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公開番号2024058053
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-04-25
出願番号2022165172
出願日2022-10-14
発明の名称振動監視装置、過給機、及び振動監視方法
出願人三菱重工マリンマシナリ株式会社
代理人SSIP弁理士法人
主分類G01H 17/00 20060101AFI20240418BHJP(測定;試験)
要約【課題】回転軸の自励振動、及び回転軸の非線形の強制振動のうちの少なくとも1つを、回転軸の回転信号から評価することができる。
【解決手段】振動監視装置は、回転軸の回転に同期した回転信号を出力する回転センサと、回転軸が有している固有振動数から算出される固有振動数フィルタ指令値を出力する出力装置と、回転信号と固有振動数フィルタ指令値とが入力されることで、固有振動数フィルタ指令値に応じて設定される通過範囲に含まれる通過帯域の信号を回転軸の自励振動の情報が取得可能な自励振動信号として回転信号から抽出する自励振動バンドパスフィルタと、を備える。
【選択図】図1

特許請求の範囲【請求項１】
回転軸の回転に同期した回転信号を出力する回転センサと、
前記回転軸が有している固有振動数から算出される固有振動数フィルタ指令値を出力する出力装置と、
前記回転信号と前記固有振動数フィルタ指令値とが入力されることで、前記固有振動数フィルタ指令値に応じて設定される通過範囲に含まれる通過帯域の信号を前記回転軸の自励振動の情報が取得可能な自励振動信号として前記回転信号から抽出する自励振動バンドパスフィルタと、を備える、
振動監視装置。
続きを表示（約 2,100 文字）【請求項２】
前記回転信号から算出される前記回転軸の回転数に対応するフィルタ指令値をｎ（但し、ｎ＝１、２、・・・は自然数）で除算する除算フィルタ指令値を出力するフィルタ指令値出力装置と、
前記回転信号と前記除算フィルタ指令値とが入力されることで、前記除算フィルタ指令値に応じて設定される非線形中心周波数を含む通過帯域の信号を前記回転軸の強制振動の情報が取得可能な強制振動信号として前記回転信号から抽出する非線形強制振動バンドパスフィルタと、をさらに備える、
請求項１に記載の振動監視装置。
【請求項３】
前記回転信号から算出される前記回転軸の回転数に対応するフィルタ指令値を出力するフィルタ指令値出力装置と、
前記回転信号と前記フィルタ指令値とが入力されることで、前記フィルタ指令値に応じて設定される遮断周波数よりも小さい通過帯域の信号を前記回転軸の振動の情報が取得可能な振動信号として前記回転信号から抽出するローパスフィルタと、
前記回転信号と前記フィルタ指令値とが入力されることで、前記フィルタ指令値に応じて設定される中心周波数を含む通過帯域の信号を前記回転軸の強制振動の情報が取得可能な強制振動信号として前記回転信号から抽出するバンドパスフィルタと、
前記ローパスフィルタによって抽出された前記振動信号から取得された前記回転軸の振動の情報、前記バンドパスフィルタによって抽出された前記強制振動信号から取得された前記回転軸の強制振動の情報、及び前記自励振動バンドパスフィルタによって抽出された前記自励振動信号から前記回転軸の自励振動の情報を同時に表示する表示装置と、をさらに備える、
請求項１に記載の振動監視装置。
【請求項４】
前記フィルタ指令値出力装置は前記フィルタ指令値をさらに出力するように構成され、
前記回転信号と前記フィルタ指令値とが入力されることで、前記フィルタ指令値に応じて設定される遮断周波数よりも小さい通過帯域の信号を前記回転軸の振動の情報が取得可能な振動信号として前記回転信号から抽出するローパスフィルタと、
前記回転信号と前記フィルタ指令値とが入力されることで、前記フィルタ指令値に応じて設定される中心周波数を含む通過帯域の信号を前記強制振動信号として前記回転信号から抽出するバンドパスフィルタと、
前記ローパスフィルタによって抽出された前記振動信号から取得された前記回転軸の振動の情報、前記バンドパスフィルタによって抽出された前記強制振動信号から取得された前記回転軸の強制振動の情報、及び前記非線形強制振動バンドパスフィルタによって抽出された前記強制振動信号から前記回転軸の強制振動の情報を同時に表示する表示装置と、をさらに備える、
請求項２に記載の振動監視装置。
【請求項５】
前記通過範囲は、前記固有振動数の０．９倍以上、且つ前記固有振動数の１．１倍以下である、
請求項１から４の何れか一項に記載の振動監視装置。
【請求項６】
回転軸の回転に同期した回転信号を出力する回転センサと、
前記回転信号から算出される前記回転軸の回転数に対応するフィルタ指令値をｎ（但し、ｎ＝１、２、・・・は自然数）で除算する除算フィルタ指令値を出力するフィルタ指令値出力装置と、
前記回転信号と前記除算フィルタ指令値とが入力されることで、前記除算フィルタ指令値に応じて設定される非線形中心周波数を含む通過帯域の信号を前記回転軸の強制振動の情報が取得可能な強制振動信号として前記回転信号から抽出する非線形強制振動バンドパスフィルタと、を備える、
振動監視装置。
【請求項７】
請求項１から４、及び６の何れか一項に記載の振動監視装置と、
前記回転軸の一端部に設けられる圧縮機と、
前記回転軸の他端部に設けられるタービンと、を備える、
過給機。
【請求項８】
回転軸の回転に同期した回転信号を出力するステップと、
前記回転軸が有している固有振動数から算出される固有振動数フィルタ指令値を出力するステップと、
前記回転信号と前記固有振動数フィルタ指令値とが入力されることで、前記固有振動数フィルタ指令値に応じて設定される通過範囲に含まれる通過帯域の信号を前記回転軸の自励振動の情報が取得可能な自励振動信号として前記回転信号から抽出するステップと、を備える、
振動監視方法。
【請求項９】
回転軸の回転に同期した回転信号を出力するステップと、
前記回転信号から算出される前記回転軸の回転数に対応するフィルタ指令値をｎ（但し、ｎ＝１、２、・・・は自然数）で除算する除算フィルタ指令値を出力するステップと、
前記回転信号と前記除算フィルタ指令値とが入力されることで、前記除算フィルタ指令値に応じて設定される非線形中心周波数を含む通過帯域の信号を前記回転軸の強制振動の情報が取得可能な強制振動信号として前記回転信号から抽出するステップと、を備える、
振動監視方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、振動監視装置、過給機、及び振動監視方法に関する。
続きを表示（約 1,800 文字）【背景技術】
【０００２】
例えば、特許文献１には、フィルタの通過帯域を回転軸の回転数に応じて設定することにより、回転軸の回転に同期した回転信号から回転軸の振動の評価に適した通過帯域の信号を抽出する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０２２－１３５８６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載の技術では、回転軸の強制振動のうち回転軸自身がアンバランスな構成を有していることによって発生する強制振動や回転軸が静止部材と接触することによって発生する強制振動を、回転軸の回転信号から評価可能である。しかしながら、特許文献１に記載の技術では、回転軸の自励振動（例えば、回転軸と回転軸に塗布されている油とが互いに共振することで発生するオイルホイップ）を、回転軸の回転信号から評価することが困難である。また、回転軸の強制振動のうち非線形の強制振動（例えば、回転軸を軸受けする軸受け部の組立不良によるガタに起因する振動）を、回転軸の回転信号から評価することが困難である。
【０００５】
本開示は、上述の課題に鑑みてなされたものであって、回転軸の自励振動、又は回転軸の非線形の強制振動を、回転軸の回転信号から評価することができる振動監視装置、及び振動監視方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、本開示に係る振動監視装置は、回転軸の回転に同期した回転信号を出力する回転センサと、前記回転軸が有している固有振動数から算出される固有振動数フィルタ指令値を出力する出力装置と、前記回転信号と前記固有振動数フィルタ指令値とが入力されることで、前記固有振動数フィルタ指令値に応じて設定される通過範囲に含まれる通過帯域の信号を前記回転軸の自励振動の情報が取得可能な自励振動信号として前記回転信号から抽出する自励振動バンドパスフィルタと、を備える。
【０００７】
上記目的を達成するため、本開示に係る振動監視装置は、回転軸の回転に同期した回転信号を出力する回転センサと、前記回転信号から算出される前記回転軸の回転数に対応するフィルタ指令値をｎ（但し、ｎ＝１、２、・・・は自然数）で除算する除算フィルタ指令値を出力するフィルタ指令値出力装置と、前記回転信号と前記除算フィルタ指令値とが入力されることで、前記除算フィルタ指令値に応じて設定される非線形中心周波数を含む通過帯域の信号を前記回転軸の強制振動の情報が取得可能な強制振動信号として前記回転信号から抽出する非線形強制振動バンドパスフィルタと、を備える。
【０００８】
上記目的を達成するため、本開示に係る振動監視方法は、回転軸の回転に同期した回転信号を出力するステップと、前記回転軸が有している固有振動数から算出される固有振動数フィルタ指令値を出力するステップと、前記回転信号と前記固有振動数フィルタ指令値とが入力されることで、前記固有振動数フィルタ指令値に応じて設定される通過範囲に含まれる通過帯域の信号を前記回転軸の自励振動の情報が取得可能な自励振動信号として前記回転信号から抽出するステップと、を備える。
【０００９】
上記目的を達成するため、本開示に係る振動監視方法は、回転軸の回転に同期した回転信号を出力するステップと、前記回転信号から算出される前記回転軸の回転数に対応するフィルタ指令値をｎ（但し、ｎ＝１、２、・・・は自然数）で除算する除算フィルタ指令値を出力するステップと、前記回転信号と前記除算フィルタ指令値とが入力されることで、前記除算フィルタ指令値に応じて設定される非線形中心周波数を含む通過帯域の信号を前記回転軸の強制振動の情報が取得可能な強制振動信号として前記回転信号から抽出するステップと、を備える。
【発明の効果】
【００１０】
本開示の振動監視装置、及び振動監視方法によれば、回転軸の自励振動、又は回転軸の非線形の強制振動を、回転軸の回転信号から評価することができる。
【図面の簡単な説明】
（【００１１】以降は省略されています）

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