JPH01274019A - 回転機の振動監視方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は回転機の振動監視に係り、特に、回転中の回転
、構造物の振動監視に好適な方法に関する。

〔従来の技術〕

従来、翼などの回転構造物の振動監視方法は特開昭５４
−１５１０７５号公報に記載のように、回転機を支持す
る軸受の加速度を検出し、この中から翼の振動数に相当
する加速度成分を分離し、この軸受加速度の翼振動成分
の大小によって回転翼の異常を監視する方法がとられて
いたが、計測が容易である利点はあるものの、翼の振動
を加速度で間接的に測定しているため、測定の精度を上
げるには必ずしも十分でないという問題があった。

〔発明が解決しようとする課題〕

一方、翼などの振動を直接測定し、この振動波形や周波
数ブラウン管上に表示して監視する方法も一般に行われ
ているが、回転構造物の特有の固有振動特性、あるいは
、共振の有無を確認するにはこれだけでは不十分である
。

ところで、回転構造物の固有振動数との共振による過大
振動の有無を監視するには第５図に示すようなキャンベ
ル図と呼ばれる図を用いることが理想的である。第５図
は回転数により変化する固有振動数の変化を示すもので
、この曲線は励振振動数と固有振動数の一致した振幅の
大きい点を結ぶことによって得られる。円の大きさが振
動振幅レベルを示し、これが過大でないかどうかが監視
の対象となる。従来は振動の分析から図の表示までの時
間がかかるためキャンベル図によるオンライン監視は困
難であったが、計測システムの高速化により現在ではあ
る程度可能な状況となってきている。この場合の問題点
の一つは予想の困難な振動レベルに対していかに明瞭な
キャンベル図を得るか、多点の測定の効率と経済性をい
かに高めるかが挙げられる。

本発明の目的は明瞭なキャンベル線図によって回転構造
物の多点のオンライン振動監視の精度と効率を高める方
法を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的は多点の回転構造物の振動を所定の回転数毎に
測定し、この振動波形と回転数データを記憶装置に記憶
すると同時に、設定した表示チャンネルの周波数分析を
行ってキャンベル図を作成し、これをオンラインで表示
装置に表示させると共に、キャンベル図の表示レベルの
変更、表示チャンネルの変更、及び、データ採取の一時
中断をオンラインで自由に行えるようにすることで達成
される。

〔作用〕

本発明の振動監視法の主な作用について述べる。

キャンベル図の表示レベルの変更は、その振動振幅の大
きさを示す印（たとえば円）の大きさと周波数分析結果
である多くの周波数スペクトルの大きさの表示のための
しきい値レベルを変更することで、表示されたキャンベ
ル図の様子を見ながらこのレベルを適宜変更することに
よって、監視対象の振動レベルに対して最適の表示レベ
ルが得られるようにする作用がある。表示チャンネルの
変更は、周波数分析する測定チャンネルを表示装置に表
示する表示チャンネルに変更させ、変更時点以降から変
更した表示チャンネルの監視を可能ならしめる作用があ
る。また、データ取込みの一時中断は、たとえば、回転
数一定時など余分のデータの取込みをなくす作用がある
。

〔実施例〕

以下、本発明の詳細を実施例によって説明する。

第１図は本発明の回転機の振動監視方法の実施例で、第
２図はそのためのハード構成を示す。第１図と第２図を
対応させて説明すると、まず、第１図は測定に先立ち表
示チャンネル等を設定する工程１と多チャンネルの振動
波形、及び、回転数を取込む工程２とこれを記憶装置に
記憶する工程３と設定チャンネルの周波数分析を行う工
程４とこの分析結果からキャンベル図を作成して表示装
置に表示する工程５と表示されたキャンベル図の表示レ
ベルを変更する工程６と表示チャンネルを変更する工程
７と表示画面のコピーを指示する工程８とそれに基づい
て表示画面のコピーを行う工程９と測定終了を指示する
工程１０と少なくとも十個の工程をもつ。

第２図で３ａ、３ｂ及び３ｃは振動監視の対象とする翼
で、これらは車盤４ａ、４ｂ、及び、４ｃに植込まれて
翼車を形成し、回転機１の構成部品となっている。２ａ
、２ｂは回転機１の支持軸受である。回転機１を回転さ
せた時、ｇ３ａ。

３ｂ及び３ｃの振動は、それぞれ、歪ゲージ５゜６及び
７で検出され、テレメータ発振器８，９及び１０によっ
て受信器１１に送られる。受信機１１の出力はデータ処
理装置２００のチャンネルコントローラ２１を介してＣ
ＰＵ２２に振動波形として取込まれる。同様に回転パル
スピックアップ１２によって検出された回転数信号はト
ラッキングアナライザ１３によって回転に同期したディ
ジタル信号に変換されＣＰＵ２２に取込まれる。

この場合、振動波形の取込みは一定回転数間隔で行なわ
れるが、この回転数間隔は取込みデータ量と記憶容量よ
り決定される。この振動波形と回転数信号をＣＰＵに取
込む工程が第１図の工程２である。第１図の手順はＣＰ
Ｕ２２のメモリ内にソフトとして与えられ、キーボード
２５からの入力により、モニタＣＲＴ２６上に必要メツ
セージが出力されるように構成される。第１図では工程
２に先立ってＣＲＴ２６に表示する測定チャンネル及び
表示レベル条件をキーボード２５より入力する工程１を
含んでいる。

第２図でＣＰＵ２２に取込まれた振動波形と回転数のデ
ータは外部記憶装置２３に記憶されると同時に、工程１
で設定された表示チャンネルについてはマイクロプロセ
ッサ２４により高速フーリエ変換（ＦＦＴ）方式によっ
て周波数分析が行われる。この工程が第１図の工程３及
び工程４に相当する。次に、この結果をもとに再びＣＰ
Ｕ２２によって測定チャンネルのキャンベル図が作成さ
れ、モニタＣＲＴ２６上に表示される。これが第１図の
工程５に相当する。この場合、工程２のデータの取込み
から工程５のキャンベル図の表示まではほぼ実時間で実
行されるので、回転機１の回転数が変化して測定回転数
に達する毎に分析された振動波形データがキャンベル図
として、オンラインでモニタＣＲＴ２６上に表示される
。

この状態は測定終了の指示があるまで連続して行われる
。

もし、モニタＣＲＴ２６に表示されたキャンベル図の表
示レベルが適当でない場合は、キーボード２５より予め
定められた文字（たとえばＬ）を入力して、工程１の表
示レベルの設定をやり止す。

回転数の変化に伴うキャンベル図の変化を見ながら適当
な表示状態が得られるまでこれを繰返して行う。これが
第１図の工程６に相当する。工程６で表示レベルの設定
のやり直しは具体的に周波数分析結果の周波数スペクト
ルのしきい値と振幅を表示する印（この場合は円）の大
きさをきめる参照値の値を変えることである。すなわち
、周波数スペクトルのしきい値を下げるとキャンベル図
上に表示されるスペクトルを示す点の数が多くなり、一
方、振幅の参照値を上・下させると表示する点の円の大
きさが変化する。従って、しきい値が余り低すぎると表
示点数が多くなり過ぎて第５図で示した固有振動数の特
性が明瞭でなくなり、また、振幅の参照値が大き過ぎて
も小さ過ぎても同様の結果となる０通常は適当な表示レ
ベルに対応する振動レベルを予め知ることは困難なこと
が多いので、表示レベルがオンラインで変更できること
は、その表示レベルを適正化し、キャンベル線図の明瞭
化による振動監視の精度の向上を促す。

また、キャンベル線図の表示チャンネルを変更したい場
合もキーボード２５より定められた文字（たとえばＣ）
を入力して工程１の表示チャンネルを希望のチャンネル
に設定し直す。すると工程４から工程５は変更した表示
チャンネルについて実施され、モニタＣＲＴ２６には変
更したチャンネルの変更時点以降のキャンベル線図がモ
ニタＣＲＴ２６に表示される。同様にして、他の表示チ
ャンネルへの変更も、適宜、行うことができるので、多
チャンネルの振動監視を効率よく行うことができる。こ
れによって表示チャンネルの変更を行う場合でも工程２
及び工程３は表示変更チャンネルを含む測定全チャンネ
ルについて行われる。

次に、モニタＣＲＴ２６の表示画面をコピーしたい場合
は、第１図の工程８及び工程９を実行する。すなわち、
キーボード２５より定められた文字（たとえばｃｏｐｙ
）を入力し、ハードコピー装置２７によりモニタＣＲＴ
２６の表示画面をコピーする。

これら工程６の表示レベルの変更、工程７の表示チャン
ネルの変更、及び、工程８の表示画面のコピーはそれぞ
れ必要な時点にオンラインで任意に実行することができ
、それぞれの順序は変ってもよい。ただし、工程６．工
程７．工程８、及び、工程９の実行中は工程２のデータ
の取込みが中断されるが、短時間であるので監視上光ん
ど問題とならない。

工程１から工程９までの過程は第２図の工程１０、すな
わち、キーボードより測定終了の入力（たとえば文字Ｅ
）があるまでオンラインで連続的に実行される。ただし
、この実行はある条件で自動的に行わせることもできる
。

第３図は本発明の回転機の振動監視方法の第二の実施例
の手順を示し、第１図の変形例である。

第３図は第１図の工程６の次にデータ取込みを中断する
工程１１を設けたものである。第２図を参照するとこの
工程１１はキーボード２５より定められた文字（たとえ
ば旦）を入力することにより中断が開始され、再び、キ
ーボードより中断終了の入力（たとえば再び旦）までを
含む。この工程１１の実行中は工程２のデータの取込み
と工８３のデータ記憶がその間中断され、工程１１の実
施前の工程５の表示画面がそのまま継続される。第３図
では工程１１は工程６の次になっているが、これは工程
７．工程９の次でもよく、工程６．工程１１．工程７及
び工程８はそれぞれ必要な時点で互いに順序が変っても
よい。

工程１１は回転速度が一定の時や振動データの取込みを
必要としないときに実行され、第２図の記憶装置２３の
記憶容量の節約や振動監視の効率アップをもたらす。

第４図は本発明の回転機の振動監視方法の第三の実施例
の手順を示し、第１図及び第３図の変形例である。第４
図では第３図の工程７の次に回転速度方向変化、すなわ
ち、回転数が上昇から下降へあるいはその逆に変化する
ことを指示する工程１２と、さらに、その後に回転速度
方向変化後のデータを採取する工程１３と速度方向変化
前の記憶データを読出す工程１４とを新たに含み、工程
１２のあと工程１３、あるいは、工程１４のいずれか一
方が選択できるようになっている。工程１２の後工程１
３が選択されると工程２で回転速度方向変化後のデータ
取込みが開始され、工程３゜工程４を経て、工程５で回
転速度方向変化後のキャンベル図が表示される。工程１
２の後工程１４が選択されると、工程１４は回転速度方
向変化前の任意の測定チャンネルのキャンベル図の表示
のため、工程１による表示チャンネルの設定と、工程３
の記憶データの読出しとを実行する。その後、工程４及
び工程５を経て、新たに選択された回転速度方向変化前
の表示チャンネルのキャンベル図が表示される。工程１
２以降のこれらの過程を第２図と対応させると、工程１
２はキーボード２５より、定められた文字（たとえばＭ
）を入力することによってなされ１次に、モニタＣＲＴ
２６に工程１３、又は、工程１４のいずれを選択するか
が表示され、その指示に従って再び工程１３、あるいは
、工程１４を示す文字をキーボード２５より入力する。

工程１３を入力すると工程２によってＣＰＵ２２に回転
速度方向変化後のデータが取込まれ、以下通常の経過に
従ってモニタＣＲＴ２６に回転速度方向変化後のキャン
ベル図が表示される。一方、工程１４が選択されると続
いてキーボード２５より表示チャンネルが入力され、こ
の結果、記憶装置２３よりの表示チャンネルのデータの
読み出しが開始され、マイクロプロセッサ２５による周
波数分析後、ＣＰＵ２２でキャンベル図が作成され、モ
ニタＣＲＴ２６に表示される。

第４図で工程１２は工程７の次となっているが、これは
工程６．工程１１．工程９の次のいずれの時点で行って
もよく、必要に応じてそれらの順序を互いに変えてもよ
い。工程１２によって回転速度方向変化前後の監視が可
能となり、振動監視の効率アップを図ることができる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、振動レベルに応じてキャンベル線図の
明瞭性を高めて振動監視の信頼性を向上させ、振動監視
の効率をあげることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例のフローチャート図、第２図
は第１図の実施例のブロック図、第３図は本発明の第二
の実施例のフローチャート、第４図は本発明の第三の実
施例のフローチャート、第５図はキャンベル図による説
明図である。 １・・・回転機、３８〜３ｃ・・・翼、５〜７・・・ひ
ずみゲージ、８〜１ｏ・・・発信器、１１・・・受信器
、１２・・・回転パルスピックアップ、１３・・・トラ
ンキングシンセサイザー、２１・・・チャンネルコント
ローラ、２２・・・ＣＰＵ、２３・・・記憶装置、２４
・・・マイクロプロセッサ、２５・・・キーボード、２
６・・・モニタＣＲＴ、２７・・・ハードコピー装置、
２００・・・データ処理装置。 第１図 第２図 第３図 第４図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、回転機の振動をオンラインで監視する方法であつて
   、多点の測定チャンネルのうち表示するチャンネル及び
   表示レベルを設定する第一の工程と、前記回転機の回転
   部材の多点の振動を所定の回転数間隔で測定する第二の
   工程と、測定振動波形及び回転数データを全測定点につ
   いて記憶装置に記憶する第三の工程と、前記多点の測定
   チャンネルのうち設定した一つの表示チャンネルの振動
   波形を周波数分析する第四の工程と、前記周波数の分析
   結果よりキヤンベル図を作成し、前記キヤンベル図を表
   示装置に表示する第五の工程と、表示した前記キヤンベ
   ル図の前記表示レベルが適当でないとき前記表示レベル
   を変更する第六の工程と、他の前記測定チャンネルの振
   動を見るため前記表示チャンネルを変更する第七の工程
   と、表示画面のハードコピーを指示する第八の工程と、
   前記表示画面をハードコピーする第九の工程と、測定終
   了を指示する第十の工程とを含むことを特徴とする回転
   機の振動監視方法。 ２、前記第六の工程、前記第七の工程及び、前記第九の
   工程のいずれかの次に前記第二の工程の一時中断及びそ
   の解除を行う第十一の工程を設けた特許請求の範囲第１
   項に記載の回転機の振動監視方法。 ３、前記第六の工程、前記第七の工程、前記第九の工程
   及び前記第十一の工程のいずれかの次に回転速度方向変
   化を指示する第十二の工程とさらにその次に回転速度変
   化後のデータを採取する第十三の工程とをもち、回転速
   度変化後の振動監視を行う特許請求の範囲第１項または
   第２項に記載の回転機の振動監視方法。 ４、前記第六の工程、前記第七の工程、前記第九の工程
   及び前記第十一の工程のいずれかの次に前記第十二の工
   程とさらに、その次に前記第三の工程の結果より回転速
   度変化前の任意の測定チャンネルのデータを読出する第
   十四の工程を設け、回転速度方向変化後は変化前の任意
   測定チャンネルの振動監視を行う特許請求の範囲第１項
   、第２項または第３項に記載の回転機の振動監視方法。 ５、前記第六の工程、前記第七の工程、前記第八の工程
   、前記第十一の工程及び前記第十二の工程は必要に応じ
   て互いにその順序を任意に変更できるようにした特許請
   求の範囲第１項、第２項、第３項または第４項に記載の
   回転機の振動監視方法。