軸受故障予測研究の新型実験台-BPS

SpectraQuest社は軸受摩耗と軸受損傷過程の研究を行う新型軸受故障予測実験台（BPS）を開発した。BPSの顕著な特徴は、SpectraQuest社が設計した軸受摩擦トルク、軸受軸方向、ラジアル荷重を測定するセンサを採用することである。この実験台は、（1）一定回転数、（2）純振動、（3）振動と回転重畳運動の3つのオプションモードで動作することができる。転がり軸受、油膜潤滑軸受、油脂滑り軸受の研究を行うことができる。摩擦トルクセンサと圧力センサを通じて現在の軸受独特のデータを取得し、軸受故障特徴を研究し、軸受故障予測モデルを構築する。この実験台は軸受の運転状態を定期的に監視することにより軸受の余剰寿命の予測モデルを構築することができる。このトルクセンサは小さな摩擦トルクの下で数千ポンドの軸方向と半径方向の荷重を測定し、高い感度を持っている。この実験台は油膜潤滑により騒音をできるだけ低減し、より高い回転速度とより大きな負荷の実験台を提供することができる。

軸受故障加速実験用スマート試験台

軸受は回転機械の重要な部品である。ベアリングの予期しない故障は生産停止をもたらし、重大な経済損失と修復不可能な破壊を招く。ほとんどの状態監視プログラムは、定期的に軸受振動を検出し、故障特徴を分析して、その健康状態を評価し、すなわちその損害の程度を推定する。履歴データまたは統計分析に厳格に基づいて評価することは誤審を招き、軸受を早めに交換しすぎて、生産損失をもたらした。現在、軸受健康予測モデルを構築することは困難であり、軸受故障加速試験台と重要なパラメータを検出するセンサが不足している可能性がある。SpectraQuest’s社のBPSはこれらの空白を埋めている。

利点：

・軸受摩耗過程の基礎研究を行う

・転がり軸受損傷深化機構、油膜滑り軸受及び油脂潤滑軸受の研究

・軸受故障のメカニズムと負荷、回転数、軸受発振の関係を理解する

・損傷発展、回転速度、振幅及び荷重タイプに基づく軸受余剰寿命予測モデルの研究

・軸受故障予測の状態モニタリングを行うための信号処理技術とセンシング技術の研究

・振動、モータ電流、負荷、摩擦とノイズの関係の研究

・モデルに基づく故障診断と予測アルゴリズムの検証

転がり軸受とステッピングモータを備えた軸受故障予測実験台

特徴：

・軸受故障予測研究のためのモジュール化、安定性、多機能実験台

・軸受の半径方向、軸方向負荷、摩擦モーメントの同時測定

・荷重下での軸受の小摩擦モーメントを測定するために設計されたインテリジェント摩擦モーメントセンサ

・プログラマブルモータは回転数時の定速と発振運動のパラメータの有無を入力できる

・試験用の転がり軸受、グリース潤滑軸受、油膜滑り軸受を搭載

・異なるタイプの荷重に使用される交換可能な変速交流モータとサーボモータ

・操作が容易な油圧軸受負荷システム

・取り付けと取り外しが容易なテストベアリング

力測定可能な軸受負荷システム

SpectraQuess社の軸受故障予測シミュレーションテーブル（BPS）は、油圧方式で軸受軸方向とラジアル荷重を実現した。試験を行って、異なるタイプの軸受損傷が拡張まで発生することを観察した。この実験台は、（1）一定回転数、（2）振動運動、（3）振動と回転の重畳運動の3つの異なるモードで動作することができる。1台のPCプログラマブル周波数変換交流非同期モータは6000回転/分までの回転速度（必要に応じてより高い回転速度を提供できる実験台）を提供するために使用され、同時にプログラム制御されたステッピングモータは発振運動または低回転速度（10-180回転/分）に使用されることができる。この2つのモータは互換性があり、BPS実験台に容易に取り付けることができる。

ベアリングカンチレバーの取り付けをテストし、支持のために2つの重荷重転がりベアリングを使用します。顧客の要求に応じて油膜軸受システムを提供することができる。試験時の軸受負荷と摩擦モーメントの測定に便利なカンチレバー取り付けを選択します。油圧荷重システムは軸受軸方向及びラジアル荷重に使用することができる。油圧システムは、シリンダ、バルブ、手圧ポンプ、圧力計、圧力センサ、負荷シリンダから構成される。このロードシステムは、軸受ホルダに6000ポンド（約27 KN）の半径方向荷重を提供することができる。圧力センサは、システムに加えられた力を測定するために、荷重シリンダとテストベアリングホルダの間に取り付けられている。

振動荷重で測定した力

圧力センサはひずみ計に基づいて、システムに加えられた力を測定し、摩耗増加が軸受信号に与える影響を分析するために自己開発された。このセンサは、システムの荷重力の方向と作用点を調整することによって軸受中心線に力を加えることを確保し、これは荷重の最も重要な側面である。

軸受の摩擦モーメント特性を研究するための理想的なツール

軸受の損傷が進むにつれて、軸受の回転と静止部との間の摩擦力特性が変化する。軸受摩擦トルクセンサシステムは特性研究を完了するために設計された。この新しいセンサは、曲げ力に関連するトルクを除去し、支持構造の影響を最小化することができる。現場調整にも使用でき、横荷重の増加が支持変形に与える影響を排除することができます。この巧妙な設計により、軸受の破損が進むにつれて摩擦トルク情報を得ることができる。情報は軸受の故障メカニズムを特徴づけるために使用でき、故障予測モデルを発展させる。

組み立てが便利で長持ちする軸受故障予測実験台

軸受故障予測実験台は試験軸受の取り外しと取り付けが容易である。この装置は転がり軸受、油膜軸受、油脂潤滑軸受などの異なるタイプの軸受を取り付けるのに適している。完全な油循環システムは、ベアリングをテストするための油圧を提供するポンプを含む。この実験台は強力で横方向の剛性が高く、数千ポンドの力が試験軸受に加わると屈服しない。ベアリングホルダをテストすると、ベアリングの取り付けと取り外しが容易になります。センサーを取り付けるために必要な部品が用意されています。軸受故障予測実験台は防振ブロックに取り付けられ、周囲の悪境の振動伝達を最小化する。

センサーとデータ収集

加速センサは軸受ホルダに取り付けられ、3方向の振動を測定する。温度センサーは軸受外輪の温度モニタリングと分析にも使用でき、潤滑油の残留は収集でき、潤滑と軸受状態分析に使用できる。お客様の要求に応じて他のセンサーを取り付けることもできます。Spectra Quest社は、時間領域と周波数領域の信号解析のためのデータ収集ハードウェアとソフトウェアを提供している。

軸受故障予測実験台の構造とオプションキット

軸受故障予測実験台は、実験を行い、軸受故障振動特徴を研究する基本的な配置を提供する。詳細な障害予測研究では、必要な添付ファイルと装置を入手するためにオプションのキットが必要です。

横圧力センサ（BP-TFT）

・試験軸受に加わる横力の測定

・摩耗軸受回転における横力の変動の検討

・振動ねじれ荷重に対する横力の応答の研究

・軸受摩耗激化の信号解析

・本キットは軸方向圧力センサと信号調整器を含む

摩擦トルクセンサ（BP-FTT）

・回転部材と静止部材との摩擦力の特徴の検討

・摩擦軸受の摩耗の進展の研究

・本キットは摩擦トルクセンサ、トルクフレーム、信号調整器を含む

グリース潤滑軸受（BP-GR）

・グリース潤滑軸受の摩耗進化の基礎研究を行う

・損傷拡張機構のモデル構築

・モデルベースの診断と予測アルゴリズムの検証

・本キットにはグリース潤滑軸受、ハブ、取り付け部品が含まれている

ステッピングモータ（BP-STEP）

・振動負荷下での軸受摩耗のパターンの検討

・変動荷重に対する軸受の応答の研究

・このキットにはステッピングモータ、コントローラ、エンコーダが含まれています

軸方向力装填器（BP-AXL）

・軸荷重下の軸受摩耗の研究とモデル化

・本キットには軸方向ローダと取り付け部品が含まれている

軸方向力センサ（BP-AFT）

・動的励起下における主軸の軸方向荷重の測定

・力と振動スペクトルの位相関係の研究

・回転速度と軸方向荷重に対する軸方向力の応答を研究する

・回転子動力学モデルの検証と完全化、モデリング能力の向上

・本キットは軸力センサと信号調整器を含む

・BP-AXLとセットで使用する必要がある

油膜潤滑軸受（BP-OIL）

・試験台支持軸受の振動信号を低減し、試験軸受信号品質を向上

・本キットは油膜潤滑軸受、取り付け部品、ポンプ付き油路システム、圧力計、ステンレス油タンク、還流安全スイッチ、圧力計、圧力インターロック器を含む

耐衝撃透明保護カバー（BP-COV）

・安全性を高めるため、ロック付き耐衝撃透明保護カバー、電動機インターロックスイッチがあり、保護カバーが開くと電動機が自動的に停止する

・本キットはポリカーボネート安全カバーを含む