多级离心泵动力学分析与故障诊断研究

发布时间：2017-05-04 16:07

  本文关键词：多级离心泵动力学分析与故障诊断研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：某新研的多级离心泵振动过大，为了判断是设计问题还是加工制造问题，本文对机组的力源、传递途径和响应进行了详细分析。经对轴系动力学和整机动力学分析后，排除了机组轴系和机体与激励共振因素。基于频谱分析技术，发现了隔振器安装存在一定问题。另一方面，采用力源识别方法，进一步诊断出为叶轮存在碰磨故障。经拆检，发现为叶轮加工与图纸不符造成的故障。论文的主要工作: 首先，论文基于有限元法，对泵组的转子-轴承系统进行了回旋振动计算，得到了回旋振动的前三次共振转速、正回旋、逆回旋的转动情况，并据此判断泵在运行过程中是否会达到共振。 其次，通过经验公式，预估泵内流体纵向激励，，将纵向激励加到叶轮处，并基于集总参数法计算分析了泵转子轴向各个节点的纵向振动位移及轴段间的应力分布，从而判断泵轴是否存在设计缺陷。 再次，论文建立了有限元模型，并将流体激励产生的载荷施加到简化模型上，通过理论计算得到了泵组的机脚响应，该响应与设计值基本相符，不存在振动过大问题。至此，基本排除了泵机组存在设计故障的可能性。 随后，论文根据实测数据，对故障离心泵进行了故障诊断，通过优化隔振器的安装，消除了由于隔振器安装不平稳造成的各机脚振动差异，初步降低了泵组的振动。针对机脚振动依然过大这一现状，论文进行了深入的故障机理分析，通过对轴承故障频率的计算，排除了轴承故障的可能性。接下来，采用载荷识别技术，求出泵组的激振力，结合样机泵组的激励特征，将该泵组故障定位于一级叶轮发生故障，从而引发较大的流体激励。 最后，通过对泵组进行拆检，发现确实为一级叶轮出现了问题，验证了故障诊断的结论并初步归纳出一套可行的离心泵组故障诊断流程与方法。
【关键词】：离心泵 故障诊断 载荷识别
【学位授予单位】：哈尔滨工程大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TH311;TH165.3
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第1章 绪论10-17
• 1.1 课题研究背景和意义10-11
• 1.2 离心泵故障类型及其特征11-12
• 1.3 离心泵故障的维修诊断模式12
• 1.4 离心泵故障诊断的国内外现状12-14
• 1.5 离心泵故障诊断方法14-15
• 1.6 本文的主要工作15-17
• 第2章 离心泵轴系的回旋振动分析17-30
• 2.1 引言17-18
• 2.2 回旋振动计算方法18-22
• 2.2.1 刚度圆盘18-19
• 2.2.2 弹性轴段19-20
• 2.2.3 弹性轴承20-22
• 2.3 离心泵转子轴系回旋振动分析22-29
• 2.3.1 离心泵转子轴系有限元模型22-23
• 2.3.2 计算模型参数23-25
• 2.3.3 计算结果25-29
• 2.4 本章小结29-30
• 第3章 离心泵轴系的纵向振动分析30-38
• 3.1 纵向激励的预估30-32
• 3.1.1 振源分析30-31
• 3.1.2 流体力估算31-32
• 3.2 多级离心泵组垂向动力学建模32-37
• 3.2.1 纵振计算模型32-34
• 3.2.2 纵振模型参数34-35
• 3.2.3 纵振自由振动计算35
• 3.2.4 纵振强迫振动计算35-37
• 3.3 本章小结37-38
• 第4章 离心泵机组响应预测38-46
• 4.1 泵系统模态分析38-44
• 4.1.1 泵系统建模38-40
• 4.1.2 泵系统的模态计算40-44
• 4.2 振动响应预测44
• 4.3 本章小结44-46
• 第5章 故障状态的激励分析46-60
• 5.1 测试结果分析46-52
• 5.1.1 初始故障下的测试结果46-48
• 5.1.2 调整后测试结果48-49
• 5.1.3 轴承故障频率分析49-52
• 5.2 载荷识别52-57
• 5.2.1 载荷识别的基本原理52-53
• 5.2.2 激励点及加速度响应点的选取53-54
• 5.2.3 载荷识别结果分析54-57
• 5.3 故障维修57-58
• 5.4 本章小结58-60
• 结论60-63
• 参考文献63-68
• 致谢68

【参考文献】

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本文编号：345373