轴承检查装置及轴承检查方法与流程

1.本发明涉及轴承检查装置以及轴承检查方法。


背景技术：

2.以往，关于基于声音进行轴承的检查，例如有日本特开平3
‑
35140号公报(专利文献1)所公开的技术。在该公报中记载了“其特征在于，具备：数据输出单元，其检测轴承的位移量和振动音，并输出与其相关的数据；模糊推定部，其存储有将上述位移量和振动音设为前件部的变量、将轴承的状态设为后件部的变量的多个模糊规则、以及各变量各自的隶属(membership)函数，并使用与来自上述数据输出单元的位移量和振动音相关的数据，根据该模糊规则和隶属函数来模糊推定轴承的状态”。
3.专利文献1：日本特开平3
‑
35140号公报


技术实现要素：

4.如上述专利文献1所述，取得声音来判定轴承的状态的结构与取得轴承的振动来进行判定的结构相比，具有如下优点：传感器的设置所需的空间少，也能够进行非接触的判定。
5.另一方面，在取得声音来判定轴承的状态的结构中，存在受到周边的环境音的影响而精度下降的问题。特别是，在以低速旋转的轴承中，异常音的产生频率降低，因此检查变得困难。
6.因此，本发明的目的在于提供一种高精度且利用范围广的轴承检查装置及轴承检查方法。
7.为了实现上述目的，代表性的本发明的轴承检查装置之一具备：声音传感器，其检测从检查对象的轴承产生的声音；磁传感器，其检测由所述轴承产生的磁；解析部，其对作为所述磁传感器的检测结果的磁信号进行频率解析；以及提取部，其使用所述频率解析的结果，从作为所述声音传感器的检测结果的声音信号中提取所述轴承的旋转周期的声音信号。
8.另外，代表性的本发明的轴承检查方法之一包括：声音检测步骤，检测从检查对象的轴承产生的声音；磁检测步骤，检测由所述轴承产生的磁；解析步骤，对作为所述磁检测步骤的检测结果的磁信号进行频率解析；以及提取步骤，使用所述频率解析的结果，从作为所述声音检测步骤的检测结果的声音信号中提取所述轴承的旋转周期的声音信号。
9.根据本发明，能够提供高精度且利用范围广的轴承检查。
10.上述以外的课题、结构以及效果，通过以下的用于实施发明的方式的说明而变得明确。
附图说明
11.图1是实施例涉及的轴承检查装置的说明图。
12.图2是表示轴承检查装置的处理步骤的流程图。
13.图3是声音信号和磁信号的具体例。
14.图4是磁信号的频率转换结果的具体例。
15.图5是表示利用了磁信号的周期的异常音的判定结果的图。
16.图6是传感器设置的说明图(其一)。
17.图7是传感器设置的说明图(其二)。
18.图8是传感器设置的说明图(其三)。
19.图9是同时检查多个轴承时的说明图。
20.附图标记说明
21.10自动扶梯、20轴承、30轴承检查装置、31磁传感器、32声音传感器、33解析部、34提取部、35判定部、36基板、37传感器单元。
具体实施方式
22.以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。实施例是用于说明本发明的示例，为了说明的明确化，适当地进行了省略以及简化。本发明也能够以其他各种方式实施。只要没有特别限定，各构成要素可以是单数也可以是复数。
23.为了容易理解发明，附图中示出的各构成要素的位置、大小、形状、范围等有时并不表示实际的位置、大小、形状、范围等。因此，本发明不一定限定于附图所公开的位置、大小、形状、范围等。
24.在存在多个具有相同或同样的功能的构成要素的情况下，有时对相同的符号标注不同的下标来进行说明。另外，在不需要区分这些多个构成要素的情况下，有时省略下标来进行说明。
25.[实施例]
[0026]
图1是实施例涉及的轴承检查装置的说明图。图1所示的轴承检查装置30用于检查自动扶梯10的轴承。自动扶梯10是输送搭乘在循环的踏板上的乘客的乘客输送机的一种。自动扶梯10在其两端的地板(床面)的下方具备用于使踏板循环的轴。该轴由内置有滚动体的滚动轴承(bearing)即轴承20支承。作为一例，2根轴分别由2个轴承支承。在图1中，将支承自动扶梯10的下侧的轴的轴承之一设为轴承20a，将支承自动扶梯10的上侧的轴的轴承之一设为轴承20b。
[0027]
轴承检查装置30具有磁传感器31、声音传感器32、解析部33、提取部34以及判定部35。磁传感器31检测由检查对象的轴承20a产生的磁，并作为磁信号而进行输出。声音传感器32检测从轴承20a产生的声音，并作为声音信号而进行输出。
[0028]
解析部33对作为磁传感器31的检测结果的磁信号进行频率解析。提取部34使用频率解析的结果，从作为声音传感器32的检测结果的声音信号中提取轴承的旋转周期的声音信号。作为一例，提取部34在根据轴承20a的构造推定的周期的附近搜索磁信号的周期的峰值，求出滚动体的旋转周期和内环的旋转周期，设为轴承20a的旋转周期。在该情况下，提取部34选择性地提取在滚动体的旋转周期和内环的旋转周期产生的声音信号。
[0029]
判定部35根据提取部34的提取结果来判定轴承20a的状态。具体而言，判定部35将提取部34的提取结果中声压超过预定的阈值的声音信号判定为异常音。另外，判定部35根
据与异常音对应的磁信号的周期，区分是滚动体的异常音还是内环的异常音。判定部35将判定结果输出到外部。基于判定结果的输出既可以仅是判定结果，也可以与其他信息一起输出。其他信息包括磁传感器31检测到的磁信号、声音传感器32检测到的声音信号、解析部33的解析结果、提取部34提取的声音信号等。
[0030]
图2是表示轴承检查装置30的处理步骤的流程图。作为开始该处理步骤的准备，将磁传感器31及声音传感器32设置于检查对象的轴承20，驱动自动扶梯10。
[0031]
当开始处理步骤时，首先，进行由声音传感器32进行的声音的检测(步骤s101)和由磁传感器31进行的磁的检测(步骤s102)。之后，解析部33对作为磁传感器31的输出的磁信号进行频率解析(步骤s103)。提取部34使用频率解析的结果，从作为声音传感器32的检测结果的声音信号中提取轴承的旋转周期的声音信号(步骤s104)。判定部35根据提取部34的提取结果，判定轴承20a的状态，输出判定结果(步骤s305)，结束处理。
[0032]
图3是声音信号和磁信号的具体例。在图3所示的声音信号中，除了来自轴承20的声音以外，还包含环境音。因此，难以仅从声音信号中提取表示异常的声音。另一方面，磁信号表示包含轴承20的内环的旋转和滚动体的旋转等的周期性。而且，认为声音信号中还包含来自轴承20的旋转的周期成分。因此，轴承检查装置30对磁信号进行频率转换来确定轴承20的旋转周期。
[0033]
图4是磁信号的频率转换结果的具体例。提取部34使用频率解析的结果，在根据轴承20a的构造推定的周期的附近搜索磁信号的周期的峰值。在图4中，根据轴承20a的构造和自动扶梯10的运转速度求出的内环、滚动体、支承器的周期的理论值分别为0.25hz、0.90hz、0hz。若在其周围搜索峰值而作为实际峰值，则内环的实际峰值为0.24hz，滚动体的实际峰值为0.89hz，支承器的实际峰值为0.1hz。
[0034]
若提取以与这些实际峰值对应的周期产生的声音信号，并将除此以外的声音信号作为噪声成分(环境音)而去除，则能够选择性地提取来自轴承20的声音。然后，若将来自轴承的声音中的声压为阈值以上的声音判定为异常音，则能够高精度地判定轴承20的异常。
[0035]
图5是表示利用了磁信号的周期的异常音的判定结果的图。在图5中，与磁信号的峰值对应地示出了声音信号的异常。
[0036]
接着，对传感器的设置进行说明。图6～图8是传感器设置的说明图。作为图6～图8共同的结构，在支承器21内支承有轴承20。另外，在支承器21与内环22之间内置有滚动体23。内环22的内侧是轴。
[0037]
在图6所示的结构中，在支承器21上例如经由润滑脂等设置有传感器单元37。传感器单元37在内部具有基板36，基板36在轴承20侧设置有磁传感器31和声音传感器32。
[0038]
在图7所示的结构中，除了图6所示的结构外，还设置有消除用声音传感器41。消除用声音传感器41设置于基板36，但其设置面为声音传感器32的相反侧。消除用声音传感器41以环境音的检测为目的，将其声音信号从声音传感器32的声音信号中减去。由此，能够降低环境音的影响。
[0039]
并且，考虑使消除用声音传感器41与传感器单元37抵接，在抵接的位置的传感器单元37上开孔，而使消除用声音传感器41从传感器单元37向外部伸出的结构。例如，在传感器单元37的上表面开设仅供消除用声音传感器41通过的孔，由此仅使消除用声音传感器41向外部窥测。由此，消除用声音传感器41能够容易地检测在传感器单元37的外部产生的环
境音。
[0040]
在图8所示的结构中，在支承器21设置有传感器单元37a和传感器单元37b。传感器单元37a在内部具有基板36a，基板36a在轴承20侧设置有声音传感器32。传感器单元37b在内部具有基板36b，基板36b在轴承20侧设置有磁传感器31。此外，具有磁传感器31的传感器单元37b经由润滑脂等设置于支承器21，具有声音传感器32的传感器单元37a利用磁铁等设置于支承器21即可。
[0041]
在到此为止的说明中，以检查1个轴承的情况为例进行了说明，但也能够同时检查以同一周期旋转的多个轴承。图9为同时检查多个轴承的情况的说明图。
[0042]
如已经说明的那样，自动扶梯10在两端的地板的下方具备轴，该2根轴为了使踏板循环而以同一周期旋转。而且，各个轴由单侧的1个或两侧的2个轴承20支承，因此2个至4个轴承20以同一周期旋转。另外，也可以考虑设置多个轴承，并以同一周期旋转的情况。
[0043]
在图9中，为了简化说明，示出了将2个轴承20a、20b作为检查对象的情况，但也可以同时检查3个、或者4个、或者多个轴承20。
[0044]
图9所示的轴承检查装置30a具备磁传感器31、声音传感器32a、声音传感器32b、解析部33、提取部34a、判定部35a。在该结构中，在轴承20a上设置有磁传感器31和声音传感器32a。另一方面，在轴承20b上不设置磁传感器31，而设置声音传感器32b。
[0045]
与图1同样地，解析部33对作为磁传感器31的检测结果的磁信号进行频率解析。提取部34a使用频率解析的结果，从多个声音传感器32a和声音传感器32b的检测结果即多个声音信号中分别提取轴承20a和轴承20b的旋转周期的声音信号。即，在轴承20a取得的磁信号的周期也用于轴承20b的声音信号的提取。
[0046]
判定部35根据多个声音信号分别判定轴承20a和轴承20b的状态。该判定与图1的结构同样地，能够以声压是否超过阈值为基准来进行。另外，也能够对来自多个声音信号的提取结果进行比较，来判定有无异常。例如，在从多个轴承20提取的同一时刻的声音信号中的1个比其他声音信号大的情况下，该轴承20有可能发生了异常。特别是，设置于轴的两侧的轴承受到来自相同的轴的影响，因此容易通过比较来判定有无异常。
[0047]
如上所述，本实施例涉及的轴承检查装置30具备：声音传感器32，其检测从检查对象的轴承20产生的声音；磁传感器31，其检测由轴承20产生的磁；解析部33，其对作为所述磁传感器31的检测结果的磁信号进行频率解析；以及提取部34，其使用所述频率解析的结果，从作为所述声音传感器32的检测结果的声音信号中提取所述轴承20的旋转周期的声音信号。因此，能够降低周边的环境音的影响，实现也能够适用于低速旋转的轴承的、高精度且利用范围广的轴承检查。
[0048]
检查对象的轴承20优选内置有滚动体的滚动轴承，提取部34能够在根据所述轴承20的构造推定的周期的附近搜索所述磁信号的周期的峰值，求出所述滚动体的旋转周期和内环的旋转周期，并作为所述轴承的旋转周期。另外，滚动体能够适用滚珠、圆筒滚子等形状任意的滚动体。
[0049]
另外，轴承检查装置30a与以同一周期旋转的多个轴承20对应地具备多个所述声音传感器32，通过所述磁传感器31检测由所述多个轴承20的任一个产生的磁，所述提取部34共用所述频率解析的结果，从多个声音传感器32的检测结果即多个声音信号中分别提取各轴承20的旋转周期的声音信号。多个轴承例如是设置于同一轴的轴承。然后，判定部35a
对来自多个声音信号的提取结果进行比较，判定所述多个轴承20的状态。根据该结构，能够简单地判定多个轴承20的状态。
[0050]
另外，若将提取部34的提取结果中声压超过预定的阈值的声音信号判定为异常音，则能够简单且可靠地判定轴承20的异常。另外，也能够区分滚动体的异常和内环的异常地进行判定。
[0051]
另外，在上述实施例中，说明了在作为乘客输送机的一种的自动扶梯中，能够高精度地进行轴承的检查。此外，本发明能够应用于沿水平方向输送乘客的乘客输送机、建筑机械的无限轨道(履带)等任意的装置的轴承，特别适合于以低速运用的轴承。
[0052]
另外，在上述实施例中，例示了具有声音传感器和磁传感器的传感器单元而进行了说明，但也可以构成为在传感器单元设置振动传感器、热传感器等，进一步利用这些传感器的输出，综合地判定有无异常。
[0053]
另外，在上述实施例中，以将具有磁传感器、声音传感器的传感器单元设置为与支承器21接触的情况为例进行了说明，但磁传感器、声音传感器不一定需要与支承器21接触。磁传感器、声音传感器也能够以非接触的方式使用。另外，在确保了作业空间的轴承和作业空间没有富余的轴承混合存在的情况下，也能够在确保了作业空间的轴承上设置磁传感器，在其他轴承仅设置声音传感器来实施本发明。