本發(fā)明涉及異常診斷系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

在車輛、工作機(jī)械、風(fēng)車等機(jī)械設(shè)備中配備有滾動(dòng)軸承等多個(gè)各種軸承。當(dāng)由于長(zhǎng)時(shí)間使用機(jī)械設(shè)備而產(chǎn)生磨損、損傷時(shí)，有可能不僅會(huì)妨礙軸承的流暢地旋轉(zhuǎn)、滑動(dòng)，且產(chǎn)生異常音，還會(huì)導(dǎo)致降低壽命。因此，以往在使用固定期間的機(jī)械設(shè)備后，檢查軸承有無磨損、損傷等異常。

該檢查是通過分解安裝有機(jī)械設(shè)備的軸承部位、或者機(jī)械設(shè)備整體而進(jìn)行的，軸承所產(chǎn)生的損傷、磨損是通過作業(yè)人員的目視檢查來發(fā)現(xiàn)的。并且，檢查的結(jié)果是，在發(fā)現(xiàn)了軸承的磨損、損傷等異常的情況下，將該軸承進(jìn)行換新，防患機(jī)械設(shè)備的故障、事故于未然。然而，在分解機(jī)械設(shè)備的一部分、或者整體并通過作業(yè)人員的目視來進(jìn)行的檢查方法中，會(huì)存在下述問題：從機(jī)械設(shè)備拆卸軸承的作業(yè)和將檢查結(jié)束的軸承再次安裝于機(jī)械設(shè)備的作業(yè)花費(fèi)巨大的勞力，機(jī)械設(shè)備的保養(yǎng)成本上升。

為了解決像這樣的問題，提出了一種能夠在機(jī)械設(shè)備實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)下進(jìn)行軸承的異常診斷的異常診斷裝置。例如，在專利文獻(xiàn)1記載的旋轉(zhuǎn)機(jī)械裝置的監(jiān)視診斷系統(tǒng)中，在每個(gè)設(shè)置各震蕩檢測(cè)傳感器的位置并且以每個(gè)運(yùn)轉(zhuǎn)模式，將由各振動(dòng)檢測(cè)傳感器檢測(cè)的振動(dòng)級(jí)別與設(shè)定的警報(bào)發(fā)生級(jí)別相比較來進(jìn)行警報(bào)判定，在達(dá)到發(fā)生警報(bào)級(jí)別時(shí)通過警報(bào)顯示裝置顯示警報(bào)。由此，實(shí)現(xiàn)了在確定發(fā)生異常振動(dòng)的部位的同時(shí)，能夠明確地顯示異常振動(dòng)部位。另外，在專利文獻(xiàn)2記載的滾動(dòng)軸承的異常診斷裝置中，基于使用振動(dòng)傳感器所測(cè)定的振動(dòng)波形的有效值、振動(dòng)波形的包絡(luò)信號(hào)波形的交流成分的有效值進(jìn)行滾動(dòng)軸承的異常診斷。由此，實(shí)現(xiàn)正確的異常診斷。

現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1：日本特開2009-109350號(hào)公報(bào)

專利文獻(xiàn)2：日本特開2011-154020號(hào)公報(bào)

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明欲解決的問題

但是，對(duì)裝入機(jī)械設(shè)備的馬達(dá)等的各種裝置的檢查，一般而言也通過分解裝入機(jī)械設(shè)備的該裝置的部位、或者機(jī)械設(shè)備整體來進(jìn)行。因此，從機(jī)械設(shè)備的保養(yǎng)成本等觀點(diǎn)考慮，優(yōu)選的是，在軸承的異常診斷的同時(shí)，進(jìn)行各種裝置的異常診斷。然而，上述的專利文獻(xiàn)1以及2所記載的發(fā)明僅進(jìn)行設(shè)置有傳感器的部件的異常診斷，設(shè)置有傳感器的部件以外的裝置的異常診斷不能進(jìn)行。

本發(fā)明是鑒于上述情況而完成的發(fā)明，其目的在于提供一種能夠進(jìn)行軸承的異常診斷、以及配置在軸承的周圍的裝置的異常診斷的異常診斷系統(tǒng)。

用于解決問題的技術(shù)方案

本發(fā)明的上述目的是由下述的結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)的。

(1)異常診斷系統(tǒng)，包括：軸承，其包括多個(gè)構(gòu)成部件；多個(gè)傳感器，其設(shè)置在所述構(gòu)成部件的相互不同位置，并且檢測(cè)周圍的信號(hào)；以及異常診斷裝置，其根據(jù)從所述多個(gè)傳感器輸出的信號(hào)，診斷所述軸承的異常、以及配置在所述軸承周圍的裝置的異常。

(1)所記載的異常診斷系統(tǒng)，

所述構(gòu)成部件是內(nèi)圈或者外圈，

所述多個(gè)傳感器具有：第一傳感器，其設(shè)置在所述軸承的內(nèi)圈或者外圈的軸向一端部附近；第二傳感器，其設(shè)置在滾道面附近；以及第三傳感器，其設(shè)置在軸向另一端部附近。

(3)(2)所記載的異常診斷系統(tǒng)，所述外圈是固定圈。

(4)(2)所記載的異常診斷系統(tǒng)，所述內(nèi)圈是旋轉(zhuǎn)圈。

(5)(1)～(4)所記載的異常診斷系統(tǒng)，所述異常診斷裝置確定所述多個(gè)傳感器中，輸出值最初上升或者超過規(guī)定的閾值的傳感器，根據(jù)被確定的傳感器的設(shè)置的位置，判定所述軸承以及所述裝置中的哪個(gè)為異常。

(6)(1)～(5)的任一項(xiàng)所記載的異常診斷系統(tǒng)，所述多個(gè)傳感器分別為溫度傳感器。

(7)(1)～(5)的任一項(xiàng)所記載的異常診斷系統(tǒng)，所述多個(gè)傳感器分別為振動(dòng)傳感器。

(8)(1)～(5)的任一項(xiàng)所記載的異常診斷系統(tǒng)，所述多個(gè)傳感器分別為負(fù)荷傳感器。

(9)(8)所記載的異常診斷系統(tǒng)，所述多個(gè)傳感器相互未配置在相同的圓周上。

發(fā)明的效果

根據(jù)本發(fā)明，能夠進(jìn)行軸承的異常診斷、以及配置在軸承的周圍的裝置的異常診斷。

附圖說明

圖1是第一實(shí)施方式的異常診斷系統(tǒng)的示意圖。

圖2是示出各傳感器的檢測(cè)溫度和時(shí)間的關(guān)系的圖表。

圖3是示出在馬達(dá)發(fā)生異常的情況下的、各傳感器的檢測(cè)溫度和時(shí)間的關(guān)系的圖表。

圖4是示出在軸承發(fā)生異常的情況下的、各傳感器的檢測(cè)溫度和時(shí)間的關(guān)系的圖表。

圖5是示出在泵發(fā)生異常的情況下的、各傳感器的檢測(cè)溫度和時(shí)間的關(guān)系的圖表。

圖6是第一實(shí)施方式的異常診斷系統(tǒng)的示意圖。

附圖標(biāo)記的說明

1：異常診斷系統(tǒng)

10：軸承

11：外圈(構(gòu)成部件、固定圈)

13：內(nèi)圈(構(gòu)成部件、旋轉(zhuǎn)圈)

15：滾珠(構(gòu)成部件)

17：保持架(構(gòu)成部件)

19：密封部件(構(gòu)成部件)

21：第一溫度傳感器

22：第二溫度傳感器

23：第三溫度傳感器

30：異常診斷裝置

31：數(shù)據(jù)收集部

33：數(shù)據(jù)處理部

35：狀態(tài)判定部

41：馬達(dá)(裝置)

42：泵(裝置)

具體實(shí)施方式

以下，利用附圖對(duì)本發(fā)明的各實(shí)施方式的異常診斷系統(tǒng)進(jìn)行說明。

(第一實(shí)施方式)

如圖1所示，本實(shí)施方式的異常診斷系統(tǒng)1包括：滾動(dòng)軸承10；設(shè)置在滾動(dòng)軸承10的多個(gè)傳感器21、22、23；以及異常診斷裝置30，根據(jù)從多個(gè)傳感器21、22、23輸出的信號(hào)，診斷滾動(dòng)軸承10以及各種裝置(例如馬達(dá)41、泵42)的異常。

滾動(dòng)軸承10具有：外圈11(固定圈)，在內(nèi)周面具有外圈滾道面11a；內(nèi)圈13(旋轉(zhuǎn)圈)，在外周面具有內(nèi)圈滾道面13a；多個(gè)滾珠15，轉(zhuǎn)動(dòng)自如地配置在外圈滾道面11a以及內(nèi)圈滾道面13a之間；保持架17，轉(zhuǎn)動(dòng)自如地保持有多個(gè)滾珠15；以及一對(duì)密封部件19，固定于外圈11的內(nèi)周面的軸向兩側(cè)。像這樣，滾動(dòng)軸承10由外圈11、內(nèi)圈13、滾珠15、保持架17以及密封部件19等多個(gè)構(gòu)成部件形成。

內(nèi)圈13外嵌固定于軸3，是與該軸3一起旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)圈。在滾動(dòng)軸承10的軸向一端側(cè)(圖中左側(cè))，在軸3固定有馬達(dá)41(裝置)，并且軸3被馬達(dá)41的未圖示的轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)。另外，在滾動(dòng)軸承10的軸向另一端側(cè)(圖中右側(cè))，在軸3固定有泵42(裝置)，并且馬達(dá)41的驅(qū)動(dòng)力經(jīng)由軸3傳達(dá)到泵42。

外圈11內(nèi)嵌固定于未圖示的外殼，是不旋轉(zhuǎn)的固定圈。在外圈11的內(nèi)周面的外圈滾道面11a的軸向兩側(cè)形成有用于固定一對(duì)密封部件19的一對(duì)密封槽11b。一對(duì)密封部件19向徑向延伸，是介在著間隙與內(nèi)圈13的外周面對(duì)置的非接觸型。由此，一對(duì)密封部件19將外圈11和內(nèi)圈13之間的空間密封，防止來自外部的異物侵入軸承內(nèi)部。另外，通過使用非接觸型的密封部件19，可以抑制對(duì)后述的溫度傳感器進(jìn)行的溫度檢測(cè)的影響。

本實(shí)施方式的機(jī)械裝置包括：旋轉(zhuǎn)軸3；外殼；滾動(dòng)軸承10；作為第一裝置的馬達(dá)41，相對(duì)于滾動(dòng)軸承10配置于軸向的一端側(cè)；以及作為第二裝置的泵42，相對(duì)于滾動(dòng)軸承10配置于軸向另一端側(cè)。

另外，在外圈11的相互不同的位置埋入設(shè)置有檢測(cè)周圍的信號(hào)的多個(gè)第一～第三傳感器21、22、23。在本實(shí)施方式中，多個(gè)傳感器21、22、23由第一溫度傳感器21、第二溫度傳感器22以及第三溫度傳感器23構(gòu)成，其中，第一溫度傳感器21設(shè)置在外圈11的軸向一端部附近，第二溫度傳感器22設(shè)置在軸向中央部的外圈滾道面11a附近，第三溫度傳感器23設(shè)置在軸向另一端部附近。

需要說明的是，在本實(shí)施方式中，雖然多個(gè)傳感器21、22、23設(shè)置在相同的徑向位置，但也可以是分別不同的徑向位置。

雖然第一～第三溫度傳感器檢測(cè)的溫度被滾動(dòng)軸承10、馬達(dá)41、泵42的發(fā)熱影響，但由于各個(gè)設(shè)置的位置的不同而影響程度也不同。即，配置于馬達(dá)41附近的第一溫度傳感器21容易被馬達(dá)41的溫度變化影響，配置在滾珠15、內(nèi)圈13等附近的第二溫度傳感器22容易被滾動(dòng)軸承10的溫度變化影響，配置在泵42附近的第三溫度傳感器23容易被該泵42的溫度變化影響。

第一～第三溫度傳感器21～23輸出檢測(cè)的溫度，并傳達(dá)至異常診斷裝置。異常診斷裝置30例如由微型計(jì)算機(jī)構(gòu)成，通過執(zhí)行記錄保持在該微型計(jì)算機(jī)內(nèi)的程序，數(shù)據(jù)收集部31等的各部來執(zhí)行如下的各處理。

異常診斷裝置30的數(shù)據(jù)收集部31收集來自第一～第三溫度傳感器21～23的輸出數(shù)據(jù)。異常診斷裝置30的數(shù)據(jù)處理部33處理收集的輸出數(shù)據(jù)并儲(chǔ)存各輸出數(shù)據(jù)。異常診斷裝置30的狀態(tài)判定部35確定第一～第三溫度傳感器21～23中、輸出值最初從額定溫度上升、或者最初超過規(guī)定的閾值的傳感器。然后，狀態(tài)判定部35根據(jù)被確定的傳感器(以下，稱為特定傳感器)的設(shè)置的位置，判定滾動(dòng)軸承10、馬達(dá)41、泵42中的哪個(gè)處于異常狀態(tài)。

例如，在使第一溫度傳感器21作為特定傳感器的情況下，第一溫度傳感器21與第二、第三溫度傳感器22、23相比配置在馬達(dá)41的附近，因此判定馬達(dá)41為異常狀態(tài)。另外，在使第二溫度傳感器22作為特定傳感器的情況下，第二溫度傳感器22與第三、第一溫度傳感器23、21相比配置在滾珠15、內(nèi)圈3等的附近，因此判定滾動(dòng)軸承10為異常狀態(tài)。另外，在使第三溫度傳感器23作為特定傳感器的情況下，第三溫度傳感器23與第一、第二溫度傳感器21、22相比配置在泵42的附近，因此判定泵42為異常狀態(tài)。

在安裝有異常診斷系統(tǒng)1的機(jī)械設(shè)備中，存在軸承10的發(fā)熱、馬達(dá)41的發(fā)熱、泵42的發(fā)熱，各自的溫度上升時(shí)間不同。因此，如圖2所示，從第一～第三溫度傳感器21～23的輸出值得到的溫度增加曲線在機(jī)械設(shè)備的啟動(dòng)開始后變得相互不同。然而，當(dāng)經(jīng)過一定時(shí)間并變成穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，由于外圈11的溫度與滾動(dòng)軸承10周邊的氣氛溫度相同，所以對(duì)第一～第三溫度傳感器21～23的檢測(cè)溫度沒有差別，變成額定溫度ta。

在此，參照?qǐng)D3，在到達(dá)額定溫度ta后的時(shí)間t中，考慮馬達(dá)41由于何種要因而異常發(fā)熱的情況。這種情況下，與第二、第三溫度傳感器22、23相比配置在馬達(dá)41附近的第一溫度傳感器21的輸出值最初上升，然后按照第二溫度傳感器22、第三溫度傳感器23的順序輸出值上升。進(jìn)而，輸出值按照第一溫度傳感器21、第二溫度傳感器22、第三溫度傳感器23的順序超過規(guī)定的閾值tb。

因此，異常診斷裝置30將第一溫度傳感器21確定為輸出值最初上升的傳感器、或者輸出值最初超過閾值tb的傳感器。并且，異常診斷裝置根據(jù)第一溫度傳感器21的設(shè)置的位置、即根據(jù)第一溫度傳感器21靠近馬達(dá)41的附近，判定馬達(dá)41為異常狀態(tài)。

接下來，參照?qǐng)D4，在額定溫度ta到達(dá)后的時(shí)間t，考慮滾動(dòng)軸承10由于燒結(jié)、磨損等的要因而異常發(fā)熱的情況。該情況下，與第三、第一溫度傳感器23、21相比配置在滾動(dòng)軸承10的附近的第二溫度傳感器22的輸出值最初上升，然后第三溫度傳感器23以及第一溫度傳感器21的輸出值上升。并且，第二溫度傳感器22的輸出值最初超過閾值tb，第三溫度傳感器23以及第一溫度傳感器21的輸出值超過閾值tb。

因此，異常診斷裝置30將第二溫度傳感器22確定為輸出值最初上升的傳感器、或者輸出值最初超過閾值tb的傳感器。并且，異常診斷裝置根據(jù)第二溫度傳感器22的設(shè)置的位置、即根據(jù)第二溫度傳感器22設(shè)置在滾動(dòng)軸承10的附近，判定滾動(dòng)軸承10為異常狀態(tài)。

接下來，參照?qǐng)D5，在額定溫度ta到達(dá)后的時(shí)間t，考慮泵42由于何種要因而異常發(fā)熱的情況。該情況下，與第一、第二溫度傳感器21、22相比配置在泵的附近的第三溫度傳感器23的輸出值最初上升，然后按照第二溫度傳感器22以及第一溫度傳感器21的順序輸出值上升。并且，輸出值按照第三溫度傳感器23、第二溫度傳感器22、第一溫度傳感器21的順序超過規(guī)定的閾值tb。

因此，異常診斷裝置30將第三溫度傳感器23確定為輸出值最初上升的傳感器、或者輸出值最初超過閾值tb的傳感器。并且，異常診斷裝置根據(jù)第三溫度傳感器23的設(shè)置的位置、即根據(jù)第三溫度傳感器23設(shè)置在泵42的附近，判定泵42為異常狀態(tài)。

根據(jù)像這樣的本實(shí)施方式的異常診斷系統(tǒng)1，能夠使?jié)L動(dòng)軸承10的異常診斷、以及配置在滾動(dòng)軸承10的周圍的裝置(馬達(dá)41以及泵42)的異常診斷更有效地進(jìn)行。

(第二實(shí)施方式)

接下來，參照附圖來說明本發(fā)明的第二實(shí)施方式的異常診斷系統(tǒng)1。需要說明的是，與第一實(shí)施方式相同或等同的部分，附上相同的符號(hào)，省略或簡(jiǎn)化說明。

在第一實(shí)施方式中，雖然在固定圈的外圈11的相互不同位置配置有多個(gè)傳感器21～23，但在本實(shí)施方式中，在旋轉(zhuǎn)圈的內(nèi)圈13的相互不同位置埋入配置有檢測(cè)周圍信號(hào)的多個(gè)傳感器21、22、23。也就是說，本實(shí)施方式中的多個(gè)傳感器21、22、23由配置在內(nèi)圈13的軸向一端部附近的第一溫度傳感器21、設(shè)置在軸向中央部的內(nèi)圈滾道面13a附近的第二溫度傳感器22、以及設(shè)置在軸向另一端部附近的第三溫度傳感器23構(gòu)成。

因此，在本實(shí)施方式中，配置在馬達(dá)41附近的第一溫度傳感器21也容易受該馬達(dá)41的溫度變化影響，并且配置在滾珠15、外圈1等附近的第二溫度傳感器22容易受滾動(dòng)軸承10的溫度變化影響，配置在泵42附近的第三溫度傳感器23容易受該泵42的溫度變化影響。

另外，在本實(shí)施方式中，如第一實(shí)施方式的圖2所示的那樣，從第一～第三溫度傳感器21～23的輸出值得到的溫度增加曲線在機(jī)械設(shè)備的啟動(dòng)開始后變得相互不同。另外，當(dāng)成為經(jīng)過一定時(shí)間的穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，由于內(nèi)圈13的溫度與滾動(dòng)軸承10周邊的氣氛溫度相同，所以第一～第三溫度傳感器21～23檢測(cè)的溫度沒有差別，成為額定溫度ta。

因此，在本實(shí)施方式中，通過與第一實(shí)施方式同樣的方法，如圖3～圖5所示，根據(jù)第一～第三溫度傳感器21～23的輸出值的圖表，也能夠判定馬達(dá)41、滾動(dòng)軸承10、泵42的哪個(gè)為異常狀態(tài)。

根據(jù)像這樣的本實(shí)施方式的異常診斷系統(tǒng)1，能夠使?jié)L動(dòng)軸承10的異常診斷、以及配置在滾動(dòng)軸承10的周圍的裝置(馬達(dá)41以及泵42)的異常診斷更有效地進(jìn)行。

關(guān)于其他結(jié)構(gòu)以及作用也與第一實(shí)施方式同樣。

需要說明的是，本發(fā)明并不局限于上述的實(shí)施方式，還能夠適當(dāng)?shù)刈兏?、改良等?/p>

例如，異常診斷裝置30不僅確定輸出值最初上升的傳感器或者輸出值最初超過閾值tb的傳感器，還可以確定輸出值第二上升的傳感器或者輸出值第二超過閾值tb的傳感器。并且，異常診斷裝置30根據(jù)最初被確定的傳感器的位置、第二被確定的傳感器的位置來判定滾動(dòng)軸承10以及裝置中的哪個(gè)為異常。由此，能夠更準(zhǔn)確地判定哪個(gè)部分在發(fā)熱，并且能夠提高異常判定的精度。同樣，異常診斷裝置30也可以根據(jù)最初被確定的傳感器的位置、第二被確定的傳感器的位置、以及第三被確定的傳感器的位置，判定滾動(dòng)軸承10以及裝置中的哪個(gè)為異常。

另外，設(shè)置的傳感器的數(shù)量，如果是多個(gè)的話即可，也可以根據(jù)裝入有異常診斷系統(tǒng)的機(jī)械裝置適當(dāng)增減。例如，在本實(shí)施方式中未設(shè)置泵42的情況下，也可以不設(shè)置第三溫度傳感器23。

另外，設(shè)置的傳感器如果是能夠監(jiān)視滾動(dòng)軸承10、配置在滾動(dòng)軸承的周圍的裝置(例如馬達(dá)41、泵42)的狀態(tài)的話，就不限定種類，可以采用例如振動(dòng)傳感器、負(fù)荷傳感器。因此，如上述實(shí)施方式那樣，在旋轉(zhuǎn)圈即內(nèi)圈13設(shè)置有傳感器的情況下，由于熱量、振動(dòng)、負(fù)荷等容易從軸3等傳達(dá)，所以與在滾動(dòng)軸承10的其他構(gòu)成部件設(shè)置有傳感器的情況相比，能夠快速捕獲變動(dòng)。

在采用負(fù)荷傳感器作為設(shè)置的傳感器的情況下，假設(shè)在固定圈即外圈11設(shè)置有負(fù)荷傳感器時(shí)，由于必須在負(fù)荷圈設(shè)置負(fù)荷傳感器，所以在圓周上受到設(shè)置相位的制約。但是，在如第二實(shí)施方式那樣在旋轉(zhuǎn)圈即內(nèi)圈13設(shè)置有負(fù)荷傳感器的情況下，由于不接受設(shè)置相位的制約，所以可以使多個(gè)負(fù)荷傳感器分別在圓周上分開設(shè)置。因此，如果在圓周上的任意相位分別設(shè)置一個(gè)負(fù)荷傳感器，則能夠把握各自的相位的變動(dòng)。即，在旋轉(zhuǎn)圈設(shè)置有負(fù)荷傳感器的情況下，可以不在相同的圓周上的相位設(shè)置多個(gè)負(fù)荷傳感器，而在一個(gè)圓周上的相位配置有一個(gè)負(fù)荷傳感器。因此，多個(gè)負(fù)荷傳感器從軸向觀察被配置在相互不同的位置。

另外，如果傳感器的設(shè)置部位是滾動(dòng)軸承10的構(gòu)成部件的話，則不局限于外圈11或者內(nèi)圈13，還可以是例如保持架17、密封部件19。

另外，從傳感器向異常診斷裝置30的數(shù)據(jù)收集部31的信號(hào)傳送方法可以采用有線、無線的任意的方法。

在異常診斷裝置30判定滾動(dòng)軸承10、馬達(dá)41、泵42的異常的情況下，能夠通知上位的系統(tǒng)且自動(dòng)停止機(jī)械設(shè)備，并且還能夠通過警報(bào)、畫面顯示等向作業(yè)者以及管理者進(jìn)行警告。

作為配置在滾動(dòng)軸承10的周圍的裝置，并不局限于上述的馬達(dá)41、泵42，還能夠采用任意的裝置。

本申請(qǐng)基于2015年2月19日申請(qǐng)的日本專利申請(qǐng)2015-030986以及2015年2月19日申請(qǐng)的日本專利申請(qǐng)2015-030987，其內(nèi)容在此作為參照編入本文。