Deprecated: The each() function is deprecated. This message will be suppressed on further calls in /home/zhenxiangba/zhenxiangba.com/public_html/phproxy-improved-master/index.php on line 456
JP7542792B2 - Vibration test device and failure prediction method thereof - Google Patents
[go: Go Back, main page]

JP7542792B2 - Vibration test device and failure prediction method thereof - Google Patents

Vibration test device and failure prediction method thereof Download PDF

Info

Publication number
JP7542792B2
JP7542792B2 JP2023206718A JP2023206718A JP7542792B2 JP 7542792 B2 JP7542792 B2 JP 7542792B2 JP 2023206718 A JP2023206718 A JP 2023206718A JP 2023206718 A JP2023206718 A JP 2023206718A JP 7542792 B2 JP7542792 B2 JP 7542792B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
vibration
movable part
failure prediction
vibration testing
axis sensors
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2023206718A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2024023583A (en
Inventor
陽介 佐藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Emic Corp
Original Assignee
Emic Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=74863849&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=JP7542792(B2) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by Emic Corp filed Critical Emic Corp
Priority to JP2023206718A priority Critical patent/JP7542792B2/en
Publication of JP2024023583A publication Critical patent/JP2024023583A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP7542792B2 publication Critical patent/JP7542792B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)
  • Testing Of Devices, Machine Parts, Or Other Structures Thereof (AREA)

Description

本発明は、例えば、宇宙航空機器、自動車機器、エレクトロニクス製品、精密機器などの工業製品の振動特性試験や耐久試験などを行うための振動試験装置に関し、より具体的には、故障予知機能を有する振動試験装置及び振動試験装置の故障予知方法に関する。 The present invention relates to a vibration testing device for performing vibration characteristic tests and durability tests on industrial products such as aerospace equipment, automotive equipment, electronics products, and precision equipment, and more specifically to a vibration testing device with a failure prediction function and a failure prediction method for a vibration testing device.

従来、例えば、宇宙航空機器、自動車機器、エレクトロニクス製品、精密機器などの工業製品の振動特性試験や耐久試験などを行うために、振動試験装置を用いた振動試験が行われている。 Conventionally, vibration testing has been carried out using vibration testing equipment to perform vibration characteristic tests and durability tests on industrial products such as aerospace equipment, automotive equipment, electronics products, and precision instruments.

振動試験装置は、例えば、特許文献1,2に開示されるように、被試験体が載置される可動部と、磁路部材を有する固定部とを備え、固定部に発生させた静磁場と直交するように、可動部の駆動コイルに交流電流を流すことによって、可動部を振動させるように構成される。 As disclosed in, for example, Patent Documents 1 and 2, the vibration testing device includes a movable part on which the test object is placed and a fixed part having a magnetic path member, and is configured to vibrate the movable part by passing an alternating current through the drive coil of the movable part so as to be perpendicular to the static magnetic field generated in the fixed part.

また、振動試験装置は、可動部をバネで支持したり、可動部のシャフトを拘束ベアリングで拘束することによって、可動部が所望の方向以外に振動しないように構成されている。 The vibration testing device is also configured to support the moving part with a spring and restrain the shaft of the moving part with a restraining bearing so that the moving part does not vibrate in any direction other than the desired direction.

また、可動部の駆動コイルに交流電流を流すための交流電源や、磁路部材に励磁コイルを用いている場合には、励磁コイルに直流電流を流すための直流電源なども設けられている。 Also provided are an AC power supply for passing an AC current through the drive coil of the moving part, and if an excitation coil is used for the magnetic path member, a DC power supply for passing a DC current through the excitation coil.

このような振動試験装置は、一般的に、故障などが発生した場合には安全のために自動的に停止するように構成される。しかしながら、振動試験は被試験体の種類によっては長時間を有するため、振動試験中に故障が発生し、振動試験が途中で停止してしまうようなことは、ユーザーにとって避けたい事象である。 Such vibration testing equipment is generally configured to automatically stop for safety reasons if a malfunction occurs. However, depending on the type of test subject, vibration testing can take a long time, and users would want to avoid an occurrence where a malfunction occurs during a vibration test, causing the test to stop midway.

このため、振動試験装置の故障を防ぐためには、定期的に部品交換を行ったり、定期的なメンテナンスの際、または、実際の振動試験の前に行われる予備試験の際に異常動作や異音などが発生しないかを確認することで、振動試験装置の異常の有無を確認している。 For this reason, in order to prevent breakdowns in vibration test equipment, parts are replaced regularly, and abnormal operation or noise is checked for during regular maintenance or during preliminary tests conducted before the actual vibration test to check for any abnormalities in the vibration test equipment.

特開平11-44606号公報Japanese Patent Application Publication No. 11-44606 特開2014-74612号公報JP 2014-74612 A 特開2005-62097号公報JP 2005-62097 A

しかしながら、異常動作や異音などをユーザーの感覚だけを頼りに確認していると、異常を見逃してしまう場合がある。
このため、特許文献3では、可動部の伝達特性を取得し、この伝達特性を、事前に記憶された基準伝達特性データと比較することによって、異常状態を判定するように構成することが提案されている。
However, if checking for abnormal operation or noise is relied upon solely by the user's senses, there is a chance that abnormalities will be overlooked.
For this reason, Patent Document 3 proposes a configuration in which the transfer characteristics of the moving part are acquired and compared with pre-stored reference transfer characteristic data to determine whether an abnormal state exists.

このように伝達特性に基づいて異常判定を行うことで、可動部の故障の有無を判定することができるが、振動試験装置が備える、例えば、可動コイル、励磁コイル、拘束機構(可動部懸架用バネや拘束ベアリングなど)などに生じる異常を切り分けて検知することは困難である。 By performing this type of anomaly determination based on the transfer characteristics, it is possible to determine whether or not there is a malfunction in the moving part. However, it is difficult to isolate and detect anomalies occurring in components of the vibration testing device, such as the moving coil, excitation coil, and restraint mechanism (such as the spring for suspending the moving part and the restraint bearing).

また、可動部や励磁コイルなどは故障した場合、部品の手配や交換作業などに長期間を有する場合もあるため、早期に異常を発見し、振動試験装置が使えなくなる前に、交換作業の準備に入れることが望ましい。 In addition, if moving parts or excitation coils break down, it may take a long time to arrange for replacement parts and perform the work, so it is advisable to discover any abnormalities early and prepare for replacement work before the vibration test equipment becomes unusable.

本発明では、このような現状に鑑み、振動試験装置の異常を早期に検知し、故障の拡大を防止するための故障予知機能を有する振動試験装置及び振動試験装置の故障予知方法を提供することを目的とする。 In view of the current situation, the present invention aims to provide a vibration testing device with a failure prediction function that can detect abnormalities in the vibration testing device at an early stage and prevent the failure from expanding, and a failure prediction method for the vibration testing device.

本発明は、上述するような従来技術における課題を解決するために発明されたものであって、本発明の振動試験装置は、
被試験体が搭載される可動部と、
透磁性を有する磁路部材と、該磁路部材に流れる磁束を発生させる磁束発生手段とを有する固定部と、を備える振動試験装置であって、
前記可動部の加速度、速度、変位の少なくともいずれかを測定する複数の1軸センサと、
前記複数の1軸センサからの出力に基づき、前記振動試験装置の故障予知を行う演算装置と、をさらに備え、
前記演算装置は、
前記複数の1軸センサからの出力に基づき、前記可動部のクロストークを測定し、該クロストークの振幅の大きさに基づいて、前記故障予知を行うことを特徴とする。
The present invention has been invented to solve the problems in the conventional technology as described above, and the vibration testing apparatus of the present invention comprises:
a movable part on which a test object is mounted;
A vibration testing apparatus comprising: a stationary portion having a magnetic path member having magnetic permeability and a magnetic flux generating means for generating a magnetic flux flowing through the magnetic path member,
A plurality of one-axis sensors for measuring at least one of an acceleration, a velocity, and a displacement of the movable part;
and a calculation device that performs failure prediction of the vibration testing apparatus based on outputs from the plurality of one-axis sensors.
The computing device includes:
The present invention is characterized in that crosstalk of the moving part is measured based on outputs from the plurality of one-axis sensors, and the failure prediction is performed based on the magnitude of the amplitude of the crosstalk.

このような振動試験装置では、
前記演算装置は、
前記複数の1軸センサからの出力に基づき、前記可動部の変位量及び振動数の少なくともいずれかを測定し、該可動部の変位量及び振動数の少なくともいずれかに基づいて、前記故障予知を行うことができる。
In such a vibration test device,
The computing device includes:
At least one of the displacement amount and the vibration frequency of the movable part is measured based on the outputs from the plurality of single-axis sensors, and the failure prediction can be performed based on at least one of the displacement amount and the vibration frequency of the movable part.

また、前記演算装置は、
前記複数の1軸センサからの出力に基づき、加振力係数を算出し、該加振力係数に基づいて、前記故障予知を行うことができる。
The arithmetic device further comprises:
An excitation force coefficient is calculated based on the outputs from the plurality of single-axis sensors, and the failure prediction can be performed based on the excitation force coefficient.

このような振動試験装置は、
前記可動部が、駆動コイルを備え、
前記駆動コイルは、前記被試験体に所定パターンの振動を与えるために必要な振動信号を振動制御装置から送られるように構成することもできる。
Such a vibration test device is
The movable part includes a drive coil.
The drive coil may be configured so that a vibration signal required to impart a predetermined pattern of vibration to the test object is sent from a vibration control device.

この場合、前記演算装置は、
前記振動信号と、前記複数の1軸センサからの出力と、に基づき、前記振動試験装置の周波数応答を測定し、該周波数応答の共振周波数を算出し、該共振周波数に基づいて、前記故障予知を行うようにすることができる。
In this case, the arithmetic device
Based on the vibration signal and the outputs from the multiple single-axis sensors, the frequency response of the vibration testing apparatus is measured, a resonant frequency of the frequency response is calculated, and the failure prediction is performed based on the resonant frequency.

このような振動試験装置では、
前記演算装置は、前記振動試験装置の故障が予知された場合に、警報を発するように構成することができる。
また、このような振動試験装置では、
前記可動部を可動状態で保持する可動部懸架用バネをさらに備え、
前記複数の1軸センサを、前記可動部懸架用バネの鉛直方向上方に配置することができる。
また、前記複数の1軸センサを、前記可動部において前記被試験体が載置される面以外の位置に配置することができる。
この場合、前記複数の1軸センサを、前記可動部の側面において前記被試験体が載置される面寄りに配置することができる。
In such a vibration test device,
The computing device may be configured to issue an alarm if a failure of the vibration testing device is predicted.
In addition, in such a vibration test device,
A movable part suspension spring that holds the movable part in a movable state is further provided,
The plurality of one-axis sensors may be disposed vertically above the movable part suspension spring.
The plurality of one-axis sensors may be disposed at positions on the movable portion other than the surface on which the device under test is placed.
In this case, the plurality of one-axis sensors can be disposed on a side surface of the movable portion, close to a surface on which the device under test is placed.

また、本発明の振動試験装置の故障予知方法は、
被試験体が搭載される可動部と、
透磁性を有する磁路部材と、該磁路部材に流れる磁束を発生させる磁束発生手段とを有する固定部と、を備える振動試験装置の故障予知方法であって、
前記可動部のクロストークを複数の1軸センサを用いて測定し、該クロストークの振幅の大きさに基づいて、前記故障予知を行うことを特徴とする。
The method for predicting a failure of a vibration testing apparatus according to the present invention further comprises the steps of:
a movable part on which a test object is mounted;
A method for predicting a failure of a vibration testing apparatus including a fixed portion having a magnetic path member having magnetic permeability and a magnetic flux generating means for generating a magnetic flux flowing through the magnetic path member, comprising:
The crosstalk of the movable portion is measured using a plurality of one-axis sensors , and the failure prediction is performed based on the magnitude of the amplitude of the crosstalk.

このような故障予知方法では、前記可動部の変位量及び振動数の少なくともいずれかを測定し、該可動部の変位量及び振動数の少なくともいずれかに基づいて、前記故障予知を行うことができる。 In such a failure prediction method, at least one of the displacement amount and the vibration frequency of the movable part is measured, and the failure prediction can be performed based on at least one of the displacement amount and the vibration frequency of the movable part.

また、加振力係数を算出し、該加振力係数に基づいて、前記故障予知を行うことができる。 In addition, the excitation force coefficient can be calculated, and the failure prediction can be performed based on the excitation force coefficient.

また、前記可動部が有する駆動コイルに入力する振動信号と、前記可動部の振幅とから、前記振動試験装置の周波数応答を測定し、該周波数応答の共振周波数を算出し、該共振周波数に基づいて、前記故障予知を行うことができる。
また、このような故障予知方法では、
前記複数の1軸センサを、前記可動部を可動状態で保持する可動部懸架用バネの鉛直方向上方に配置することができる。
また、前記複数の1軸センサを、前記可動部において前記被試験体が載置される面以外の位置に配置することができる。
この場合、前記複数の1軸センサを、前記可動部の側面において前記被試験体が載置される面寄りに配置することができる。
In addition, the frequency response of the vibration testing apparatus is measured from the vibration signal input to the drive coil of the movable part and the amplitude of the movable part, the resonant frequency of the frequency response is calculated, and the failure prediction can be performed based on the resonant frequency.
In addition, in such a failure prediction method,
The plurality of one-axis sensors may be disposed vertically above a movable part suspension spring that holds the movable part in a movable state.
The plurality of one-axis sensors may be disposed at positions on the movable portion other than the surface on which the device under test is placed.
In this case, the plurality of one-axis sensors can be disposed on a side surface of the movable portion, close to a surface on which the device under test is placed.

本発明によれば、可動部に設けられた可動部センサからの出力に基づき、演算装置によって自動的に故障予知を行うことができるため、振動試験装置の異常を早期に検知し、故障の拡大を防止することができる。 According to the present invention, a calculation device can automatically predict failures based on the output from a moving part sensor installed in the moving part, making it possible to detect abnormalities in the vibration testing device early and prevent the failure from expanding.

また、可動部センサやその他のセンサを使って、振動試験装置の異常を切り分けて診断することができるため、振動試験装置の異常箇所を早期に発見し、振動試験装置が故障する前に、ユーザーに部品交換などの修理を促すことができる。 In addition, by using the moving part sensor and other sensors, it is possible to isolate and diagnose abnormalities in the vibration test equipment, enabling early detection of abnormalities in the vibration test equipment and encouraging the user to repair the equipment by replacing parts, etc., before it breaks down.

図1は、本発明の振動試験装置の一実施形態を示す模式図である。FIG. 1 is a schematic diagram showing an embodiment of a vibration testing device according to the present invention.

以下、本発明の実施の形態(実施例)を図面に基づいて、より詳細に説明する。
図1は、本発明の振動試験装置の一実施形態を示す模式図である。
図1に示すように、本実施形態の振動試験装置10は、磁路部材16などを有する固定部11と、被試験体(図示せず)が搭載される可動部30と、を備えている。
Hereinafter, embodiments (examples) of the present invention will be described in more detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic diagram showing an embodiment of a vibration testing device according to the present invention.
As shown in FIG. 1, a vibration testing apparatus 10 of this embodiment includes a fixed portion 11 having a magnetic path member 16 and the like, and a movable portion 30 on which a device under test (not shown) is mounted.

固定部11は、例えば、鉄などの透磁性を有する材料から構成される磁路部材16と、この磁路部材16に流れる磁束を発生させる励磁コイル14(磁束発生手段)とを備えている。励磁コイル14は、図示しない定電圧源から直流電圧が印加されることによって、磁路部材16に一定の磁束を流し、磁路部材16の空隙部24に挿入される駆動コイル36に対して直交する磁界(静磁場)を発生させるように配置される。 The fixed portion 11 includes a magnetic path member 16 made of a magnetically permeable material such as iron, and an excitation coil 14 (magnetic flux generating means) that generates a magnetic flux that flows through the magnetic path member 16. The excitation coil 14 is arranged so that, when a DC voltage is applied from a constant voltage source (not shown), a constant magnetic flux flows through the magnetic path member 16 and a magnetic field (static magnetic field) that is perpendicular to the drive coil 36 inserted in the gap portion 24 of the magnetic path member 16 is generated.

可動部30は、被試験体(図示せず)を載置する試験台33と、可動部30と固定部11とを連結し可動部30を可動状態で保持する可動部懸架用バネ34と、を備えるとともに、可動部30の底部には、磁路部材16の空隙部24に挿入される駆動コイル36が設けられている。 The movable part 30 includes a test stand 33 on which a test object (not shown) is placed, and a movable part suspension spring 34 that connects the movable part 30 to the fixed part 11 and holds the movable part 30 in a movable state. The bottom of the movable part 30 is provided with a drive coil 36 that is inserted into the gap 24 of the magnetic path member 16.

駆動コイル36は、電力増幅器46を介して振動制御装置48に接続されており、被試験体に所定パターンの振動を与えるために必要な振動信号を振動制御装置48から電力増幅器46を介して流すことができるように構成されている。 The drive coil 36 is connected to a vibration control device 48 via a power amplifier 46, and is configured so that the vibration signal required to impart a predetermined pattern of vibration to the test subject can be sent from the vibration control device 48 via the power amplifier 46.

また、可動部30は、固定部11に設けられた軸受け22に挿入される軸(拘束シャフト39)を有している。軸受け22には、拘束ベアリング42が設けられており、この拘束ベアリング42によって、可動部30の拘束シャフト39が拘束される。
可動部30は、軸(拘束シャフト39)、軸受け22及び拘束ベアリング42と、上述する可動部懸架用バネ34とを有する拘束機構によって、水平方向及び鉛直方向の可動域を所定の範囲に制限されている。
The movable part 30 also has a shaft (constraint shaft 39) that is inserted into a bearing 22 provided in the fixed part 11. A constraint bearing 42 is provided in the bearing 22, and the constraint shaft 39 of the movable part 30 is constrained by this constraint bearing 42.
The movable part 30 has its horizontal and vertical range of motion limited to a predetermined range by a restraining mechanism having an axis (restraint shaft 39), bearing 22, restraint bearing 42, and the movable part suspension spring 34 described above.

また、拘束機構としては、固定部11と可動部30との間に、ダンパー(図示せず)を設けることもできる。このようにダンパーを設けることにより、可動部30に必要以上の加振力が加わり破損するようなことを防止できる。 As a restraint mechanism, a damper (not shown) can be provided between the fixed part 11 and the movable part 30. By providing a damper in this manner, it is possible to prevent the movable part 30 from being damaged by being subjected to an excessive vibration force.

なお、拘束機構としては、上述する全ての機構を含んでいてもよいし、一部の機構のみを含むようにしてもよく、拘束機構の種類などは、振動試験装置10の仕様等により適宜変更することができる。 The restraint mechanism may include all of the mechanisms described above, or may include only some of the mechanisms. The type of restraint mechanism may be changed as appropriate depending on the specifications of the vibration test device 10.

なお、本実施形態では、励磁コイル14によって静磁場を発生させるように構成しているが、励磁コイル14の代わりに永久磁石を設けるようにすることもできる。また、励磁コイル14や駆動コイル36に電流を流すことによって発生した熱によって、振動試験装置10が故障することを防止するために、例えば、空冷や水冷などの冷却手段を設けることが好ましい。 In this embodiment, the excitation coil 14 is configured to generate a static magnetic field, but a permanent magnet can be provided instead of the excitation coil 14. In addition, in order to prevent the vibration test device 10 from breaking down due to heat generated by passing a current through the excitation coil 14 or the drive coil 36, it is preferable to provide a cooling means such as air cooling or water cooling.

このように構成される本実施形態の振動試験装置10には、可動部30に可動部センサとして3軸センサ31が設けられている。3軸センサ31は、可動部30の振動方向と一致するX軸方向と、X軸に直交するY軸方向及びZ軸方向の加速度、速度、変位の少なくともいずれかを測定することができるものである。 In the vibration testing device 10 of this embodiment, which is configured in this manner, a three-axis sensor 31 is provided as a moving part sensor in the moving part 30. The three-axis sensor 31 can measure at least one of the acceleration, velocity, and displacement in the X-axis direction, which coincides with the vibration direction of the moving part 30, and the Y-axis and Z-axis directions perpendicular to the X-axis.

なお、本実施形態では、可動部30の振動方向が一方向であるため、これとX軸方向とを一致させるようにしているが、可動部30の振動方向が例えば二方向の場合には、それぞれをX軸方向及びY軸方向と一致させるように3軸センサ31を可動部30に設けることができる。 In this embodiment, the vibration direction of the movable part 30 is one direction, so this is aligned with the X-axis direction. However, if the vibration direction of the movable part 30 is two directions, for example, the three-axis sensor 31 can be provided on the movable part 30 so that the vibration directions are aligned with the X-axis direction and the Y-axis direction, respectively.

3軸センサ31は、例えばコンピュータなどの演算装置50に接続されており、演算装置50は、3軸センサ31の出力に基づいて、振動試験装置10の故障予知を行うように構成されている。 The three-axis sensor 31 is connected to a calculation device 50, such as a computer, and the calculation device 50 is configured to predict failures of the vibration testing device 10 based on the output of the three-axis sensor 31.

なお、演算装置50としては、例えば、パーソナルコンピュータやマイクロコントローラなどを用いることができ、振動試験装置10の振動制御装置に組み込むこともできる。 The computing device 50 may be, for example, a personal computer or a microcontroller, and may be incorporated into the vibration control device of the vibration testing device 10.

演算装置50は、以下のようにして、振動試験装置10の故障予知を行う。
(1)クロストーク測定
3軸センサ31の出力に基づき、振動試験装置10の加振軸、すなわち、本実施形態ではX軸以外に生じる振動であるクロストークを検出する。本実施形態では、Y軸方向の振動及びZ軸方向の振動がクロストークとなる。
The arithmetic unit 50 performs failure prediction for the vibration testing apparatus 10 as follows.
(1) Crosstalk Measurement Crosstalk, which is vibration generated in the excitation axis of the vibration testing device 10, i.e., in this embodiment, other than the X-axis, is detected based on the output of the triaxial sensor 31. In this embodiment, the vibration in the Y-axis direction and the vibration in the Z-axis direction are the crosstalk.

クロストークは、いわゆる機械的な遊びなどによって若干ながら発生するものであるが、特に、拘束機構の故障や激しい消耗によって、クロストークが大きくなってしまう。
演算装置50は、検出したクロストークの振幅が、事前に設定された所定の振幅閾値よりも大きくなった際に、警報を発するように構成される。警報は、例えば、表示手段などに表示するようにしてもよいし、ブザーなど音により報知するようにしてもよい。
Although crosstalk occurs slightly due to so-called mechanical play, the crosstalk becomes particularly large due to failure or severe wear of the restraining mechanism.
The computing device 50 is configured to issue an alarm when the amplitude of the detected crosstalk becomes larger than a predetermined amplitude threshold value that is set in advance. The alarm may be displayed on a display means or may be issued by sound such as a buzzer.

このように、3軸センサ31を用いてクロストークを測定することによって、拘束機構の消耗を検出することができ、拘束機構が故障する前に、ユーザーに対して警報を発し、拘束機構の交換などを促すことができる。 In this way, by measuring crosstalk using the three-axis sensor 31, wear and tear on the restraint mechanism can be detected, and an alarm can be issued to the user before the restraint mechanism breaks down, prompting them to replace the restraint mechanism, etc.

(2)変位測定
3軸センサ31の出力に基づき、可動部30の変位として、変位量や振動数を検出する。
可動部30の変位は、拘束機構、特に、可動部懸架用バネ34の消耗により変化してしまう。
(2) Displacement Measurement Based on the output of the three-axis sensor 31, the displacement amount and the vibration frequency are detected as the displacement of the movable part 30.
The displacement of the movable part 30 changes due to wear of the restraining mechanism, particularly the movable part suspension spring 34 .

演算装置50は、検出した可動部30の変位量が、事前に設定された所定の変位量閾値よりも大きくなった際に、または、検出した可動部30の振動数が、事前に設定された振動数閾値よりも小さくなった際に、警報を発するように構成される。 The computing device 50 is configured to issue an alarm when the detected displacement of the movable part 30 becomes larger than a predetermined displacement threshold value set in advance, or when the detected vibration frequency of the movable part 30 becomes smaller than a predetermined vibration frequency threshold value.

このように、3軸センサ31を用いて可動部30の変位を測定することによって、拘束機構、特に、可動部懸架用バネ34の消耗を検出することができ、拘束機構が故障する前に、ユーザーに対して警報を発し、拘束機構の交換などを促すことができる。 In this way, by measuring the displacement of the movable part 30 using the three-axis sensor 31, wear and tear on the restraint mechanism, particularly the movable part suspension spring 34, can be detected, and an alarm can be issued to the user before the restraint mechanism breaks down, urging them to replace the restraint mechanism, etc.

なお、本実施形態では可動部30の変位を、3軸センサ31を用いて検出しているが、3軸センサ31とは別の変位センサ(図示せず)を設けて検出するように構成することもできる。 In this embodiment, the displacement of the movable part 30 is detected using the three-axis sensor 31, but it can also be configured to detect the displacement by providing a displacement sensor (not shown) separate from the three-axis sensor 31.

(3)加振力係数測定
3軸センサ31の出力に基づき、可動部30の加振力係数を下記式(1)のように算出する。
(3) Measurement of Excitation Force Coefficient Based on the output of the three-axis sensor 31, the excitation force coefficient of the movable part 30 is calculated according to the following formula (1).

通常、駆動コイル36に印加する電流が大きくなれば、加速度は増加する。しかしながら、駆動コイル36や励磁コイル14の故障や激しい消耗によって、駆動コイル36に同じ電流を流しても、加速度が低下してしまう。 Normally, the greater the current applied to the drive coil 36, the greater the acceleration. However, if the drive coil 36 or the excitation coil 14 malfunctions or wears out rapidly, the acceleration will decrease even if the same current is passed through the drive coil 36.

演算装置50は、算出された加振力係数が、事前に設定された所定の加振力係数閾値よりも小さくなった際に、警報を発するように構成される。 The computing device 50 is configured to issue an alarm when the calculated excitation force coefficient becomes smaller than a predetermined excitation force coefficient threshold value that has been set in advance.

このように、3軸センサ31を用いて加振力係数を測定することによって、駆動コイル36や励磁コイル14の消耗を検出することができ、駆動コイル36や励磁コイル14が故障する前に、ユーザーに対して警報を発し、駆動コイル36や励磁コイル14の交換などを促すことができる。 In this way, by measuring the excitation force coefficient using the three-axis sensor 31, wear and tear on the drive coil 36 and excitation coil 14 can be detected, and an alarm can be issued to the user before the drive coil 36 and excitation coil 14 break down, prompting them to replace the drive coil 36 and excitation coil 14, etc.

(4)伝達特性測定
振動制御装置から振動試験装置10に入力される振動信号と3軸センサ31の出力(可動部30の振幅)に基づき、振動試験装置の伝達特性(周波数応答)を測定し、その共振周波数を算出する。
(4) Measurement of transmission characteristics Based on the vibration signal input from the vibration control device to the vibration testing device 10 and the output of the three-axis sensor 31 (amplitude of the movable part 30), the transmission characteristics (frequency response) of the vibration testing device are measured and its resonant frequency is calculated.

共振周波数は、振動試験装置10の構成によって固有のものであるが、駆動コイル36や拘束機構などの故障や激しい消耗によって、変化してしまう。
演算装置50は、算出された共振周波数が、事前に設定された共振周波数閾値よりも小さくなった際に、警報を発するように構成される。
The resonant frequency is specific to the configuration of the vibration testing device 10, but it can change due to failure or severe wear of the drive coil 36 or the restraint mechanism.
The computing device 50 is configured to issue an alarm when the calculated resonant frequency becomes smaller than a pre-set resonant frequency threshold.

このように、伝達特性を測定することによって共振周波数を算出し、この共振周波数によって、駆動コイル36や拘束機構などの消耗を検出することができ、駆動コイル36や拘束機構が故障する前に、ユーザーに対して警報を発し、駆動コイル36や拘束機構の交換などを促すことができる。 In this way, the resonant frequency can be calculated by measuring the transmission characteristics, and wear and tear on the drive coil 36, the restraint mechanism, etc. can be detected from this resonant frequency. Before the drive coil 36 or the restraint mechanism breaks down, an alarm can be issued to the user, prompting them to replace the drive coil 36 or the restraint mechanism, etc.

上述する本実施形態では、各軸方向における加速度、速度、変位の少なくともいずれかを3軸センサ31を用いて測定しているが、3軸センサ31に限らず、例えば、1軸センサを3つ使って測定するようにしたり、また、1軸センサを必要な軸方向にあわせて設けて測定するように構成することもできる。 In the embodiment described above, at least one of the acceleration, velocity, and displacement in each axis direction is measured using a three-axis sensor 31, but the invention is not limited to a three-axis sensor 31. For example, it is also possible to use three one-axis sensors for measurement, or to configure the one-axis sensor to be aligned with the required axis direction for measurement.

また、故障予知に加えて、例えば、駆動コイル36に、熱電対などの熱センサを設け、駆動コイル36の温度を測定することで、この温度に基づき、演算装置50によって故障予防を行うこともできる。 In addition to failure prediction, for example, a thermal sensor such as a thermocouple can be provided in the drive coil 36 to measure the temperature of the drive coil 36, and the calculation device 50 can perform failure prevention based on this temperature.

(5)駆動コイルの温度測定
熱センサの出力に基づき、駆動コイル36の温度を測定する。
駆動コイル36は、可動部30に接着剤などによって固定されているため、駆動コイル36の温度が高くなりすぎると、接着剤が劣化し、駆動コイル36にガタつきが発生したりする。
(5) Measurement of Temperature of the Drive Coil The temperature of the drive coil 36 is measured based on the output of the thermal sensor.
Since the drive coil 36 is fixed to the movable part 30 with an adhesive or the like, if the temperature of the drive coil 36 becomes too high, the adhesive deteriorates and the drive coil 36 may become loose.

演算装置50は、駆動コイル36の温度が、事前に設定された制限温度閾値よりも大きくなった際に、警報を発するように構成される。制限温度閾値としては、振動試験装置10の仕様や接着剤の種類などによって適宜設定することができ、例えば、90℃~200℃とすることができる。 The computing device 50 is configured to issue an alarm when the temperature of the drive coil 36 exceeds a preset limit temperature threshold. The limit temperature threshold can be set appropriately depending on the specifications of the vibration test device 10 and the type of adhesive, and can be set to, for example, 90°C to 200°C.

このように、故障予知とともに故障予防の手段もあわせて講じることによって、故障が発生しにくい振動試験装置10とすることができる。 In this way, by taking measures to prevent failures as well as predicting them, it is possible to create a vibration testing device 10 that is less prone to failures.

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されることはなく、例えば、上記実施形態では、故障予防のために熱センサを設けているが、これに限らず、故障予防のために様々な手段を講じてもよいなど、本発明の目的を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。 The above describes a preferred embodiment of the present invention, but the present invention is not limited to this. For example, in the above embodiment, a thermal sensor is provided to prevent failures, but the present invention is not limited to this, and various measures may be taken to prevent failures, and various modifications are possible without departing from the purpose of the present invention.

10 振動試験装置
11 固定部
14 励磁コイル
16 磁路部材
22 軸受け
24 空隙部
30 可動部
31 3軸センサ
33 試験台
34 可動部懸架用バネ
36 駆動コイル
39 拘束シャフト
42 拘束ベアリング
46 電力増幅器
48 振動制御装置
50 演算装置
REFERENCE SIGNS LIST 10 Vibration test device 11 Fixed portion 14 Excitation coil 16 Magnetic path member 22 Bearing 24 Gap portion 30 Movable portion 31 Three-axis sensor 33 Test stand 34 Movable portion suspension spring 36 Drive coil 39 Restraint shaft 42 Restraint bearing 46 Power amplifier 48 Vibration control device 50 Calculation device

Claims (16)

被試験体が搭載される可動部と、
透磁性を有する磁路部材と、該磁路部材に流れる磁束を発生させる磁束発生手段とを有する固定部と、を備える振動試験装置であって、
前記可動部の加速度、速度、変位の少なくともいずれかを測定する複数の1軸センサと、
前記複数の1軸センサからの出力に基づき、前記振動試験装置の故障予知を行う演算装置と、をさらに備え、
前記演算装置は、
前記複数の1軸センサからの出力に基づき、前記可動部のクロストークを測定し、該クロストークの振幅の大きさに基づいて、前記故障予知を行うことを特徴とする振動試験装置。
a movable part on which a test object is mounted;
A vibration testing apparatus comprising: a stationary portion having a magnetic path member having magnetic permeability and a magnetic flux generating means for generating a magnetic flux flowing through the magnetic path member,
A plurality of one-axis sensors for measuring at least one of an acceleration, a velocity, and a displacement of the movable part;
and a calculation device that performs failure prediction of the vibration testing apparatus based on outputs from the plurality of single-axis sensors.
The computing device includes:
A vibration testing apparatus comprising: a vibration sensor for detecting a vibration of the movable portion; a vibration sensor for detecting a vibration of the movable portion;
前記演算装置は、
前記複数の1軸センサからの出力に基づき、前記可動部の変位量及び振動数の少なくともいずれかを測定し、該可動部の変位量及び振動数の少なくともいずれかに基づいて、前記故障予知を行うことを特徴とする請求項1に記載の振動試験装置。
The computing device includes:
2. The vibration testing device according to claim 1, wherein at least one of a displacement amount and a vibration frequency of the movable part is measured based on outputs from the plurality of one-axis sensors, and the failure prediction is performed based on at least one of the displacement amount and the vibration frequency of the movable part.
前記演算装置は、
前記複数の1軸センサからの出力に基づき、加振力係数を算出し、該加振力係数に基づいて、前記故障予知を行うことを特徴とする請求項1または2に記載の振動試験装置。
The computing device includes:
3. The vibration testing apparatus according to claim 1, further comprising: a vibration force coefficient calculated based on outputs from the plurality of one-axis sensors; and a failure prediction performed based on the vibration force coefficient.
前記可動部が、駆動コイルを備え、
前記駆動コイルは、前記被試験体に所定パターンの振動を与えるために必要な振動信号を振動制御装置から送られるように構成されることを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載の振動試験装置。
The movable part includes a drive coil.
4. The vibration testing device according to claim 1, wherein said drive coil is configured so that a vibration signal required for applying a predetermined pattern of vibration to said test object is sent from a vibration control device to said drive coil.
前記演算装置は、
前記振動信号と、前記複数の1軸センサからの出力と、に基づき、前記振動試験装置の周波数応答を測定し、該周波数応答の共振周波数を算出し、該共振周波数に基づいて、前記故障予知を行うことを特徴とする請求項4に記載の振動試験装置。
The computing device includes:
5. The vibration testing apparatus according to claim 4, wherein a frequency response of the vibration testing apparatus is measured based on the vibration signal and outputs from the plurality of single-axis sensors, a resonance frequency of the frequency response is calculated, and the failure prediction is performed based on the resonance frequency.
前記演算装置は、前記振動試験装置の故障が予知された場合に、警報を発するように構成されることを特徴とする請求項1から5のいずれか1項に記載の振動試験装置。 The vibration testing device according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the computing device is configured to issue an alarm when a failure of the vibration testing device is predicted. 前記可動部を可動状態で保持する可動部懸架用バネをさらに備え、A movable part suspension spring that holds the movable part in a movable state is further provided,
前記複数の1軸センサを、前記可動部懸架用バネの鉛直方向上方に配置することを特徴とする請求項1から6のいずれか1項に記載の振動試験装置。7. The vibration testing device according to claim 1, wherein the plurality of one-axis sensors are disposed vertically above the movable portion suspension spring.
前記複数の1軸センサを、前記可動部において前記被試験体が載置される面以外の位置に配置することを特徴とする請求項1から7のいずれか1項に記載の振動試験装置。8. The vibration testing device according to claim 1, wherein the plurality of one-axis sensors are arranged at positions on the movable portion other than a surface on which the test object is placed. 前記複数の1軸センサを、前記可動部の側面において前記被試験体が載置される面寄りに配置することを特徴とする請求項8に記載の振動試験装置。9. The vibration testing device according to claim 8, wherein the plurality of one-axis sensors are arranged on a side surface of the movable portion closer to a surface on which the test object is placed. 被試験体が搭載される可動部と、
透磁性を有する磁路部材と、該磁路部材に流れる磁束を発生させる磁束発生手段とを有する固定部と、を備える振動試験装置の故障予知方法であって、
前記可動部のクロストークを複数の1軸センサを用いて測定し、該クロストークの振幅の大きさに基づいて、故障予知を行うことを特徴とする故障予知方法。
a movable part on which a test object is mounted;
A method for predicting a failure of a vibration testing apparatus including a fixed portion having a magnetic path member having magnetic permeability and a magnetic flux generating means for generating a magnetic flux flowing through the magnetic path member, comprising:
A failure prediction method comprising: measuring crosstalk of the movable portion using a plurality of uniaxial sensors ; and predicting failure based on the magnitude of the amplitude of the crosstalk.
前記可動部の変位量及び振動数の少なくともいずれかを測定し、該可動部の変位量及び振動数の少なくともいずれかに基づいて、前記故障予知を行うことを特徴とする請求項10に記載の故障予知方法。 11. The failure prediction method according to claim 10 , further comprising measuring at least one of a displacement amount and a vibration frequency of the movable part, and performing the failure prediction based on at least one of the displacement amount and the vibration frequency of the movable part. 加振力係数を算出し、該加振力係数に基づいて、前記故障予知を行うことを特徴とする請求項10または11に記載の故障予知方法。 12. The failure prediction method according to claim 10 , further comprising the steps of: calculating an excitation force coefficient; and performing the failure prediction based on the excitation force coefficient. 前記可動部が有する駆動コイルに入力する振動信号と、前記可動部の振幅とから、前記振動試験装置の周波数応答を測定し、該周波数応答の共振周波数を算出し、該共振周波数に基づいて、前記故障予知を行うことを特徴とする請求項10から12のいずれか1項に記載の故障予知方法。 A failure prediction method according to any one of claims 10 to 12, characterized in that a frequency response of the vibration testing apparatus is measured from a vibration signal input to a drive coil of the movable part and an amplitude of the movable part, a resonant frequency of the frequency response is calculated, and the failure prediction is performed based on the resonant frequency. 前記複数の1軸センサを、前記可動部を可動状態で保持する可動部懸架用バネの鉛直方向上方に配置することを特徴とする請求項10から13のいずれか1項に記載の故障予知方法。14. The failure prediction method according to claim 10, wherein the plurality of one-axis sensors are disposed vertically above a movable part suspension spring that holds the movable part in a movable state. 前記複数の1軸センサを、前記可動部において前記被試験体が載置される面以外の位置に配置することを特徴とする請求項10から14のいずれか1項に記載の故障予知方法。15. The failure prediction method according to claim 10, wherein the plurality of one-axis sensors are arranged at positions on the movable part other than a surface on which the device under test is placed. 前記複数の1軸センサを、前記可動部の側面において前記被試験体が載置される面寄りに配置することを特徴とする請求項15に記載の故障予知方法。16. The failure prediction method according to claim 15, wherein the plurality of one-axis sensors are arranged on a side surface of the movable part closer to a surface on which the test object is placed.
JP2023206718A 2019-09-10 2023-12-07 Vibration test device and failure prediction method thereof Active JP7542792B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2023206718A JP7542792B2 (en) 2019-09-10 2023-12-07 Vibration test device and failure prediction method thereof

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019164467A JP7405393B2 (en) 2019-09-10 2019-09-10 Vibration test equipment and its failure prediction method
JP2023206718A JP7542792B2 (en) 2019-09-10 2023-12-07 Vibration test device and failure prediction method thereof

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2019164467A Division JP7405393B2 (en) 2019-09-10 2019-09-10 Vibration test equipment and its failure prediction method

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2024023583A JP2024023583A (en) 2024-02-21
JP7542792B2 true JP7542792B2 (en) 2024-09-02

Family

ID=74863849

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2019164467A Active JP7405393B2 (en) 2019-09-10 2019-09-10 Vibration test equipment and its failure prediction method
JP2023206718A Active JP7542792B2 (en) 2019-09-10 2023-12-07 Vibration test device and failure prediction method thereof

Family Applications Before (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2019164467A Active JP7405393B2 (en) 2019-09-10 2019-09-10 Vibration test equipment and its failure prediction method

Country Status (1)

Country Link
JP (2) JP7405393B2 (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2022166404A (en) * 2021-04-21 2022-11-02 日本電気株式会社 Abnormality detection device, abnormality detection method, and program
CN115183994B (en) * 2022-06-15 2025-09-16 国网天津市电力公司电力科学研究院 Vibration detection method for mechanical faults of circuit breaker

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003139657A (en) 2001-10-29 2003-05-14 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Apparatus and method for control of remaining life of seal in exciter

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6061637U (en) * 1983-10-03 1985-04-30 株式会社ミツトヨ Vibration test equipment
JP3665493B2 (en) 1998-12-08 2005-06-29 株式会社 日立インダストリイズ Multidimensional vibrator
JP3469139B2 (en) 1999-09-29 2003-11-25 三菱重工業株式会社 Shaking table crosstalk reduction device
JP2005062097A (en) 2003-08-19 2005-03-10 Akashi Corp Vibration tester
JP5923156B2 (en) 2014-11-10 2016-05-24 Imv株式会社 Specimen mounting device for vibration test equipment
JP6480848B2 (en) 2015-10-19 2019-03-13 エミック株式会社 Vibration control device, vibration control method, and vibration control program
JP6143928B1 (en) 2016-08-19 2017-06-07 株式会社ベクトル・ダイナミックス Method and apparatus for measuring dynamic sensitivity matrix of inertial sensor
JP6849455B2 (en) 2017-01-31 2021-03-24 Imv株式会社 Vibration test equipment
JP2018205277A (en) 2017-06-09 2018-12-27 Imv株式会社 Vibration test equipment
JP6855332B2 (en) 2017-06-13 2021-04-07 Imv株式会社 Vibration test equipment

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003139657A (en) 2001-10-29 2003-05-14 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Apparatus and method for control of remaining life of seal in exciter

Also Published As

Publication number Publication date
JP2021043033A (en) 2021-03-18
JP2024023583A (en) 2024-02-21
JP7405393B2 (en) 2023-12-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7542792B2 (en) Vibration test device and failure prediction method thereof
AU2015215266B2 (en) Vibrating machine
JP5175347B2 (en) Process variable transmitter with acceleration sensor
CN106715310B (en) Vibration-based elevator traction member wear and life monitoring system
EP3206103B1 (en) Model based system monitoring
CN102387887B (en) Maintenance system for wire electrical discharge machine wire transport system
US10746626B2 (en) Vibration testing system and methodology
JP5790586B2 (en) Elevator rope tension measuring method and apparatus
JP2019105457A (en) Bearing inspection device
JP2021096238A (en) Excitation capability prediction/evaluation device, excitation capability prediction/evaluation method, and excitation capability prediction/evaluation program for vibration test
JP4031745B2 (en) Gear diagnosis method and gear diagnosis device
Saket et al. Measurement and calibration of rotor/touchdown bearing contact in active magnetic bearing systems
KR20160109158A (en) Machinery health monitering method
JP6396943B2 (en) Failure diagnosis apparatus and method by non-contact vibration measurement
WO2020235525A1 (en) Test body, and diagnosis system and article inspection device using same
JP7399125B2 (en) Electromagnetic brake motion compensation device
US11456647B2 (en) Rotating electrical machine and diagnostic method for the same
JP7261270B2 (en) Vibration test equipment
JP7645028B2 (en) Product Inspection Equipment
JP7261271B2 (en) Vibration test support network system
JP6291521B2 (en) Abnormality diagnosis method for liquid level gauge
JP2020082165A (en) Rolling equipment
JP6285981B2 (en) Abnormality diagnosis method for liquid level gauge
CN100473958C (en) Monitoring and diagnosing a technical installation using purely mechanically activated signaling means
Raghunathan et al. Measurement techniques and instruments for measurement of dynamic characteristics of gear pump

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20231226

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20231226

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20240625

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20240626

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20240722

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7542792

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150