、壓痕/潤(rùn)滑油辨別量，表示時(shí)間頻率分布。
若有壓痕狀態(tài)的異常時(shí)，則從上位3頻帶的相對(duì)感度平均來(lái)推測(cè)壓痕尺寸。診斷壓痕起點(diǎn)型剝離狀態(tài)下的剩余壽命，并以時(shí)間單位來(lái)表示剩余壽命。
若有潤(rùn)滑油劣化狀態(tài)的異常時(shí)，則從23k～32kHz的有效值來(lái)推測(cè)潤(rùn)滑油劣化程度。診斷潤(rùn)滑油劣化狀態(tài)下的剩余壽命，并以時(shí)間單位來(lái)表示剩余壽命。
圖9，是表示相對(duì)感度與壓痕尺寸的關(guān)系的圖表。
在本發(fā)明中，基礎(chǔ)資料采集步驟、測(cè)定步驟及判定步驟中，雜質(zhì)混入造成壓痕產(chǎn)生的檢測(cè)及壓痕的尺寸，可在頻帶(含可獲得加速度傳感器4的最高感度檢測(cè)的共振頻帶的振動(dòng)信號(hào))來(lái)求出。如圖10所示，壓痕尺寸的推測(cè)曲線(xiàn)，可按照機(jī)器的種類(lèi)與機(jī)器的大小來(lái)改變，并從算出的相對(duì)感度來(lái)推測(cè)壓痕尺寸。
圖10，是診斷泵驅(qū)動(dòng)用電動(dòng)機(jī)所使用的滾動(dòng)軸承的剩余壽命結(jié)果上方起依序表示波形、FFT頻譜、擴(kuò)大后與時(shí)間頻率分布；(a)表示正常狀態(tài)，(b)表示壓痕的產(chǎn)生狀態(tài)及(c)表示潤(rùn)滑油劣化的產(chǎn)生狀態(tài)。
若正常的滾動(dòng)軸承壽命為相對(duì)壽命1(額定壽命當(dāng)作相對(duì)壽命1)，則刻有壓痕的軸承的壽命，相較下極短，也有為額定壽命的1/100以下。此外，被診斷滾動(dòng)軸承3的剝離，已知均以壓痕為起點(diǎn)，且軸承壽命的偏差極小。本發(fā)明的判定步驟，依據(jù)此種壓痕尺寸與壽命的關(guān)系來(lái)推測(cè)。
(實(shí)施例3)
圖11，是表示本發(fā)明滾動(dòng)軸承的剩余壽命診斷裝置的構(gòu)成方塊圖。
滾動(dòng)軸承的剩余壽命診斷裝置，具備加速度傳感器4、模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器5、特征量抽出部6、測(cè)定結(jié)果數(shù)據(jù)庫(kù)7、剩余壽命診斷部8、被診斷結(jié)果表示部9、檢查進(jìn)度診斷報(bào)告輸出部10、以及傳送用調(diào)制解調(diào)器11。
模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器5，對(duì)欲被診斷該剩余壽命的被診斷滾動(dòng)軸承3等，轉(zhuǎn)換加速度傳感器4所求出的資料。特征量抽出部6，于此模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器5所轉(zhuǎn)換的振動(dòng)信號(hào)中，抽出可獲得最高感度檢測(cè)的共振頻帶的振動(dòng)信號(hào)。
測(cè)定結(jié)果數(shù)據(jù)庫(kù)7，如上述，用以預(yù)先于實(shí)驗(yàn)機(jī)收集并儲(chǔ)存采集雜質(zhì)混入狀態(tài)、潤(rùn)滑油的劣化狀態(tài)與振動(dòng)、軸承壽命的關(guān)系的基礎(chǔ)資料；泵、風(fēng)扇等旋轉(zhuǎn)機(jī)器1或電動(dòng)機(jī)2等的旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)部分所具備的欲被診斷剩余壽命的被診斷滾動(dòng)軸承3的軸承載重、旋轉(zhuǎn)速度、運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間及滾動(dòng)軸承編號(hào)的資料；以及被診斷滾動(dòng)軸承3正常時(shí)的振動(dòng)資料。
剩余壽命診斷部8，藉由使用儲(chǔ)存于此測(cè)定結(jié)果數(shù)據(jù)庫(kù)7的資料，依據(jù)特征量抽出部6抽出的被診斷滾動(dòng)軸承3的振動(dòng)信號(hào)，來(lái)判定被診斷滾動(dòng)軸承3的雜質(zhì)混入與潤(rùn)滑油的劣化狀態(tài)，并診斷其剩余壽命。
被診斷結(jié)果表示部9，用以表示剩余壽命診斷部8的結(jié)果。檢查進(jìn)度診斷報(bào)告輸出部10，依據(jù)剩余壽命診斷部9的被診斷結(jié)果，將被診斷滾動(dòng)軸承3的下一次檢查進(jìn)度與被診斷結(jié)果的報(bào)告，輸出至打印機(jī)1、2等。如此，本發(fā)明藉由在旋轉(zhuǎn)機(jī)器1、2的運(yùn)轉(zhuǎn)中推測(cè)其滾動(dòng)軸承3的壽命，于檢查進(jìn)度診斷報(bào)告輸出部10，確定更換周期或更換時(shí)期，可進(jìn)行更有效率的機(jī)器維修。例如，發(fā)電廠的旋轉(zhuǎn)機(jī)器1、2，可容易地訂定計(jì)劃，以避開(kāi)運(yùn)轉(zhuǎn)率高的夏季，改由于秋季實(shí)施其滾動(dòng)軸承3的更換。
在上述構(gòu)成的剩余壽命診斷裝置中，潤(rùn)滑油中的雜質(zhì)混入與潤(rùn)滑油的劣化狀態(tài)，可藉由使用加速度傳感器4的共振頻帶信號(hào)或高頻信號(hào)，來(lái)低成本地檢測(cè)，并可根據(jù)所檢測(cè)的雜質(zhì)的狀態(tài)、潤(rùn)滑油的狀態(tài)，高精度地推測(cè)滾動(dòng)軸承的壽命。
傳送用調(diào)制解調(diào)器11，用以將波形資料與被診斷結(jié)果連接于網(wǎng)際網(wǎng)絡(luò)。如此，藉由連接于網(wǎng)際網(wǎng)絡(luò)，可容易地推測(cè)置于遠(yuǎn)處的既定滾動(dòng)軸承3的剩余壽命。
此外，本發(fā)明并不限定于上述的發(fā)明實(shí)施例，只要是推測(cè)被診斷滾動(dòng)軸承3的剩余壽命，并算出該被診斷滾動(dòng)軸承3的剩余壽命的方法，則不限定于上述構(gòu)成，在不脫離本發(fā)明的要點(diǎn)的范圍內(nèi)，可進(jìn)行各種變更。
此外，針對(duì)混入雜質(zhì)的狀態(tài)或潤(rùn)滑油劣化的狀態(tài)、與加速度及壓痕大小等關(guān)系，預(yù)先采集相關(guān)資料；將采集的雜質(zhì)混入狀態(tài)、潤(rùn)滑油的劣化狀態(tài)與加速度、壽命的關(guān)系資料，與在特征量抽出部6所抽出的被診斷滾動(dòng)軸承3的振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行比較判定，以推測(cè)被診斷滾動(dòng)軸承3的雜質(zhì)混入狀態(tài)、潤(rùn)滑油劣化狀態(tài)，藉此來(lái)診斷其剩余壽命，只要是這種構(gòu)造，則不限定于圖式的構(gòu)成，在不脫離本發(fā)明的要點(diǎn)的范圍內(nèi)，可進(jìn)行各種的變更。
本發(fā)明的滾動(dòng)軸承的剩余壽命診斷方法，可用以診斷化學(xué)工廠、煉鋼廠及發(fā)電廠所使用的輔助設(shè)備(即泵、風(fēng)扇)的滾動(dòng)軸承，或驅(qū)動(dòng)這些機(jī)器的馬達(dá)所使用的滾動(dòng)軸承的剩余壽命。
權(quán)利要求書(shū)(按照條約第19條的修改)1.一種滾動(dòng)軸承的剩余壽命診斷方法，其特征在于具備基礎(chǔ)資料采集步驟，對(duì)滾動(dòng)軸承(3)中雜質(zhì)混入狀態(tài)與振動(dòng)、軸承壽命的關(guān)系，以及潤(rùn)滑油的劣化與振動(dòng)、軸承壽命的關(guān)系，依各滾動(dòng)軸承(3)的型號(hào)、廠牌等軸承各諸元，使用加速度傳感器(4)求出振動(dòng)信號(hào)，并以實(shí)驗(yàn)裝置采集頻帶信號(hào)(含可獲得最高感度檢測(cè)的共振頻帶信號(hào))；測(cè)定步驟，對(duì)泵、風(fēng)扇等旋轉(zhuǎn)機(jī)器(1、2)所具備的欲診斷剩余壽命的滾動(dòng)軸承(3)，使用加速度傳感器(4)求出振動(dòng)信號(hào)，并測(cè)定頻帶信號(hào)(含可獲得最高感度檢測(cè)的共振頻帶信號(hào))；以及判定步驟，使用該測(cè)定步驟所求出的測(cè)定值、軸承諸元判斷階段的判定結(jié)果、以及該基礎(chǔ)資料采集步驟所求得的資料，來(lái)推測(cè)該被診斷滾動(dòng)軸承(3)的雜質(zhì)混入狀態(tài)與潤(rùn)滑油的劣化狀態(tài)，并算出該被診斷滾動(dòng)軸承(3)的剩余壽命；該判定步驟，對(duì)該被診斷滾動(dòng)軸承(3)，將1k～64kHz的振動(dòng)波形，以1/2倍頻帶分割頻率并采集復(fù)數(shù)個(gè)頻帶，對(duì)各頻帶的波形進(jìn)行包絡(luò)線(xiàn)處理，算出頻譜后，對(duì)該被診斷滾動(dòng)軸承(3)的型號(hào)與廠牌等軸承各諸元進(jìn)行判定。
2.刪除3.刪除4.如權(quán)利要求1所述的滾動(dòng)軸承的剩余壽命診斷方法，其特征在于，該判定步驟，對(duì)該被診斷滾動(dòng)軸承(3)，將1k～64kHz的振動(dòng)波形，以1/2倍頻帶分割頻率并采集復(fù)數(shù)個(gè)頻帶，對(duì)各頻帶的波形進(jìn)行包絡(luò)線(xiàn)處理，算出頻譜后，對(duì)該被診斷滾動(dòng)軸承(3)的型號(hào)與廠牌等軸承各諸元進(jìn)行判定；該被診斷滾動(dòng)軸承(3)的型號(hào)與廠牌為已知時(shí)，從其軸承各諸元計(jì)算軸承帶通頻率，并從各頻帶的包絡(luò)線(xiàn)處理頻譜中，抽出帶通頻率成分(finn.fout.fball計(jì)3個(gè))，算出所抽出的各頻帶中帶通頻率成分的相對(duì)感度(即與正常時(shí)的比)，求出帶通頻率成分的相對(duì)感度的頻帶分割數(shù)中的上位頻帶的平均，判定帶通頻率成分的分割成復(fù)數(shù)個(gè)頻帶后的頻帶數(shù)的上位頻帶平均是否有任何一個(gè)超過(guò)閾值，未超過(guò)閾值時(shí)，則推測(cè)為正常。
5.如權(quán)利要求4所述的滾動(dòng)軸承的剩余壽命診斷方法，其特征在于，在該判定步驟中，對(duì)該被診斷滾動(dòng)軸承(3)，將5k～35kHz的振動(dòng)波形，以1/2倍頻帶分割頻率并采集6個(gè)頻帶，對(duì)各頻帶的波形進(jìn)行包絡(luò)線(xiàn)處理，算出頻譜。
6.如權(quán)利要求4所述的滾動(dòng)軸承的剩余壽命診斷方法，其特征在于，該判定步驟的閾值為超過(guò)1的數(shù)值。
7.如權(quán)利要求1所述的滾動(dòng)軸承的剩余壽命診斷方法，其特征在于，該判定步驟，對(duì)該被診斷滾動(dòng)軸承(3)，將1k～64kHz的振動(dòng)波形，以1/2倍頻帶分割頻率并采集復(fù)數(shù)個(gè)頻帶，對(duì)各頻帶的波形進(jìn)行包絡(luò)線(xiàn)處理，算出頻譜后，對(duì)軸承的型號(hào)與廠牌等軸承各諸元進(jìn)行判定；該被診斷滾動(dòng)軸承(3)的型號(hào)與廠牌為未知時(shí)，從各頻帶的包絡(luò)線(xiàn)處理頻譜，在旋轉(zhuǎn)數(shù)×1.6～7的范圍內(nèi)，抽出頻譜的峰值，算出所抽出的各頻帶的峰值頻率成分的相對(duì)感度(即與正常時(shí)的比)，求出峰值頻率成分的相對(duì)感度的上位3頻帶的平均，判定峰值頻率成分的頻帶分割數(shù)中的上位頻帶的相對(duì)感度平均是否超過(guò)閾值，未超過(guò)閾值時(shí)，則推測(cè)為正常。
8.如權(quán)利要求1所述的滾動(dòng)軸承的剩余壽命診斷方法，其特征在于，該判定步驟，對(duì)該滾動(dòng)軸承(3)，將5k～35kHz的振動(dòng)波形，以1/2倍頻帶分割頻率并采集6個(gè)頻帶，對(duì)各頻帶的波形進(jìn)行包絡(luò)線(xiàn)處理，算出頻譜后，對(duì)軸承的型號(hào)與廠牌等軸承各諸元進(jìn)行判定；該被診斷滾動(dòng)軸承(3)的型號(hào)與廠牌為未知時(shí)，從各頻帶的包絡(luò)線(xiàn)處理頻譜，在旋轉(zhuǎn)數(shù)×1.6～7的范圍內(nèi)，抽出頻譜的峰值，算出所抽出的各頻帶的峰值頻率成分的相對(duì)感度(即與正常時(shí)的比)，求出峰值頻率成分的相對(duì)感度的上位3頻帶平均，判定峰值頻率成分的上位3頻帶的相對(duì)感度平均是否超過(guò)閾值。
9.如權(quán)利要求7或8所述的滾動(dòng)軸承的剩余壽命診斷方法，其特征在于，該判定步驟的閾值為超過(guò)1的數(shù)值。
10.一種滾動(dòng)軸承的剩余壽命診斷方法，其特征在于具備
基礎(chǔ)資料采集步驟，對(duì)滾動(dòng)軸承(3)中雜質(zhì)混入狀態(tài)與振動(dòng)、軸承壽命的關(guān)系，以及潤(rùn)滑油的劣化與振動(dòng)、軸承壽命的關(guān)系，使用加速度傳感器(4)求出振動(dòng)信號(hào)，并以實(shí)驗(yàn)裝置采集頻帶信號(hào)(含可獲得最高感度檢測(cè)的共振頻帶信號(hào))；測(cè)定步驟，對(duì)泵、風(fēng)扇等旋轉(zhuǎn)機(jī)器(1、2)所具備并欲診斷剩余壽命的滾動(dòng)軸承(3)，使用加速度傳感器(4)求出振動(dòng)信號(hào)，并測(cè)定頻帶信號(hào)(含可獲得最高感度檢測(cè)的共振頻帶信號(hào))；以及判定步驟，使用該測(cè)定步驟所求出的測(cè)定值、以及該基礎(chǔ)資料采集步驟所求得的資料，來(lái)推測(cè)該被診斷滾動(dòng)軸承(3)的雜質(zhì)混入狀態(tài)與潤(rùn)滑油的劣化狀態(tài)，并算出該被診斷滾動(dòng)軸承(3)的剩余壽命；該判定步驟，對(duì)該被診斷滾動(dòng)軸承(3)，從具有1k～64kHz頻帶的振動(dòng)信號(hào)，計(jì)算含有感測(cè)器共振頻帶的窄頻帶及寬頻帶2個(gè)頻帶的有效值的相對(duì)感度，判定窄頻帶有效值相對(duì)感度×寬頻帶有效值相對(duì)感度的特征量是否超過(guò)閾值，若未超過(guò)閾值，則判定為正常。
11.刪除12.如權(quán)利要求10所述的滾動(dòng)軸承的剩余壽命診斷方法，其特征在于，該判定步驟，對(duì)該被診斷滾動(dòng)軸承(3)，從具有5k～35kHz頻帶的振動(dòng)信號(hào)，計(jì)算23k～32kHz與5k～35kHz2個(gè)頻帶的有效值的相對(duì)感度，判定23k～32kHz有效值相對(duì)感度×5k～35kHz有效值相對(duì)感度的特征量是否超過(guò)閾值，若未超過(guò)閾值，則判定為正常。
13.如權(quán)利要求12所述的滾動(dòng)軸承的剩余壽命診斷方法，其特征在于，該判定步驟的閾值為超過(guò)1的數(shù)值。
14.如權(quán)利要求4或10所述的滾動(dòng)軸承的剩余壽命診斷方法，其特征在于，該判定步驟，對(duì)該被診斷滾動(dòng)軸承(3)，判定帶通頻率成分的頻帶分割數(shù)中的上位頻帶平均，是否有任何一個(gè)超過(guò)閾值，若超過(guò)閾值時(shí)，為防止壓痕/潤(rùn)滑油劣化的誤判，制作振動(dòng)波形的時(shí)間頻率分布，并藉由人員確認(rèn)所制作的時(shí)間頻率分布。
15.如權(quán)利要求7或10所述的滾動(dòng)軸承的剩余壽命診斷方法，其特征在于，該判定步驟，對(duì)該被診斷滾動(dòng)軸承(3)，判定峰值頻率成分的上位3頻帶的相對(duì)感度平均是否超過(guò)閾值，若超過(guò)閾值時(shí)，為防止壓痕/潤(rùn)滑油劣化的誤判，制作振動(dòng)波形的時(shí)間頻率分布，并藉由人員確認(rèn)所制作的時(shí)間頻率分布。
16.如權(quán)利要求10所述的滾動(dòng)軸承的剩余壽命診斷方法，其特征在于，該判定步驟，對(duì)該被診斷滾動(dòng)軸承(3)，判定寬頻帶有效值相對(duì)感度×窄頻帶有效值相對(duì)感度是否超過(guò)閾值，若超過(guò)閾值時(shí)，為防止壓痕/潤(rùn)滑油劣化的誤判，制作振動(dòng)波形的時(shí)間頻率分布，并藉由人員確認(rèn)所制作的時(shí)間頻率分布。
17.刪除18.如權(quán)利要求4所述的滾動(dòng)軸承的剩余壽命診斷方法，其特征在于，該判定步驟，對(duì)該被診斷滾動(dòng)軸承(3)，判定帶通頻率成分的頻帶分割數(shù)中的上位頻帶平均，是否有任一個(gè)超過(guò)閾值，若超過(guò)閾值時(shí)，確認(rèn)為壓痕起點(diǎn)型剝離狀態(tài)，從上位3頻帶的相對(duì)感度平均來(lái)推測(cè)壓痕尺寸，以下列的數(shù)學(xué)式[式(1)]來(lái)計(jì)算并診斷壓痕起點(diǎn)型剝離狀態(tài)的剩余壽命；[式(1)]L10＝L10h*10(0.0038dlog(P/C)-0.272log(d)+0.416)。
19.如權(quán)利要求7所述的滾動(dòng)軸承的剩余壽命診斷方法，其特征在于，該判定步驟，對(duì)該被診斷滾動(dòng)軸承(3)，判定峰值頻率成分的上位3頻帶的相對(duì)感度平均是否超過(guò)閾值，若超過(guò)閾值時(shí)，確認(rèn)為壓痕起點(diǎn)型剝離狀態(tài)，從上位3頻帶的相對(duì)感度平均來(lái)推測(cè)壓痕尺寸，以下列的數(shù)學(xué)式[式(1)]來(lái)計(jì)算并診斷壓痕起點(diǎn)型剝離狀態(tài)的剩余壽命；[式(1)]L10＝L10h*10(0.0038dlog(P/C)-0.272log(d)+0.416)。
20.如權(quán)利要求1所述的滾動(dòng)軸承的剩余壽命診斷方法，其特征在于，于該判定步驟的壓痕起點(diǎn)型剝離狀態(tài)的剩余壽命推測(cè)式，是推測(cè)壓痕產(chǎn)生后的剩余壽命，其計(jì)算壽命為下列數(shù)學(xué)式[式(2)]的基本動(dòng)額定壽命，且剩余壽命系數(shù)為P/C及振動(dòng)值的函數(shù)；[式(2)]L10h=10660n(CP)3.]]>21.如權(quán)利要求1所述的滾動(dòng)軸承的剩余壽命診斷方法，其特征在于，于該判定步驟的潤(rùn)滑油劣化狀態(tài)的剩余壽命推測(cè)式，是推測(cè)潤(rùn)滑油劣化產(chǎn)生后的剩余壽命，其計(jì)算壽命為下列數(shù)學(xué)式[式(3)]所算出的計(jì)算壽命，且剩余壽命系數(shù)為振動(dòng)值的函數(shù)；[式(3)]log(Lhb)=-2.30+2450273+t-0.301(SG+SN+SW).]]>22.如權(quán)利要求10所述的滾動(dòng)軸承的剩余壽命診斷方法，其特征在于，于該判定步驟，對(duì)該被診斷滾動(dòng)軸承(3)，算出傳感器共振頻帶23k～32kHz的有效值及5k～35kHz的有效值的相對(duì)感度，判定23k～32kHz有效值相對(duì)感度×5k～35kHz有效值相對(duì)感度是否超過(guò)閾值，若超過(guò)閾值，確認(rèn)為潤(rùn)滑油劣化狀態(tài)；從23k～32kHz的有效值相對(duì)感度，以下列的數(shù)學(xué)式[式(4)]來(lái)計(jì)算并診斷潤(rùn)滑油劣化狀態(tài)下的剩余壽命；[式(4)]L=Lhb*Vr-4.44.]]>23.如權(quán)利要求1或10所述的滾動(dòng)軸承的剩余壽命診斷方法，其特征在于，于該判定步驟，對(duì)該被診斷滾動(dòng)軸承(3)，算出1k～64kHz振動(dòng)波形的倒頻譜，并算出倒頻譜的峰度，判定倒頻譜的峰度是否超過(guò)閾值，若超過(guò)閾值時(shí)，則判定為壓痕起點(diǎn)型剝離狀態(tài)，若未超過(guò)閾值時(shí)，則推測(cè)為潤(rùn)滑油劣化狀態(tài)。
24.如權(quán)利要求23所述的滾動(dòng)軸承的剩余壽命診斷方法，其特征在于，該判定步驟的閾值為超過(guò)3的數(shù)值。
25.刪除26.如權(quán)利要求5或8所述的滾動(dòng)軸承的剩余壽命診斷方法，其中特征在于，該判定步驟，對(duì)該被診斷滾動(dòng)軸承(3)，若超過(guò)該閾值，判定為壓痕起點(diǎn)型剝離狀態(tài)時(shí)，從上位3頻帶的相對(duì)感度平均來(lái)推測(cè)壓痕尺寸，診斷壓痕起點(diǎn)型剝離狀態(tài)下的剩余壽命，以時(shí)間單位來(lái)表現(xiàn)剩余壽命。
27.如權(quán)利要求10所述的滾動(dòng)軸承的剩余壽命診斷方法，其特征在于，該判定步驟，對(duì)該被診斷滾動(dòng)軸承(3)，當(dāng)未超過(guò)該閾值而判定為潤(rùn)滑油劣化狀態(tài)時(shí)，從該被診斷滾動(dòng)軸承(3)的23k～32kHz有效值來(lái)推測(cè)潤(rùn)滑油劣化程度，診斷潤(rùn)滑油劣化狀態(tài)下的剩余壽命，以時(shí)間單位來(lái)表現(xiàn)剩余壽命。
28.如權(quán)利要求1或10所述的滾動(dòng)軸承的剩余壽命診斷方法，其特征在于，該判定步驟，對(duì)該被診斷滾動(dòng)軸承(3)，測(cè)定5k～35kHz的振動(dòng)波形；為檢測(cè)壓痕，將5k～35kHz頻帶分成6個(gè)頻帶并算出包絡(luò)線(xiàn)處理頻譜，判定此包絡(luò)線(xiàn)處理頻譜是否超過(guò)閾值，若未超過(guò)閾值，則推測(cè)為正常，若超過(guò)閾值，雖無(wú)法特定為壓痕起點(diǎn)型剝離狀態(tài)的異常故障狀態(tài)，但推測(cè)為有異常產(chǎn)生。
29.如權(quán)利要求10所述的滾動(dòng)軸承的剩余壽命診斷方法，其特征在于，該判定步驟，為了檢測(cè)被診斷滾動(dòng)軸承(3)的潤(rùn)滑油劣化，算出其特征量(23k～32kHz有效值×5k～35kHz有效值)，判定潤(rùn)滑油劣化的特征量是否超過(guò)閾值，若未超過(guò)閾值，則推測(cè)為正常，若超過(guò)閾值，雖無(wú)法特定為潤(rùn)滑油劣化狀態(tài)的異常故障狀態(tài)，但推測(cè)為有異常產(chǎn)生。
30.如權(quán)利要求29所述的滾動(dòng)軸承的剩余壽命診斷方法，其特征在于，該判定步驟的閾值為2.0。
31.如權(quán)利要求1或10所述的滾動(dòng)軸承的剩余壽命診斷方法，其特征在于，該判定步驟，為了辨別該被診斷滾動(dòng)軸承(3)的壓痕與潤(rùn)滑油劣化，算出其特征量(倒頻譜的峰度)，判定倒頻譜的峰度是否超過(guò)閾值，若超過(guò)閾值，則判定為有壓痕起點(diǎn)型剝離狀態(tài)的異常，若未超過(guò)閾值，則推測(cè)為有潤(rùn)滑油劣化狀態(tài)的異常。
32.如權(quán)利要求31所述的滾動(dòng)軸承的剩余壽命診斷方法，其特征在于，該判定步驟的閾值為3.8。
33.刪除34.如權(quán)利要求1或10所述的滾動(dòng)軸承的剩余壽命診斷方法，其特征在于，于該判定步驟，若被診斷滾動(dòng)軸承(3)的壓痕檢測(cè)的結(jié)果已超過(guò)閾值，且無(wú)法特定故障狀態(tài)，或潤(rùn)滑油劣化檢測(cè)的結(jié)果已超過(guò)閾值，且無(wú)法特定故障狀態(tài)時(shí)，則需加以注意，針對(duì)壓痕量、潤(rùn)滑油劣化量、壓痕/潤(rùn)滑油辨別量，表示時(shí)間頻率分布，并以人員進(jìn)行判定并診斷故障模式。
35.如權(quán)利要求1或10所述的滾動(dòng)軸承的剩余壽命診斷方法，其特征在于，于該判定步驟，若被診斷滾動(dòng)軸承(3)的壓痕檢測(cè)的結(jié)果超過(guò)閾值，且倒頻譜的峰度超過(guò)閾值時(shí)，則判定為有壓痕起點(diǎn)型剝離狀態(tài)的異常，并有壓痕的產(chǎn)生，診斷壓痕起點(diǎn)型剝離狀態(tài)下的剩余壽命。
36.如權(quán)利要求10所述的滾動(dòng)軸承的剩余壽命診斷方法，其特征在于，于該判定步驟，若被診斷滾動(dòng)軸承(3)的潤(rùn)滑油劣化檢測(cè)的結(jié)果超過(guò)閾值，且倒頻譜的峰度未超過(guò)閾值時(shí)，則判定為有潤(rùn)滑油劣化狀態(tài)的異常，并有潤(rùn)滑油劣化的產(chǎn)生，診斷潤(rùn)滑油劣化狀態(tài)下的剩余壽命。
37.如權(quán)利要求1或10所述的滾動(dòng)軸承的剩余壽命診斷方法，其特征在于，于該判定步驟，若被診斷滾動(dòng)軸承(3)，判定為有壓痕起點(diǎn)型剝離狀態(tài)的異常，或有潤(rùn)滑油劣化狀態(tài)的異常時(shí)，則需加以注意，針對(duì)壓痕量、潤(rùn)滑油劣化量、壓痕/潤(rùn)滑油辨別量，表示時(shí)間頻率分布，并以人員進(jìn)行判定并診斷故障模式。
38.如權(quán)利要求6，9，13或24中任一項(xiàng)所述的滾動(dòng)軸承的剩余壽命診斷方法，其特征在于，于該判定步驟，壓痕及潤(rùn)滑油劣化檢測(cè)用的閾值，依(a)BRG尺寸、(b)機(jī)器重量、(c)電動(dòng)機(jī)輸出、(d)機(jī)器種類(lèi)、及(e)該等(a)～(d)的組合而改變。
39.刪除40.刪除
權(quán)利要求
1.一種滾動(dòng)軸承的剩余壽命診斷方法，其特征在于具備基礎(chǔ)資料采集步驟，對(duì)滾動(dòng)軸承(3)中雜質(zhì)混入狀態(tài)與振動(dòng)、軸承壽命的關(guān)系，以及潤(rùn)滑油的劣化與振動(dòng)、軸承壽命的關(guān)系，依各滾動(dòng)軸承(3)的型號(hào)、廠牌等軸承各諸元，使用加速度傳感器(4)求出振動(dòng)信號(hào)，并以實(shí)驗(yàn)裝置采集頻帶信號(hào)(含可獲得最高感度檢測(cè)的共振頻帶信號(hào))；測(cè)定步驟，對(duì)泵、風(fēng)扇等旋轉(zhuǎn)機(jī)器(1、2)所具備的欲診斷剩余壽命的滾動(dòng)軸承(3)，使用加速度傳感器(4)求出振動(dòng)信號(hào)，并測(cè)定頻帶信號(hào)(含可獲得最高感度檢測(cè)的共振頻帶信號(hào))；以及判定步驟，使用該測(cè)定步驟所求出的測(cè)定值、軸承諸元判斷階段的判定結(jié)果、以及該基礎(chǔ)資料采集步驟所求得的資料，來(lái)推測(cè)該被診斷滾動(dòng)軸承(3)的雜質(zhì)混入狀態(tài)與潤(rùn)滑油的劣化狀態(tài)，并算出該被診斷滾動(dòng)軸承(3)的剩余壽命。
2.如權(quán)利要求1所述的滾動(dòng)軸承的剩余壽命診斷方法，其特征在于，該判定步驟，使用處理該被診斷滾動(dòng)軸承(3)的振動(dòng)測(cè)定波形的結(jié)果所算出的振動(dòng)值、以及該滾動(dòng)軸承(3)的計(jì)算壽命，來(lái)算出該滾動(dòng)軸承(3)的剩余壽命。
3.如權(quán)利要求1所述的滾動(dòng)軸承的剩余壽命診斷方法，其特征在于，該判定步驟，對(duì)該被診斷滾動(dòng)軸承(3)，將1k～64kHz的振動(dòng)波形，以1/2倍頻帶分割頻率并采集復(fù)數(shù)個(gè)頻帶，對(duì)各頻帶的波形進(jìn)行包絡(luò)線(xiàn)處理，算出頻譜后，對(duì)該被診斷滾動(dòng)軸承(3)的型號(hào)與廠牌等軸承各諸元進(jìn)行判定。
4.如權(quán)利要求1，2，或3中任一項(xiàng)所述的滾動(dòng)軸承的剩余壽命診斷方法，其特征在于，該判定步驟，對(duì)該被診斷滾動(dòng)軸承(3)，將1k～64kHz的振動(dòng)波形，以1/2倍頻帶分割頻率并采集復(fù)數(shù)個(gè)頻帶，對(duì)各頻帶的波形進(jìn)行包絡(luò)線(xiàn)處理，算出頻譜后，對(duì)該被診斷滾動(dòng)軸承(3)的型號(hào)與廠牌等軸承各諸元進(jìn)行判定；該被診斷滾動(dòng)軸承(3)的型號(hào)與廠牌為已知時(shí)，從其軸承各諸元計(jì)算軸承帶通頻率，并從各頻帶的包絡(luò)線(xiàn)處理頻譜中，抽出帶通頻率成分(finn.foot.fball計(jì)3個(gè))，算出所抽出的各頻帶中帶通頻率成分的相對(duì)感度(即與正常時(shí)的比)，求出帶通頻率成分的相對(duì)感度的頻帶分割數(shù)中的上位頻帶的平均，判定帶通頻率成分的分割成復(fù)數(shù)個(gè)頻帶后的頻帶數(shù)的上位頻帶平均是否有任何一個(gè)超過(guò)閾值，未超過(guò)閾值時(shí)，則推測(cè)為正常。
5.如權(quán)利要求4所述的滾動(dòng)軸承的剩余壽命診斷方法，其特征在于，在該判定步驟中，對(duì)該被診斷滾動(dòng)軸承(3)，將5k～35kHz的振動(dòng)波形，以1/2倍頻帶分割頻率并采集6個(gè)頻帶，對(duì)各頻帶的波形進(jìn)行包絡(luò)線(xiàn)處理，算出頻譜。
6.如權(quán)利要求4所述的滾動(dòng)軸承的剩余壽命診斷方法，其特征在于，該判定步驟的閾值為超過(guò)1的數(shù)值。
7.如權(quán)利要求1，2，或3中任一項(xiàng)所述的滾動(dòng)軸承的剩余壽命診斷方法，其特征在于，該判定步驟，對(duì)該被診斷滾動(dòng)軸承(3)，將1k～64kHz的振動(dòng)波形，以1/2倍頻帶分割頻率并采集復(fù)數(shù)個(gè)頻帶，對(duì)各頻帶的波形進(jìn)行包絡(luò)線(xiàn)處理，算出頻譜后，對(duì)軸承的型號(hào)與廠牌等軸承各諸元進(jìn)行判定；該被診斷滾動(dòng)軸承(3)的型號(hào)與廠牌為未知時(shí)，從各頻帶的包絡(luò)線(xiàn)處理頻譜，在旋轉(zhuǎn)數(shù)×1.6～7的范圍內(nèi)，抽出頻譜的峰值，算出所抽出的各頻帶的峰值頻率成分的相對(duì)感度(即與正常時(shí)的比)，求出峰值頻率成分的相對(duì)感度的上位3頻帶的平均，判定峰值頻率成分的頻帶分割數(shù)中的上位頻帶的相對(duì)感度平均是否超過(guò)閾值，未超過(guò)閾值時(shí)，則推測(cè)為正常。
8.如權(quán)利要求1，2，或3中任一項(xiàng)所述的滾動(dòng)軸承的剩余壽命診斷方法，其特征在于，該判定步驟，對(duì)該滾動(dòng)軸承(3)，將5k～35kHz的振動(dòng)波形，以1/2倍頻帶分割頻率并采集6個(gè)頻帶，對(duì)各頻帶的波形進(jìn)行包絡(luò)線(xiàn)處理，算出頻譜后，對(duì)軸承的型號(hào)與廠牌等軸承各諸元進(jìn)行判定；該被診斷滾動(dòng)軸承(3)的型號(hào)與廠牌為未知時(shí)，從各頻帶的包絡(luò)線(xiàn)處理頻譜，在旋轉(zhuǎn)數(shù)×1.6～7的范圍內(nèi)，抽出頻譜的峰值，算出所抽出的各頻帶的峰值頻率成分的相對(duì)感度(即與正常時(shí)的比)，求出峰值頻率成分的相對(duì)感度的上位3頻帶平均，判定峰值頻率成分的上位3頻帶的相對(duì)感度平均是否超過(guò)閾值。
9.如權(quán)利要求7或8所述的滾動(dòng)軸承的剩余壽命診斷方法，其特征在于，該判定步驟的閾值為超過(guò)1的數(shù)值。
10.一種滾動(dòng)軸承的剩余壽命診斷方法，其特征在于具備基礎(chǔ)資料采集步驟，對(duì)滾動(dòng)軸承(3)中雜質(zhì)混入狀態(tài)與振動(dòng)、軸承壽命的關(guān)系，以及潤(rùn)滑油的劣化與振動(dòng)、軸承壽命的關(guān)系，使用加速度傳感器(4)求出振動(dòng)信號(hào)，并以實(shí)驗(yàn)裝置采集頻帶信號(hào)(含可獲得最高感度檢測(cè)的共振頻帶信號(hào))；測(cè)定步驟，對(duì)泵、風(fēng)扇等旋轉(zhuǎn)機(jī)器(1、2)所具備并欲診斷剩余壽命的滾動(dòng)軸承(3)，使用加速度傳感器(4)求出振動(dòng)信號(hào)，并測(cè)定頻帶信號(hào)(含可獲得最高感度檢測(cè)的共振頻帶信號(hào))；以及判定步驟，使用該測(cè)定步驟所求出的測(cè)定值、以及該基礎(chǔ)資料采集步驟所求得的資料，來(lái)推測(cè)該被診斷滾動(dòng)軸承(3)的雜質(zhì)混入狀態(tài)與潤(rùn)滑油的劣化狀態(tài)，并算出該被診斷滾動(dòng)軸承(3)的剩余壽命。
11.如權(quán)利要求10所述的滾動(dòng)軸承的剩余壽命診斷方法，其特征在于，該判定步驟，對(duì)該被診斷滾動(dòng)軸承(3)，從具有1k～64kHz頻帶的振動(dòng)信號(hào)，計(jì)算含有傳感器共振頻帶的窄頻帶及寬頻帶2個(gè)頻帶的有效值的相對(duì)感度，判定窄頻帶有效值相對(duì)感度×寬頻帶有效值相對(duì)感度的特征量是否超過(guò)閾值，若未超過(guò)閾值，則判定為正常。
12.如權(quán)利要求10所述的滾動(dòng)軸承的剩余壽命診斷方法，其特征在于，該判定步驟，對(duì)該被診斷滾動(dòng)軸承(3)，從具有5k～35kHz頻帶的振動(dòng)信號(hào)，計(jì)算23k～32kHz與5k～35kHz2個(gè)頻帶的有效值的相對(duì)感度，判定23k～32kHz有效值相對(duì)感度×5k～35kHz有效值相對(duì)感度的特征量是否超過(guò)閾值，若未超過(guò)閾值，則判定為正常。
13.如權(quán)利要求11或12所述的滾動(dòng)軸承的剩余壽命診斷方法，其特征在于，該判定步驟的閾值為超過(guò)1的數(shù)值。
14.如權(quán)利要求4或10所述的滾動(dòng)軸承的剩余壽命診斷方法，其特征在于，該判定步驟，對(duì)該被診斷滾動(dòng)軸承(3)，判定帶通頻率成分的頻帶分割數(shù)中的上位頻帶平均，是否有任何一個(gè)超過(guò)閾值，若超過(guò)閾值時(shí)，為防止壓痕/潤(rùn)滑油劣化的誤判，制作振動(dòng)波形的時(shí)間頻率分布，并藉由人員確認(rèn)所制作的時(shí)間頻率分布。
15.如權(quán)利要求7或10所述的滾動(dòng)軸承的剩余壽命診斷方法，其特征在于，該判定步驟，對(duì)該被診斷滾動(dòng)軸承(3)，判定峰值頻率成分的上位3頻帶的相對(duì)感度平均是否超過(guò)閾值，若超過(guò)閾值時(shí)，為防止壓痕/潤(rùn)滑油劣化的誤判，制作振動(dòng)波形的時(shí)間頻率分布，并藉由人員確認(rèn)所制作的時(shí)間頻率分布。
16.如權(quán)利要求10所述的滾動(dòng)軸承的剩余壽命診斷方法，其特征在于，該判定步驟，對(duì)該被診斷滾動(dòng)軸承(3)，判定寬頻帶有效值相對(duì)感度×窄頻帶有效值相對(duì)感度是否超過(guò)閾值，若超過(guò)閾值時(shí)，為防止壓痕/潤(rùn)滑油劣化的誤判，制作振動(dòng)波形的時(shí)間頻率分布，并藉由人員確認(rèn)所制作的時(shí)間頻率分布。
17.如權(quán)利要求2所述的滾動(dòng)軸承的剩余壽命診斷方法，其特征在于，該判定步驟，使用計(jì)算壽命與0～1的剩余壽命系數(shù)的乘積所算出的剩余壽命推測(cè)式，來(lái)診斷壓痕起點(diǎn)型剝離狀態(tài)及潤(rùn)滑油劣化狀態(tài)的剩余壽命。
18.如權(quán)利要求4所述的滾動(dòng)軸承的剩余壽命診斷方法，其特征在于，該判定步驟，對(duì)該被診斷滾動(dòng)軸承(3)，判定帶通頻率成分的頻帶分割數(shù)中的上位頻帶平均，是否有任一個(gè)超過(guò)閾值，若超過(guò)閾值時(shí)，確認(rèn)為壓痕起點(diǎn)型剝離狀態(tài)，從上位3頻帶的相對(duì)感度平均來(lái)推測(cè)壓痕尺寸，以下列的數(shù)學(xué)式[式(1)]來(lái)計(jì)算并診斷壓痕起點(diǎn)型剝離狀態(tài)的剩余壽命；[式(1)]L10＝L10h*10(0.0038dlog(P/C)-0.272log(d)+0.416)。
19.如權(quán)利要求7所述的滾動(dòng)軸承的剩余壽命診斷方法，其特征在于，該判定步驟，對(duì)該被診斷滾動(dòng)軸承(3)，判定峰值頻率成分的上位3頻帶的相對(duì)感度平均是否超過(guò)閾值，若超過(guò)閾值時(shí)，確認(rèn)為壓痕起點(diǎn)型剝離狀態(tài)，從上位3頻帶的相對(duì)感度平均來(lái)推測(cè)壓痕尺寸，以下列的數(shù)學(xué)式[式(1)]來(lái)計(jì)算并診斷壓痕起點(diǎn)型剝離狀態(tài)的剩余壽命；[式(1)]L10＝L10h*10(0.0038dlog(P/C)-0.272log(d)+0.416)。
20.如權(quán)利要求17所述的滾動(dòng)軸承的剩余壽命診斷方法，其特征在于，于該判定步驟的壓痕起點(diǎn)型剝離狀態(tài)的剩余壽命推測(cè)式，是推測(cè)壓痕產(chǎn)生后的剩余壽命，其計(jì)算壽命為下列數(shù)學(xué)式[式(2)]的基本動(dòng)額定壽命，且剩余壽命系數(shù)為P/C及振動(dòng)值的函數(shù)；[式(2)]L10h=10660n(CP)3.]]>
21.如權(quán)利要求17所述的滾動(dòng)軸承的剩余壽命診斷方法，其特征在于，于該判定步驟的潤(rùn)滑油劣化狀態(tài)的剩余壽命推測(cè)式，是推測(cè)潤(rùn)滑油劣化產(chǎn)生后的剩余壽命，其計(jì)算壽命為下列數(shù)學(xué)式[式(3)]所算出的計(jì)算壽命，且剩余壽命系數(shù)為振動(dòng)值的函數(shù)；[式(3)]log(Lhb)=-2.30+2450273+t-0.301(SG+SN+SW).]]>
22.如權(quán)利要求10所述的滾動(dòng)軸承的剩余壽命診斷方法，其特征在于，于該判定步驟，對(duì)該被診斷滾動(dòng)軸承(3)，算出傳感器共振頻帶23k～32kHz的有效值及5k～35kHz的有效值的相對(duì)感度，判定23k～32kHz有效值相對(duì)感度×5k～35kHz有效值相對(duì)感度是否超過(guò)閾值，若超過(guò)閾值，確認(rèn)為潤(rùn)滑油劣化狀態(tài)；從23k～32kHz的有效值相對(duì)感度，以下列的數(shù)學(xué)式[式(4)]來(lái)計(jì)算并診斷潤(rùn)滑油劣化狀態(tài)下的剩余壽命；[式(4)]L=Lhb*Vr-4.44.]]>
23.如權(quán)利要求1，2或10中任一項(xiàng)所述的滾動(dòng)軸承的剩余壽命診斷方法，其特征在于，于該判定步驟，對(duì)該被診斷滾動(dòng)軸承(3)，算出1k～64kHz振動(dòng)波形的倒頻譜，并算出倒頻譜的峰度，判定倒頻譜的峰度是否超過(guò)閾值，若超過(guò)閾值時(shí)，則判定為壓痕起點(diǎn)型剝離狀態(tài)，若未超過(guò)閾值時(shí)，則推測(cè)為潤(rùn)滑油劣化狀態(tài)。
24.如權(quán)利要求23所述的滾動(dòng)軸承的剩余壽命診斷方法，其特征在于，該判定步驟的閾值為超過(guò)3的數(shù)值。
25.如權(quán)利要求1，10或11中任一項(xiàng)所述的滾動(dòng)軸承的剩余壽命診斷方法，其特征在于，該判定步驟，若判定有壓痕起點(diǎn)型剝離狀態(tài)或潤(rùn)滑油劣化狀態(tài)的異常時(shí)，則不需人員進(jìn)行判斷，也不需表示時(shí)間頻率分布。
26.如權(quán)利要求5或8所述的滾動(dòng)軸承的剩余壽命診斷方法，其中特征在于，該判定步驟，對(duì)該被診斷滾動(dòng)軸承(3)，若超過(guò)該閾值，判定為壓痕起點(diǎn)型剝離狀態(tài)時(shí)，從上位3頻帶的相對(duì)感度平均來(lái)推測(cè)壓痕尺寸，診斷壓痕起點(diǎn)型剝離狀態(tài)下的剩余壽命，以時(shí)間單位來(lái)表現(xiàn)剩余壽命。
27.如權(quán)利要求11所述的滾動(dòng)軸承的剩余壽命診斷方法，其特征在于，該判定步驟，對(duì)該被診斷滾動(dòng)軸承(3)，當(dāng)未超過(guò)該閾值而判定為潤(rùn)滑油劣化狀態(tài)時(shí)，從該被診斷滾動(dòng)軸承(3)的23k～32kHz有效值來(lái)推測(cè)潤(rùn)滑油劣化程度，診斷潤(rùn)滑油劣化狀態(tài)下的剩余壽命，以時(shí)間單位來(lái)表現(xiàn)剩余壽命。
28.如權(quán)利要求1，2或10中任一項(xiàng)所述的滾動(dòng)軸承的剩余壽命診斷方法，其特征在于，該判定步驟，對(duì)該被診斷滾動(dòng)軸承(3)，測(cè)定5k～35kHz的振動(dòng)波形；為檢測(cè)壓痕，將5k～35kHz頻帶分成6個(gè)頻帶并算出包絡(luò)線(xiàn)處理頻譜，判定此包絡(luò)線(xiàn)處理頻譜是否超過(guò)閾值，若未超過(guò)閾值，則推測(cè)為正常，若超過(guò)閾值，雖無(wú)法特定為壓痕起點(diǎn)型剝離狀態(tài)的異常故障狀態(tài)，但推測(cè)為有異常產(chǎn)生。
29.如權(quán)利要求10所述的滾動(dòng)軸承的剩余壽命診斷方法，其特征在于，該判定步驟，為了檢測(cè)被診斷滾動(dòng)軸承(3)的潤(rùn)滑油劣化，算出其特征量(23k～32kHz有效值×5k～35kHz有效值)，判定潤(rùn)滑油劣化的特征量是否超過(guò)閾值，若未超過(guò)閾值，則推測(cè)為正常，若超過(guò)閾值，雖無(wú)法特定為潤(rùn)滑油劣化狀態(tài)的異常故障狀態(tài)，但推測(cè)為有異常產(chǎn)生。
30.如權(quán)利要求28或29所述的滾動(dòng)軸承的剩余壽命診斷方法，其特征在于，該判定步驟的閾值為2.0。
31.如權(quán)利要求1，2或10中任一項(xiàng)所述的滾動(dòng)軸承的剩余壽命診斷方法，其特征在于，該判定步驟，為了辨別該被診斷滾動(dòng)軸承(3)的壓痕與潤(rùn)滑油劣化，算出其特征量(倒頻譜的峰度)，判定倒頻譜的峰度是否超過(guò)閾值，若超過(guò)閾值，則判定為有壓痕起點(diǎn)型剝離狀態(tài)的異常，若未超過(guò)閾值，則推測(cè)為有潤(rùn)滑油劣化狀態(tài)的異常。
32.如權(quán)利要求32所述的滾動(dòng)軸承的剩余壽命診斷方法，其特征在于，該判定步驟的閾值為3.8。
33.如權(quán)利要求1，2或10中任一項(xiàng)所述的滾動(dòng)軸承的剩余壽命診斷方法，其特征在于，于該判定步驟，若該被診斷滾動(dòng)軸承(3)的壓痕檢測(cè)的結(jié)果未超過(guò)閾值，且潤(rùn)滑油劣化檢測(cè)的結(jié)果也未超過(guò)閾值時(shí)，則判定其被診斷滾動(dòng)軸承(3)為正常。
34.如權(quán)利要求1，2或10中任一項(xiàng)所述的滾動(dòng)軸承的剩余壽命診斷方法，其特征在于，于該判定步驟，若被診斷滾動(dòng)軸承(3)的壓痕檢測(cè)的結(jié)果已超過(guò)閾值，且無(wú)法特定故障狀態(tài)，或潤(rùn)滑油劣化檢測(cè)的結(jié)果已超過(guò)閾值，且無(wú)法特定故障狀態(tài)時(shí)，則需加以注意，針對(duì)壓痕量、潤(rùn)滑油劣化量、壓痕/潤(rùn)滑油辨別量，表示時(shí)間頻率分布，并以人員進(jìn)行判定并診斷故障模式。
35.如權(quán)利要求1，2或10中任一項(xiàng)所述的滾動(dòng)軸承的剩余壽命診斷方法，其特征在于，于該判定步驟，若被診斷滾動(dòng)軸承(3)的壓痕檢測(cè)的結(jié)果超過(guò)閾值，且倒頻譜的峰度超過(guò)閾值時(shí)，則判定為有壓痕起點(diǎn)型剝離狀態(tài)的異常，并有壓痕的產(chǎn)生，診斷壓痕起點(diǎn)型剝離狀態(tài)下的剩余壽命。
36.如權(quán)利要求11所述的滾動(dòng)軸承的剩余壽命診斷方法，其特征在于，于該判定步驟，若被診斷滾動(dòng)軸承(3)的潤(rùn)滑油劣化檢測(cè)的結(jié)果超過(guò)閾值，且倒頻譜的峰度未超過(guò)閾值時(shí)，則判定為有潤(rùn)滑油劣化狀態(tài)的異常，并有潤(rùn)滑油劣化的產(chǎn)生，診斷潤(rùn)滑油劣化狀態(tài)下的剩余壽命。
37.如權(quán)利要求1，10或11中任一項(xiàng)所述的滾動(dòng)軸承的剩余壽命診斷方法，其特征在于，于該判定步驟，若被診斷滾動(dòng)軸承(3)，判定為有壓痕起點(diǎn)型剝離狀態(tài)的異常，或有潤(rùn)滑油劣化狀態(tài)的異常時(shí)，則需加以注意，針對(duì)壓痕量、潤(rùn)滑油劣化量、壓痕/潤(rùn)滑油辨別量，表示時(shí)間頻率分布，并以人員進(jìn)行判定并診斷故障模式。
38.如權(quán)利要求6所述的滾動(dòng)軸承的剩余壽命診斷方法，其特征在于，于該判定步驟，壓痕及潤(rùn)滑油劣化檢測(cè)用的閾值，依(a)BRG尺寸、(b)機(jī)器重量、(c)電動(dòng)機(jī)輸出、(d)機(jī)器種類(lèi)、及(e)該等(a)～(d)的組合而改變。
39.如權(quán)利要求1～3、10～12、16、17、20～22、27、29、36中任一項(xiàng)所述的滾動(dòng)軸承的剩余壽命診斷方法，其特征在于，于該判定步驟，除了壓痕及潤(rùn)滑油劣化的檢測(cè)，更加上以頻率解析來(lái)診斷機(jī)器的不平衡、未對(duì)準(zhǔn)、基礎(chǔ)松動(dòng)等現(xiàn)有故障檢測(cè)方法，以綜合性地診斷旋轉(zhuǎn)機(jī)所有的故障。
40.一種滾動(dòng)軸承的剩余壽命診斷裝置，其特征在于具備加速度傳感器(4)，用以測(cè)定被診斷剩余壽命的被診斷滾動(dòng)軸承(3)的振動(dòng)信號(hào)；模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器(5)，用以轉(zhuǎn)換該加速度傳感器(4)所求得的資料；特征量抽出部(6)，用以從該模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器(5)所轉(zhuǎn)換的振動(dòng)信號(hào)，抽出壓痕及潤(rùn)滑油劣化的特征；測(cè)定結(jié)果數(shù)據(jù)庫(kù)(7)，用以?xún)?chǔ)存記錄著滾動(dòng)軸承中雜質(zhì)混入狀態(tài)與振動(dòng)、軸承壽命的關(guān)系，及潤(rùn)滑油的劣化狀態(tài)與振動(dòng)、軸承壽命的關(guān)系的基礎(chǔ)資料；泵、風(fēng)扇等旋轉(zhuǎn)機(jī)器(1、2)所具備的被診斷滾動(dòng)軸承(3)的正常狀態(tài)時(shí)，所采集的振動(dòng)資料；以及關(guān)于軸承載重、旋轉(zhuǎn)速度、運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間及滾動(dòng)軸承編號(hào)的資料；剩余壽命診斷部(8)，藉由使用儲(chǔ)存于該測(cè)定結(jié)果數(shù)據(jù)庫(kù)(7)的資料，依據(jù)該特征量抽出部(6)抽出的該被診斷滾動(dòng)軸承(3)的振動(dòng)信號(hào)，判定該被診斷滾動(dòng)軸承(3)的雜質(zhì)混入與潤(rùn)滑油劣化狀態(tài)，并診斷其剩余壽命；被診斷結(jié)果表示部(9)，用以表示該剩余壽命診斷部(8)的結(jié)果。
全文摘要
使用加速度傳感器的共振頻帶信號(hào)及高頻信號(hào)，低成本地檢測(cè)會(huì)嚴(yán)重影響滾動(dòng)軸承壽命的混入有雜質(zhì)及水的潤(rùn)滑油劣化狀態(tài)；根據(jù)檢測(cè)出的雜質(zhì)的狀態(tài)、潤(rùn)滑油的狀態(tài)，早期高精度地推測(cè)出滾動(dòng)軸承的壽命。本發(fā)明的方法，具備基礎(chǔ)資料采集步驟，對(duì)滾動(dòng)軸承(3)中雜質(zhì)混入狀態(tài)與振動(dòng)、軸承壽命的關(guān)系，以及潤(rùn)滑油的劣化與振動(dòng)、軸承壽命的關(guān)系，依各滾動(dòng)軸承(3)的型號(hào)、廠牌等軸承各諸元，使用加速度傳感器(4)求出振動(dòng)信號(hào)，并以實(shí)驗(yàn)裝置采集可獲得最高感度檢測(cè)的共振頻帶信號(hào)；測(cè)定步驟，對(duì)泵、風(fēng)扇等旋轉(zhuǎn)機(jī)器(1)、(2)所具備并欲診斷剩余壽命的滾動(dòng)軸承(3)，使用加速度傳感器(4)求出振動(dòng)信號(hào)，并測(cè)定可獲得最高感度檢測(cè)的共振頻帶信號(hào)；以及判定步驟，使用測(cè)定步驟所求出的測(cè)定值、軸承諸元判斷階段的判定結(jié)果、以及基礎(chǔ)資料采集步驟所求得的資料，來(lái)推測(cè)該被診斷滾動(dòng)軸承(3)的雜質(zhì)混入狀態(tài)與潤(rùn)滑油的劣化狀態(tài)，并算出該被診斷滾動(dòng)軸承(3)的剩余壽命。
文檔編號(hào)G01M99/00GK1934433SQ20058000731
公開(kāi)日2007年3月21日 申請(qǐng)日期2005年3月29日 優(yōu)先權(quán)日2004年3月31日
發(fā)明者巖壺卓三, 四郎丸功, 田中誠(chéng), 赤松良信, 長(zhǎng)安洋治, 坊田信吾 申請(qǐng)人:中國(guó)電力股份有限公司, 巖壺卓三