JPH06330937A - 多段式サブマージドポンプの軸受損耗監視装置 - Google Patents
多段式サブマージドポンプの軸受損耗監視装置Info
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- JPH06330937A JPH06330937A JP5147028A JP14702893A JPH06330937A JP H06330937 A JPH06330937 A JP H06330937A JP 5147028 A JP5147028 A JP 5147028A JP 14702893 A JP14702893 A JP 14702893A JP H06330937 A JPH06330937 A JP H06330937A
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C19/00—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement
- F16C19/52—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with devices affected by abnormal or undesired conditions
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C19/00—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement
- F16C19/02—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows
- F16C19/04—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows for radial load mainly
- F16C19/06—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows for radial load mainly with a single row or balls
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
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- Testing Of Devices, Machine Parts, Or Other Structures Thereof (AREA)
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 低温液体を取り扱う使用中の多段式サブマー
ジドモータポンプの主に転がり軸受の損耗をより確実に
判断する。 【構成】 多段式サブマージドモータポンプの軸受１５
の軸受ハウジング１８に変位検出器６０を支持させその
受感面６１を軸１３の外周面の一部に小間隙ｅを隔てて
対向させて軸との間の隙間を測定するようにしたこと。
ジドモータポンプの主に転がり軸受の損耗をより確実に
判断する。 【構成】 多段式サブマージドモータポンプの軸受１５
の軸受ハウジング１８に変位検出器６０を支持させその
受感面６１を軸１３の外周面の一部に小間隙ｅを隔てて
対向させて軸との間の隙間を測定するようにしたこと。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ＬＮＧ、ＬＰＧ、エチ
レン、プロピレン、アンモニア等の低温の液の加圧に使
用されている多段式サブマージドモータポンプの主に転
がり軸受の損耗を監視する装置に関する。
レン、プロピレン、アンモニア等の低温の液の加圧に使
用されている多段式サブマージドモータポンプの主に転
がり軸受の損耗を監視する装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】この種のポンプは、例えば、上部がモー
タ部に、下部がポンプ部に形成されており、全体が取扱
液体に漬かった状態で使用される。モータ部は、モータ
ハウジング内にステータ、ロータ、ロータに結合された
軸、軸を支持する上部軸受（ラジアルボールベアリン
グ）および下部軸受（ラジアルボールベアリング）、加
圧液体通路等を設けたものであり、ポンプ部で加圧され
た取扱液体の一部によってこのモータ部の冷却および軸
受の潤滑が行われるようになっている。上記軸はポンプ
軸として下方へ伸延形成され、上記モータハウジングの
下端に結合されたポンプケーシングの下端に達してい
る。そして、ポンプ部は、上記ポンプ軸の途中にインペ
ラーを設け、ポンプケーシングの下端に吸い込み口を設
けてある。上記ポンプ軸は、ポンプケーシング内におい
てケーシング側にブッシュを介して支持されている。
タ部に、下部がポンプ部に形成されており、全体が取扱
液体に漬かった状態で使用される。モータ部は、モータ
ハウジング内にステータ、ロータ、ロータに結合された
軸、軸を支持する上部軸受（ラジアルボールベアリン
グ）および下部軸受（ラジアルボールベアリング）、加
圧液体通路等を設けたものであり、ポンプ部で加圧され
た取扱液体の一部によってこのモータ部の冷却および軸
受の潤滑が行われるようになっている。上記軸はポンプ
軸として下方へ伸延形成され、上記モータハウジングの
下端に結合されたポンプケーシングの下端に達してい
る。そして、ポンプ部は、上記ポンプ軸の途中にインペ
ラーを設け、ポンプケーシングの下端に吸い込み口を設
けてある。上記ポンプ軸は、ポンプケーシング内におい
てケーシング側にブッシュを介して支持されている。
【０００３】一般的に転がり軸受は計算された寿命の範
囲内で交換するとほとんどの場合問題はないが、この種
のポンプのボールベアリングは使用環境が低温であり、
取り扱う液体で潤滑を行うため、常温で高性能潤滑剤を
用いるような場合とは大きく異なり、予想以上に早く損
耗することがあり、必ずしも正確には寿命計算ができな
い。このボールベアリングの損耗に気付くのが遅れる
と、ポンプの破損につながる。このため、この種のポン
プにおいてはボールベアリングの監視が必要である。従
来、この種のポンプのボールベアリングの監視は、加速
度型振動計のセンサーを軸受部又はポンプケーシングに
取付け、加速度振幅の大きさによりボールベアリングの
状況を監視している。例えば、検出加速度が重力加速度
のＸ（ある値）倍までは異常なしとし、これを越えると
異常ありと判定して、例えば作業を中止し、ボールベア
リングを交換することが行われていた。
囲内で交換するとほとんどの場合問題はないが、この種
のポンプのボールベアリングは使用環境が低温であり、
取り扱う液体で潤滑を行うため、常温で高性能潤滑剤を
用いるような場合とは大きく異なり、予想以上に早く損
耗することがあり、必ずしも正確には寿命計算ができな
い。このボールベアリングの損耗に気付くのが遅れる
と、ポンプの破損につながる。このため、この種のポン
プにおいてはボールベアリングの監視が必要である。従
来、この種のポンプのボールベアリングの監視は、加速
度型振動計のセンサーを軸受部又はポンプケーシングに
取付け、加速度振幅の大きさによりボールベアリングの
状況を監視している。例えば、検出加速度が重力加速度
のＸ（ある値）倍までは異常なしとし、これを越えると
異常ありと判定して、例えば作業を中止し、ボールベア
リングを交換することが行われていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従来の加速度型振動計
によるボールベアリングの監視は、ケーシングあるいは
軸受部の振動を検出するようになっているので、必ずし
も軸受と軸との関係による振動を検出しているのではな
く、ボールベアリングの状態のみを監視していることに
はならない。この検出している振動の原因は多様であ
り、しかもその原因のすべてが明確であるというもので
もない。このため、軸受の損耗が進行したことにより発
生するある限界以上の振動と、軸受の損耗以外の原因で
発生する振動との違いを判定しにくい問題がある。すな
わち、軸受の損耗が限界以上に達したと判定された場合
でも、軸受には全く損耗が認められない場合もある。本
発明は、前述したような多段式サブマージドモータポン
プの転がり軸受の損耗をより確実に判断できる損耗監視
装置を提供することを目的とする。
によるボールベアリングの監視は、ケーシングあるいは
軸受部の振動を検出するようになっているので、必ずし
も軸受と軸との関係による振動を検出しているのではな
く、ボールベアリングの状態のみを監視していることに
はならない。この検出している振動の原因は多様であ
り、しかもその原因のすべてが明確であるというもので
もない。このため、軸受の損耗が進行したことにより発
生するある限界以上の振動と、軸受の損耗以外の原因で
発生する振動との違いを判定しにくい問題がある。すな
わち、軸受の損耗が限界以上に達したと判定された場合
でも、軸受には全く損耗が認められない場合もある。本
発明は、前述したような多段式サブマージドモータポン
プの転がり軸受の損耗をより確実に判断できる損耗監視
装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】立型多段式サブマージド
モータポンプを考えた場合、ポンプが発生する軸方向推
力をバランスさせる機構が設けられており、ポンプ運転
中にはボールベアリングには軸方向の力はほとんど作用
しないようになっている。従って、ボールベアリングに
は殆どアンバランス力による軸直角方向の力のみがかか
った状態で運転されているから、正常な状態ではあまり
大きな負荷が作用していない。また、取扱液体の一部が
軸受部を通るようにして潤滑作用を期待してはいるもの
のこの種の液には潤滑作用は殆どない。このような状況
下で動作するボールベアリングは、通常のボールベアリ
ングの寿命に至る経過とは異なる経過をたどると考える
のが妥当である。
モータポンプを考えた場合、ポンプが発生する軸方向推
力をバランスさせる機構が設けられており、ポンプ運転
中にはボールベアリングには軸方向の力はほとんど作用
しないようになっている。従って、ボールベアリングに
は殆どアンバランス力による軸直角方向の力のみがかか
った状態で運転されているから、正常な状態ではあまり
大きな負荷が作用していない。また、取扱液体の一部が
軸受部を通るようにして潤滑作用を期待してはいるもの
のこの種の液には潤滑作用は殆どない。このような状況
下で動作するボールベアリングは、通常のボールベアリ
ングの寿命に至る経過とは異なる経過をたどると考える
のが妥当である。
【０００６】通常のボールベアリングの寿命は、転がり
接触部の面圧が相当に高いため運転を続けると表面近く
が疲労破壊を起こして剥離を生じるようになることか
ら、いわゆる転がり疲れによる剥離を生じるまでの総回
転数又は運転時間を考えている。しかし、上記のような
ポンプのボールベアリングは、接触部における微視的な
破壊に起因する摩耗が進行して寿命に至るようである。
このことはこの種のポンプにおける使用実績から転がり
疲れによる損傷例が全く認められない点で納得できる。
従って、このような低温の液の加圧に使用されている多
段式サブマージドモータポンプの転がり軸受の損耗を監
視するには、ポンプ運転中に転がり軸受の摩耗状況を主
に監視するのがよい。
接触部の面圧が相当に高いため運転を続けると表面近く
が疲労破壊を起こして剥離を生じるようになることか
ら、いわゆる転がり疲れによる剥離を生じるまでの総回
転数又は運転時間を考えている。しかし、上記のような
ポンプのボールベアリングは、接触部における微視的な
破壊に起因する摩耗が進行して寿命に至るようである。
このことはこの種のポンプにおける使用実績から転がり
疲れによる損傷例が全く認められない点で納得できる。
従って、このような低温の液の加圧に使用されている多
段式サブマージドモータポンプの転がり軸受の損耗を監
視するには、ポンプ運転中に転がり軸受の摩耗状況を主
に監視するのがよい。
【０００７】本発明の手段は、多段式サブマージドモー
タポンプの軸受の軸受ハウジングまたはこれに相当する
部分に変位検出器を支持させその受感面を軸の外周面の
一部に小間隙を隔てて対向させて軸との間の隙間を測定
するようにしたことを特徴とする。
タポンプの軸受の軸受ハウジングまたはこれに相当する
部分に変位検出器を支持させその受感面を軸の外周面の
一部に小間隙を隔てて対向させて軸との間の隙間を測定
するようにしたことを特徴とする。
【０００８】
【作用】上記手段によれば、軸受の摩耗の進行に従って
軸受箱側に対し軸の変位量が増大するから、すなわち軸
の振れ回り量が増大するから、変位検出器が計測してい
るポンプ運転中の軸の外方の所定位置と軸表面との間隙
寸法は最大値がより大きくなり、最小値がより小さくな
る。その間隙寸法の最大値あるいは最小値に対して予め
適切に摩耗の限界値を決めておけば、決められたある最
大値又は最小値を越えるまでは摩耗限界内にあり、その
値を越えたときにはその軸受寿命に達したと判定でき
る。
軸受箱側に対し軸の変位量が増大するから、すなわち軸
の振れ回り量が増大するから、変位検出器が計測してい
るポンプ運転中の軸の外方の所定位置と軸表面との間隙
寸法は最大値がより大きくなり、最小値がより小さくな
る。その間隙寸法の最大値あるいは最小値に対して予め
適切に摩耗の限界値を決めておけば、決められたある最
大値又は最小値を越えるまでは摩耗限界内にあり、その
値を越えたときにはその軸受寿命に達したと判定でき
る。
【０００９】
【実施例】この発明の１実施例を図を用いて説明する。
図２にこの実施例の転がり軸受損耗監視装置を設ける多
段式サブマージドモータポンプを示す。同図において、
１はモータ部、２はポンプ部である。モータ部１は、モ
ータハウジング１０内にステータ１１、ロータ１２、ロ
ータに結合された軸１３、軸１３を支持する上部軸受１
４および下部軸受１５、加圧液体通路１６等を設けたも
のである。このモータ部１はポンプ部２で加圧された取
扱液体の一部によってこのモータ部の冷却および軸受１
４、１５の潤滑が行われるようになっている。軸受１
４、１５はラジアルボールベアリングである。図中、５
１は給電線、１７はバランスドラム、１８は下部軸受ハ
ウジングである。
図２にこの実施例の転がり軸受損耗監視装置を設ける多
段式サブマージドモータポンプを示す。同図において、
１はモータ部、２はポンプ部である。モータ部１は、モ
ータハウジング１０内にステータ１１、ロータ１２、ロ
ータに結合された軸１３、軸１３を支持する上部軸受１
４および下部軸受１５、加圧液体通路１６等を設けたも
のである。このモータ部１はポンプ部２で加圧された取
扱液体の一部によってこのモータ部の冷却および軸受１
４、１５の潤滑が行われるようになっている。軸受１
４、１５はラジアルボールベアリングである。図中、５
１は給電線、１７はバランスドラム、１８は下部軸受ハ
ウジングである。
【００１０】ポンプ部２は、モータハウジング１０の下
端に結合したポンプケーシング２０、そのケーシング２
０内のディフューザ２１、インペラー２２、上記軸１３
から下方へ伸延形成されたポンプ軸２３、ケーシング２
０の下端に形成された吸い込み口２４、その吸い込み口
２４に設けられたインデューサ２５等を有するものであ
る。インペラー２２はポンプ軸２３に取り付けてあり、
インデューサ２５はポンプ軸の下端に取り付けられた軸
流羽根車であり、ポンプ軸２３はケーシング２０側にブ
ッシュ２６を介して支持されている。ポンプ部２の出口
２７はモータ部１の液体通路１６の下端に接続してい
る。
端に結合したポンプケーシング２０、そのケーシング２
０内のディフューザ２１、インペラー２２、上記軸１３
から下方へ伸延形成されたポンプ軸２３、ケーシング２
０の下端に形成された吸い込み口２４、その吸い込み口
２４に設けられたインデューサ２５等を有するものであ
る。インペラー２２はポンプ軸２３に取り付けてあり、
インデューサ２５はポンプ軸の下端に取り付けられた軸
流羽根車であり、ポンプ軸２３はケーシング２０側にブ
ッシュ２６を介して支持されている。ポンプ部２の出口
２７はモータ部１の液体通路１６の下端に接続してい
る。
【００１１】この多段式サブマージドモータポンプは、
例えば図に見られるように、ポット４０と組み合わせて
タンク近くに設置され、タンク内の低温液体を別の場所
へ移送するような場合に使用される。このポット４０
は、ピット内に設置しその外側に断熱材を充填され、内
部が取扱液体を収容したタンクに入口４１およびガス抜
き口４２を介して接続されており、取扱液体はポット４
０内に流入するようになっている。従って、モータ部１
およびポンプ部２は全体が取扱液体に漬かった状態で使
用される。図１の５０は液体通路１６に連通した吐出口
であり、移送用の管を接続される。４３はポット支持
脚、４４はドレン抜きである。図中の矢印は取扱液体の
移動方向を示す。
例えば図に見られるように、ポット４０と組み合わせて
タンク近くに設置され、タンク内の低温液体を別の場所
へ移送するような場合に使用される。このポット４０
は、ピット内に設置しその外側に断熱材を充填され、内
部が取扱液体を収容したタンクに入口４１およびガス抜
き口４２を介して接続されており、取扱液体はポット４
０内に流入するようになっている。従って、モータ部１
およびポンプ部２は全体が取扱液体に漬かった状態で使
用される。図１の５０は液体通路１６に連通した吐出口
であり、移送用の管を接続される。４３はポット支持
脚、４４はドレン抜きである。図中の矢印は取扱液体の
移動方向を示す。
【００１２】モータ部１によってポンプ軸２３が回転駆
動されると、ポット４０内に流入している取扱液体は吸
い込み口２４を通ってポンプ部２の出口２７に至る間に
加圧され、通路１６を通って吐出口５０から送りだされ
る。このポンプのボールベアリング１４、１５に対し
て、軸受損耗監視装置を設けてある。図１は軸受損耗監
視装置の変位検出器６０を軸受ハウジング１８に取り付
けた状態を示し、変位検出器６０はインダクタンスブリ
ッジ方式のもので、その受感面６０ａと軸１８の外周面
との間隙寸法ｅを０〜１．３ｍｍの範囲で検出できるよ
うになっている。図中６１は検出器用のケーブルでフッ
素樹脂で絶縁被覆されている。図は下部の軸受１５に対
して設けたものを示しているが、上部の軸受１４に対し
ても同様に変位検出器６０を設けてある。この変位検出
器６０から得られる信号をマイコンで処理して検出した
変位量を適当な表示器に連続的に表示させ、その最大値
又は最小値に注目して適切な限界値を設定しておいてそ
の限界値を越えたときに警報音を発し、警報ランプを点
灯させるようにしてある。
動されると、ポット４０内に流入している取扱液体は吸
い込み口２４を通ってポンプ部２の出口２７に至る間に
加圧され、通路１６を通って吐出口５０から送りだされ
る。このポンプのボールベアリング１４、１５に対し
て、軸受損耗監視装置を設けてある。図１は軸受損耗監
視装置の変位検出器６０を軸受ハウジング１８に取り付
けた状態を示し、変位検出器６０はインダクタンスブリ
ッジ方式のもので、その受感面６０ａと軸１８の外周面
との間隙寸法ｅを０〜１．３ｍｍの範囲で検出できるよ
うになっている。図中６１は検出器用のケーブルでフッ
素樹脂で絶縁被覆されている。図は下部の軸受１５に対
して設けたものを示しているが、上部の軸受１４に対し
ても同様に変位検出器６０を設けてある。この変位検出
器６０から得られる信号をマイコンで処理して検出した
変位量を適当な表示器に連続的に表示させ、その最大値
又は最小値に注目して適切な限界値を設定しておいてそ
の限界値を越えたときに警報音を発し、警報ランプを点
灯させるようにしてある。
【００１３】この軸受監視装置によれば、ポンプ使用中
にボールベアリング１４、または１５の摩耗が進行する
と軸３の振れ回り量が大きくなるから、連続的に検出さ
れる間隙寸法ｅの最大値が大きくなり、また最小値は小
さくなり、その値があらかじめ設定されている限界値を
越えると警報音が発せられて警報ランプが点灯する。作
業員は、この警報によって確実に軸受１４または１５の
摩損と判断して適切に対処できる。
にボールベアリング１４、または１５の摩耗が進行する
と軸３の振れ回り量が大きくなるから、連続的に検出さ
れる間隙寸法ｅの最大値が大きくなり、また最小値は小
さくなり、その値があらかじめ設定されている限界値を
越えると警報音が発せられて警報ランプが点灯する。作
業員は、この警報によって確実に軸受１４または１５の
摩損と判断して適切に対処できる。
【００１４】上記実施例において、軸受１４、１５はボ
ールベアリングであるが、転がり軸受のほかにメタル軸
受の場合、例えば図２におけるブッシュ２６に適用して
も摩耗の進行状況を知ることができる。また、実施例で
は１個の軸受に１個の変位検出器を設けた構成を示した
が、軸受の摩耗の状況によっては軸が楕円状に振れ回る
ことも考えられることから、軸に直角なｘ−ｙ軸を対応
させて軸のｘ軸方向の変位と、ｙ軸方向の変位を別々に
検出できるように夫々２個の検出器を設ける構成として
もよく、また場合によっては２個の軸受に対して上側の
軸受にｘ軸方向の変位を検出する１個の検出器を設け下
側の軸受に対してｙ軸方向の変位を検出する１個の検出
器を設けるというような構成としてもよい。これによっ
てより確実に軸受の摩耗状況を把握することができるよ
うになる。
ールベアリングであるが、転がり軸受のほかにメタル軸
受の場合、例えば図２におけるブッシュ２６に適用して
も摩耗の進行状況を知ることができる。また、実施例で
は１個の軸受に１個の変位検出器を設けた構成を示した
が、軸受の摩耗の状況によっては軸が楕円状に振れ回る
ことも考えられることから、軸に直角なｘ−ｙ軸を対応
させて軸のｘ軸方向の変位と、ｙ軸方向の変位を別々に
検出できるように夫々２個の検出器を設ける構成として
もよく、また場合によっては２個の軸受に対して上側の
軸受にｘ軸方向の変位を検出する１個の検出器を設け下
側の軸受に対してｙ軸方向の変位を検出する１個の検出
器を設けるというような構成としてもよい。これによっ
てより確実に軸受の摩耗状況を把握することができるよ
うになる。
【００１５】
【発明の効果】本発明によれば、低温液体を取り扱う多
段式サブマージドモータポンプという特殊な使用状況下
にある転がり軸受の摩損状況を、従来の単なる振動を検
出する構成のものに比べて、より正確に把握できる軸受
監視装置を提供できる。従って、誤った判定によりポン
プを停止させることなく、この種のポンプの運転を能率
よく行うことができるという効果を奏する。
段式サブマージドモータポンプという特殊な使用状況下
にある転がり軸受の摩損状況を、従来の単なる振動を検
出する構成のものに比べて、より正確に把握できる軸受
監視装置を提供できる。従って、誤った判定によりポン
プを停止させることなく、この種のポンプの運転を能率
よく行うことができるという効果を奏する。
【図１】この考案の１実施例の主要部を示す縦断正面図
である。
である。
【図２】同実施例を適用したポンプの縦断正面図であ
る。
る。
１ モータ部 ２ ポンプ部 １３ モータ軸（軸） １４ 軸受（ボールベアリング） １５ 軸受（ボールベアリング） １８ 軸受ハウジング ２２ インペラー ２３ ポンプ軸（軸） ６０ 変位検出器 ６０ａ 受感面 ｅ 間隙
Claims (1)
- 【請求項１】 多段式サブマージドモータポンプの軸受
の軸受ハウジングまたはこれに相当する部分に変位検出
器を支持させその受感面を軸の外周面の一部に小間隙を
隔てて対向させて軸との間の隙間を測定するようにした
ことを特徴とする多段式サブマージドポンプの軸受損耗
監視装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5147028A JP2519654B2 (ja) | 1993-05-25 | 1993-05-25 | 多段式サブマ―ジドポンプの軸受損耗監視装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5147028A JP2519654B2 (ja) | 1993-05-25 | 1993-05-25 | 多段式サブマ―ジドポンプの軸受損耗監視装置 |
Publications (2)
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