※一部、英文及び仏文を自動翻訳した日本語訳を使用しています。
序文
ISO (国際標準化機構) は、各国の標準化団体 (ISO メンバー団体) の世界的な連合です。国際規格の作成作業は、通常、ISO 技術委員会を通じて行われます。技術委員会が設立された主題に関心のある各会員団体は、その委員会に代表される権利を有します。 ISOと連携して、政府および非政府の国際機関もこの作業に参加しています。 ISO は、電気技術の標準化に関するすべての問題について、国際電気標準会議 (IEC) と緊密に協力しています。
この文書の開発に使用された手順と、今後の維持のために意図された手順は、ISO/IEC 指令で説明されています。 1. 特に、さまざまなタイプの ISO 文書に必要なさまざまな承認基準に注意する必要があります。この文書は、ISO/IEC 指令の編集規則に従って作成されました。 2 ( www.iso.org/directives を参照)
このドキュメントの要素の一部が特許権の対象となる可能性があることに注意してください。 ISO は、そのような特許権の一部またはすべてを特定する責任を負わないものとします。ドキュメントの開発中に特定された特許権の詳細は、序文および/または受信した特許宣言の ISO リストに記載されます ( www.iso.org/patents を参照)
このドキュメントで使用されている商号は、ユーザーの便宜のために提供された情報であり、保証を構成するものではありません。
規格の自主的な性質の説明、適合性評価に関連する ISO 固有の用語と表現の意味、および技術的貿易障壁 (TBT) における世界貿易機関 (WTO) の原則に対する ISO の遵守に関する情報については、 www を参照してください。 .iso.org/iso/foreword.html .
この文書は、技術委員会 ISO/TC 39, 工作機械、小委員会 SC 2, 金属切削工作機械の試験条件によって作成されました。
ISO 17243 シリーズのすべての部品のリストは、ISO Web サイトで見つけることができます。
重要このドキュメントの電子ファイルには、ドキュメントを正しく理解するのに役立つと思われる色が含まれています。そのため、ユーザーはカラー プリンターを使用してこのドキュメントを印刷することを検討する必要があります。
1 スコープ
このドキュメントは、スピンドル ハウジングで測定された工作機械のスピンドル振動の深刻度を評価する方法に関する情報を提供します。これは、顧客サイトまたは工作機械メーカーの試験施設でスピンドル ハウジングで測定された振動の重大度を評価するための具体的なガイダンスを提供します。
その振動基準は、公称動作速度が 600 r/min ~ 12,000 r/min の固定工作機械用のギア駆動スピンドルに適用されます。
転がり軸受タイプのスピンドルのみ、金属切削工作機械に取り付けられたスピンドル、およびテスト、定期的な検証、および継続的な監視に適用できます。
以下については触れていません。
- 回転軸の幾何学的精度 (ISO 230-7 を参照);
- 表面仕上げと精度に関して許容できない切削性能。
- 600 r/min 未満または 12,000 r/min を超える速度で動作する工作機械主軸の振動の重大性の問題 (サポートする振動データがないため)また
- 高速フーリエ変換 (FFT) 分析、エンベロープ分析、またはその他の同様の手法などの周波数ドメイン分析。
附属書 A では、代替の軸受状態評価手法を紹介しています。
2 参考文献
以下のドキュメントは、その内容の一部またはすべてがこのドキュメントの要件を構成するように、テキスト内で参照されています。日付のある参考文献については、引用された版のみが適用されます。日付のない参照については、参照文書の最新版 (修正を含む) が適用されます。
3 用語と定義
このドキュメントの目的のために、ISO 1925, ISO 2041, ISO 2954, ISO 13372 および以下に記載されている用語と定義が適用されます。
ISO および IEC は、次のアドレスで標準化に使用する用語データベースを維持しています。
3.1
警報
<主軸の状態監視> 振動速度の大きさ [ LTSC (3.6.1) ] が軸受の動的負荷の増加を示す状態、および/または振動加速度の大きさ [ STSC (3.6.2) ] が中程度の主軸軸受の劣化を示す状態
3.2
アラート
<主軸状態監視>主軸振動の大きさ[ STSC(3.6.2) or LTSC(3.6.1) ]が正常値から大きく変化したことを検出した状態
3.3
ギア駆動スピンドル
パワートレイン内に 1 つ以上の動力伝達ギアユニットを備えた工作機械主軸。
注記 1:ギア駆動スピンドルは、パワートレインにカップリングおよび/またはベルトを組み込むこともできます。
3.4
長期
<主軸状態監視> 6ヶ月以上の期間
注記 1:期間は、特定のスピンドル タイプおよび/または動作条件によって異なる場合があります。
3.5
短期
<主軸状態監視> 半年以内の期間
注記 1:期間は、特定のスピンドル タイプおよび/または動作条件によって異なる場合があります。
3.6
スピンドル状態
仕様で定義されている工作機械スピンドルの振動速度と加速度の二乗平均平方根 (rms) 値
3.6.1
長期スピンドル状態
LTSC
工作機械主軸の 長期的な状態を示すパラメータ (3.4)
3.6.2
短期スピンドル状態
STSC
工作機械主軸の 短期的な状態を示すパラメータ(3.6)
3.7
定常動作温度
<主軸状態監視> 工作機械の主軸が安定した動作温度に達するのに十分な時間動作している状態
3.8
シャットダウンのしきい値
<主軸の状態監視> 振動速度の大きさ [ LTSC (3.6.1) ] が軸受の深刻な動的負荷を示している状態、および/または振動加速度の大きさ [ STSC (3.6.2) ] が主軸軸受の深刻な劣化を示している状態
参考文献
| [1] | ISO 230-1:2012, 工作機械のテスト コード — 1: 無負荷または準静的条件下で動作する機械の幾何学的精度 |
| [2] | ISO 230-2:2014, 工作機械のテスト コード — 2: 数値制御軸の位置決めの精度と再現性の決定 |
| [3] | ISO 230-7:2015, 工作機械のテスト コード — 7: 回転軸の幾何学的精度 |
| [4] | ISO/TR 230-8:2010, 工作機械のテスト コード — 8: 振動 |
| [5] | ISO 841, 産業オートメーション システムと統合 - 機械の数値制御 - 座標系と運動の命名法 |
| [6] | ISO 5348:1998, 機械的振動および衝撃 - 加速度計の機械的取り付け |
| [7] | ISO 5593:1997, 転がり軸受 - 語彙 |
| [8] | ISO 10816-3:2009, 機械振動 — 非回転部品の測定による機械振動の評価 — 3: 公称出力が 15 kW を超え、公称速度が 120 r/min ~ 15,000 r/min の産業用機械 (その場で測定) |
| [9] | ISO 13373-1:2002, 機械の状態監視と診断 — 振動状態監視 — 1: 一般的な手順 |
| [10] | ISO 13373-2, 機械の状態監視と診断 — 振動状態監視 — 2: 振動データの処理、分析、および表示 |
| [11] | ISO 20816-1:2016, 機械振動 — 機械振動の測定と評価 — 1: 一般的なガイドライン |
| [12] | ISO 21940-11:2016, 機械振動 — ローターバランス — 11: 剛性のあるローターの手順と公差 |
| [13] | ISO/IEC Guide 98-3:2008, 測定の不確実性 — 3: 測定における不確かさの表現の手引き (GUM:1995) |
| [14] | ISO/IEC Guide 98-3:2008/Suppl 1, モンテカルロ法を使用した分布の伝播 |
| [15] | ISO/IEC Guide 98-3:2008/Suppl 2, 出力数量の任意の数への拡張 |
| [16] | KUMARASWAMY S, RAKESH J, NALAVADE AK, Standardization of Absolute Vibration Level and Damage Factors for Machinery Health Monitoring , VETOMAC-2, 16-18 December, 2002 |
| [17] | SHREVE DH, 振動技術の紹介、IRD Mechanalysis Inc.、USA, pp. 1-18, 199 |
| [18] | IRVINE T, 衝撃と振動のソフトウェアとチュートリアル、 vibrationdata.wordpress.com 、2017 |
Foreword
ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards bodies (ISO member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out through ISO technical committees. Each member body interested in a subject for which a technical committee has been established has the right to be represented on that committee. International organizations, governmental and non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work. ISO collaborates closely with the International Electrotechnical Commission (IEC) on all matters of electrotechnical standardization.
The procedures used to develop this document and those intended for its further maintenance are described in the ISO/IEC Directives, 1. In particular, the different approval criteria needed for the different types of ISO documents should be noted. This document was drafted in accordance with the editorial rules of the ISO/IEC Directives, 2 (see www.iso.org/directives ).
Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of patent rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights. Details of any patent rights identified during the development of the document will be in the Introduction and/or on the ISO list of patent declarations received (see www.iso.org/patents ).
Any trade name used in this document is information given for the convenience of users and does not constitute an endorsement.
For an explanation of the voluntary nature of standards, the meaning of ISO specific terms and expressions related to conformity assessment, as well as information about ISO's adherence to the World Trade Organization (WTO) principles in the Technical Barriers to Trade (TBT) see www.iso.org/iso/foreword.html .
This document was prepared by Technical Committee ISO/TC 39, Machine tools, Subcommittee SC 2, Test conditions for metal cutting machine tools.
A list of all parts in the ISO 17243 series can be found on the ISO website.
IMPORTANT The electronic file of this document contains colours which are considered to be useful for the correct understanding of the document. Users should therefore consider printing this document using a colour printer.
1 Scope
This document provides information on how to assess the severity of machine tool spindle vibrations measured on the spindle housing. It gives specific guidance for assessing the severity of vibration measured on the spindle housing at customer sites or at the machine tool manufacturer’s test facilities.
Its vibration criteria apply to gear-driven spindles intended for stationary machine tools with nominal operating speeds between 600 r/min and 12 000 r/min.
It is applicable to those spindles of the rolling bearing types only, to spindles assembled on metal cutting machine tools, and for testing, periodic verification, and continuous monitoring.
It does not address:
- geometrical accuracy of axes of rotation (see ISO 230-7);
- unacceptable cutting performance with regards to surface finish and accuracy;
- vibration severity issues of machine tool spindles operating at speeds below 600 r/min or exceeding 12 000 r/min (due to lack of supporting vibration data); or
- frequency domain analyses such as fast Fourier transform (FFT) analyses, envelope analyses or other similar techniques.
Annex A presents an introduction to alternative bearing condition assessment techniques.
2 Normative references
The following documents are referred to in the text in such a way that some or all of their content constitutes requirements of this document. For dated references, only the edition cited applies. For undated references, the latest edition of the referenced document (including any amendments) applies.
- ISO 1925, Mechanical vibration — Balancing — Vocabulary
- ISO 2041, Mechanical vibration, shock and condition monitoring — Vocabulary
- ISO 2954, Mechanical vibration of rotating and reciprocating machinery — Requirements for instruments for measuring vibration severity
- ISO 13372, Condition monitoring and diagnostics of machines — Vocabulary
3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the terms and definitions given in ISO 1925, ISO 2041, ISO 2954, ISO 13372 and the following apply.
ISO and IEC maintain terminological databases for use in standardization at the following addresses:
3.1
alarm
<spindle condition monitoring> condition where the vibration velocity magnitude [ LTSC (3.6.1) ] indicates increased dynamic load on the bearings and/or vibration acceleration magnitude [ STSC (3.6.2) ] indicates a moderate spindle bearing degradation
3.2
alert
<spindle condition monitoring> condition where a significant change in spindle vibration magnitude [ STSC (3.6.2) or LTSC (3.6.1) ], with respect to normal values, has been detected
3.3
gear-driven spindle
machine tool spindle with one or more power transmitting gear units in the power train
Note 1 to entry: Gear-driven spindles can also incorporate coupling and/or belts in the power train.
3.4
long term
<spindle condition monitoring> time period of longer than six months
Note 1 to entry: Time period can differ for specific spindle types and/or operational conditions.
3.5
short term
<spindle condition monitoring> time period of six months or shorter
Note 1 to entry: Time periods can differ for specific spindle types and/or operational conditions.
3.6
spindle condition
root-mean-square (r.m.s) values for vibration velocity and acceleration of machine tool spindles as defined by specifications
3.6.1
long-term spindle condition
LTSC
parameter indicating the condition of a machine tool spindle in the long term (3.4)
3.6.2
short-term spindle condition
STSC
parameter indicating the condition of a machine tool spindle in the short term (3.6)
3.7
steady-state operating temperature
<spindle condition monitoring> condition where the machine tool spindle has been running for a sufficient time to reach a stable operating temperature
3.8
threshold for shutdown
<spindle condition monitoring> condition where the vibration velocity magnitude [ LTSC (3.6.1) ] indicates severe dynamic load on the bearings and/or vibration acceleration magnitude [ STSC (3.6.2) ] indicate a severe spindle bearing degradation
Bibliography
| [1] | ISO 230-1:2012, Test code for machine tools — 1: Geometric accuracy of machines operating under no-load or quasi-static conditions |
| [2] | ISO 230-2:2014, Test code for machine tools — 2: Determination of accuracy and repeatability of positioning of numerically controlled axes |
| [3] | ISO 230-7:2015, Test code for machine tools — 7: Geometric accuracy of axes of rotation |
| [4] | ISO/TR 230-8:2010, Test code for machine tools — 8: Vibrations |
| [5] | ISO 841, Industrial automation systems and integration — Numerical control of machines — Coordinate system and motion nomenclature |
| [6] | ISO 5348:1998, Mechanical vibration and shock — Mechanical mounting of accelerometers |
| [7] | ISO 5593:1997, Rolling bearings — Vocabulary |
| [8] | ISO 10816-3:2009, Mechanical vibration — Evaluation of machine vibration by measurements on non-rotating parts — 3: Industrial machines with nominal power above 15 kW and nominal speeds between 120 r/min and 15 000 r/min when measured in situ |
| [9] | ISO 13373-1:2002, Condition monitoring and diagnostics of machines — Vibration condition monitoring — 1: General procedures |
| [10] | ISO 13373-2, Condition monitoring and diagnostics of machines — Vibration condition monitoring — 2: Processing, analysis and presentation of vibration data |
| [11] | ISO 20816-1:2016, Mechanical vibration — Measurement and evaluation of machine vibration — 1: General guidelines |
| [12] | ISO 21940-11:2016, Mechanical vibration — Rotor balancing — 11: Procedures and tolerances for rotors with rigid behaviour |
| [13] | ISO/IEC Guide 98-3:2008, Uncertainty of measurement — 3: Guide to the expression of uncertainty in measurement (GUM:1995) |
| [14] | ISO/IEC Guide 98-3:2008/Suppl 1, Propagation of distributions using a Monte Carlo method |
| [15] | ISO/IEC Guide 98-3:2008/Suppl 2, Extension to any number of output quantities |
| [16] | KUMARASWAMY S., RAKESH J., NALAVADE A.K., Standardization of Absolute Vibration Level and Damage Factors for Machinery Health Monitoring, VETOMAC-2, 16-18 December, 2002 |
| [17] | SHREVE D. H., Introduction to vibration technology, IRD Mechanalysis Inc., USA, pp. 1-18, 1994. |
| [18] | IRVINE T., Shock & Vibration Software & Tutorials, vibrationdata.wordpress.com , 2017 |