化工企业离心泵组振动测试和故障诊断
发布时间：2021-02-21 18:49
离心泵在化工生产中具有重要的作用,因此在许多企业和工厂的生产过程中得到了日益普遍的应用。然而,在化工企业中,大多离心泵是在比较恶劣的环境中运作,所以离心泵的零部件在运行时常常损坏,致使离心泵发生故障。离心泵故障时会引起离心泵的剧烈振动,剧烈的振动又会使离心泵的零部件加剧损毁,形成了恶性循环。离心泵故障直接影响离心泵的运行,造成了国民经济的巨大损失。因此需要对离心泵机组的运行状态进行振动测试,以求能够及时的发现故障并对其进行维修诊断,确保离心泵能正常运转。但离心泵运行时的振动测试与故障诊断技术仍有许多关键问题没有解决,这一技术没有广泛应用。目前,对化工企业离心泵组的故障诊断中,针对振动测试的装置比较少。因此,有必要研制用于化工企业离心泵组故障诊断的振动测试装置。本论文研究的主要目的是完成化工企业离心泵组的振动测试和故障诊断。通过查找大量关于化工方面离心泵振动测试和离心泵故障诊断的文献,并且做了理论分析,用虚拟仪器技术作为开发平台,借助压电技术和计算机辅助测试技术实现了化工企业离心泵振动测试系统的硬件设计。利用Lab VIEW软件编制了离心泵振动测试系统软件,并进行了振动测试实验。总结起来...
【文章来源】：淮阴工学院江苏省
【文章页数】：55 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
本文主要研究内容Fig.1.1Themainresearchcontentofthispaper
8吴迪化工企业离心泵组振动测试和故障诊断图2.1测点布置示意图Fig.2.1Schematicdiagramofmeasuringpointarrangement2.2离心泵振动特征化工企业离心泵的故障有很多，常见的故障有：离心泵转子不平衡、泵轴不对中、泵轴弯曲裂纹、叶轮转速不稳定、离心泵外壳破碎、离心泵机组存在共振现象等。其中大部分故障是由于转子不平衡与不对中引起的。单一的力不平衡型问题的特点:基频占主导，相位稳定；通常水平方向的振动幅值大于垂直方向的幅值，但通常不超过两倍。而转子不对中又分为：安装角度不对中、泵体平行不对中、泵轴不对中等。其中泵轴不对中在突出轴频振动的同时，还伴有较高的二倍频和三倍频等倍频振动，振动以轴向为主。因此在对离心泵进行振动频谱分析时要结合其典型故障及特征频率，从中识别出故障类型[18]。识别振动源的方法有多种，从测得的数据参数来讲，有振动频谱、相位谱、时域波形等；从振动信号处理方法来讲，有时域分析方法、频谱分析方法、数字滤波分析方法、细化谱分析方法、阶比谱和复合功率谱等等。其中时域分析方法和频谱分析方法是最简单的方法。因为，离心泵不同运动部件的振动产生的特征频率不一样，可以根据振动频谱识别离心泵的振动源[19]。离心泵的振动频率特性见表2.1。表2.1离心泵的振动频率特性Table2.1Frequencycharacteristicsofcentrifugalpump振动原因振动频率特性转子不平衡1阶、2阶(转速/s×i阶)特征频率(又称离散频率)，叶片数×转速/s×i阶的特征频率轴不对中2阶特征频率明显，1阶、i阶高次特征频率轴承松动转速/s×轴承数×i阶特征频率，高频连续谱水动力脉动中频连续谱转动件与固定件之间的摩擦中频连续谱电机的电磁振动与槽数、转速(转速/s×槽数)有关的高频谐波电刷与滑环、电刷与换向器之?
10吴迪化工企业离心泵组振动测试和故障诊断NTrmsnxNtxTx0202)(1)(1或（2-8）信号的均值反映振动信号中的静态部分，均方根值反映信号的强度，方差反映振动信号的波动分量。在稳态振动的情况下，均方根值是最简单的判断依据[22-25]。（2）信号的频域分析对于一个非周期的连续时间信号的χ(t)傅里叶变换得到连续频谱Χ(f)，其关系式为：dtetxfXftj2)()(（2-9）其逆变换为：tdtefXxftj2)()(（2-10）2.4测试流程本次测试的使用的仪器有：压电悬臂梁、电压转换装置、数据采集器、数据分析软件、计算机，离心泵振动测试系统组成框图如图2.2所示，测试离心泵振动采用压电悬臂梁，测得的离心泵振动信号经A/D转换器，输送到数据采集器，再由LabVIEW软件开发平台编写的专门软件进行数据处理、显示和存储等。离心泵振动测试工作基本流程图如图2.3所示[26]。图2.2测试系统组成框图Fig.2.2Blockdiagramoftestsystem图2.3振动测试工作基本流程图Fig.2.3BasicFlowchartofVibrationTestWork
【参考文献】：
期刊论文
[1]浅谈化工企业用离心泵常见故障及检修维护措施[J]. 押建红. 科学技术创新. 2018(12)
[2]离心泵故障及其诊断方法研究[J]. 赵先甲. 石化技术. 2017(08)
[3]基于改进倍频带特征的离心泵空化状态识别[J]. 贺国,曹玉良,明廷锋,苏永生. 哈尔滨工程大学学报. 2017(08)
[4]斜盘式轴向柱塞泵后壳体机械振动传递路径研究[J]. 权凌霄,刘嵩,焦宗夏,刘建伟,张琦玮. 振动工程学报. 2017(04)
[5]离心泵内空泡演化与其对振动的影响[J]. 叶阳辉,朱相源,孙光普,李国君. 农业机械学报. 2017(06)
[6]离心泵故障机理分析与诊断方法研究[J]. 佟延文. 水泵技术. 2017(01)
[7]基于RFID技术的水泵集群监测系统设计与实现[J]. 薛晨洋. 科技视界. 2014(23)
[8]国内外泵测试技术的研究现状与发展趋势[J]. 马良,魏志明,马天石,刘辉,刘青. 机电产品开发与创新. 2012(03)
[9]压电材料的制备应用及其研究现状[J]. 何超,陈文革. 功能材料. 2010(S1)
[10]LabVIEW数据处理中3σ准则的应用[J]. 覃欣,熊娟. 中国测试. 2009(05)
博士论文
[1]轴向运动梁动力学及控制研究[D]. 王亮.南京航空航天大学 2012
[2]融合叶尖定时信号的旋转机械转子故障诊断技术研究[D]. 李孟麟.天津大学 2011
硕士论文
[1]离心泵振动特性分析及典型故障诊断研究[D]. 才鑫馨.哈尔滨工程大学 2018
[2]二维颤振冷挤压振动台的系统设计与特性分析[D]. 林元雨.浙江工业大学 2017
[3]典型故障状态下船用离心泵运行特性研究[D]. 张景.江苏大学 2017
[4]基于压电效应的振动能量采集电路研究[D]. 孙皓文.石河子大学 2017
[5]叶片水力非对称性低比速离心泵特性研究[D]. 刘冰.江苏大学 2016
[6]潜油电泵机组振动测试装置研制[D]. 赖月凯.东北石油大学 2016
[7]离心泵机组状态监测及优化运行的研究[D]. 彭岩.华东理工大学 2015
[8]基于信号处理的电气化铁路弓网接触压力分析[D]. 张晓晓.西南交通大学 2013
[9]离心泵振动特性有限元分析及试验研究[D]. 陈程.武汉理工大学 2012
[10]基于神经网络的旋转机械振动故障诊断的研究[D]. 杨玉婧.华北电力大学 2012
本文编号：3044766
【文章来源】：淮阴工学院江苏省
【文章页数】：55 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
本文主要研究内容Fig.1.1Themainresearchcontentofthispaper
8吴迪化工企业离心泵组振动测试和故障诊断图2.1测点布置示意图Fig.2.1Schematicdiagramofmeasuringpointarrangement2.2离心泵振动特征化工企业离心泵的故障有很多，常见的故障有：离心泵转子不平衡、泵轴不对中、泵轴弯曲裂纹、叶轮转速不稳定、离心泵外壳破碎、离心泵机组存在共振现象等。其中大部分故障是由于转子不平衡与不对中引起的。单一的力不平衡型问题的特点:基频占主导，相位稳定；通常水平方向的振动幅值大于垂直方向的幅值，但通常不超过两倍。而转子不对中又分为：安装角度不对中、泵体平行不对中、泵轴不对中等。其中泵轴不对中在突出轴频振动的同时，还伴有较高的二倍频和三倍频等倍频振动，振动以轴向为主。因此在对离心泵进行振动频谱分析时要结合其典型故障及特征频率，从中识别出故障类型[18]。识别振动源的方法有多种，从测得的数据参数来讲，有振动频谱、相位谱、时域波形等；从振动信号处理方法来讲，有时域分析方法、频谱分析方法、数字滤波分析方法、细化谱分析方法、阶比谱和复合功率谱等等。其中时域分析方法和频谱分析方法是最简单的方法。因为，离心泵不同运动部件的振动产生的特征频率不一样，可以根据振动频谱识别离心泵的振动源[19]。离心泵的振动频率特性见表2.1。表2.1离心泵的振动频率特性Table2.1Frequencycharacteristicsofcentrifugalpump振动原因振动频率特性转子不平衡1阶、2阶(转速/s×i阶)特征频率(又称离散频率)，叶片数×转速/s×i阶的特征频率轴不对中2阶特征频率明显，1阶、i阶高次特征频率轴承松动转速/s×轴承数×i阶特征频率，高频连续谱水动力脉动中频连续谱转动件与固定件之间的摩擦中频连续谱电机的电磁振动与槽数、转速(转速/s×槽数)有关的高频谐波电刷与滑环、电刷与换向器之?
10吴迪化工企业离心泵组振动测试和故障诊断NTrmsnxNtxTx0202)(1)(1或（2-8）信号的均值反映振动信号中的静态部分，均方根值反映信号的强度，方差反映振动信号的波动分量。在稳态振动的情况下，均方根值是最简单的判断依据[22-25]。（2）信号的频域分析对于一个非周期的连续时间信号的χ(t)傅里叶变换得到连续频谱Χ(f)，其关系式为：dtetxfXftj2)()(（2-9）其逆变换为：tdtefXxftj2)()(（2-10）2.4测试流程本次测试的使用的仪器有：压电悬臂梁、电压转换装置、数据采集器、数据分析软件、计算机，离心泵振动测试系统组成框图如图2.2所示，测试离心泵振动采用压电悬臂梁，测得的离心泵振动信号经A/D转换器，输送到数据采集器，再由LabVIEW软件开发平台编写的专门软件进行数据处理、显示和存储等。离心泵振动测试工作基本流程图如图2.3所示[26]。图2.2测试系统组成框图Fig.2.2Blockdiagramoftestsystem图2.3振动测试工作基本流程图Fig.2.3BasicFlowchartofVibrationTestWork
【参考文献】：
期刊论文
[1]浅谈化工企业用离心泵常见故障及检修维护措施[J]. 押建红. 科学技术创新. 2018(12)
[2]离心泵故障及其诊断方法研究[J]. 赵先甲. 石化技术. 2017(08)
[3]基于改进倍频带特征的离心泵空化状态识别[J]. 贺国,曹玉良,明廷锋,苏永生. 哈尔滨工程大学学报. 2017(08)
[4]斜盘式轴向柱塞泵后壳体机械振动传递路径研究[J]. 权凌霄,刘嵩,焦宗夏,刘建伟,张琦玮. 振动工程学报. 2017(04)
[5]离心泵内空泡演化与其对振动的影响[J]. 叶阳辉,朱相源,孙光普,李国君. 农业机械学报. 2017(06)
[6]离心泵故障机理分析与诊断方法研究[J]. 佟延文. 水泵技术. 2017(01)
[7]基于RFID技术的水泵集群监测系统设计与实现[J]. 薛晨洋. 科技视界. 2014(23)
[8]国内外泵测试技术的研究现状与发展趋势[J]. 马良,魏志明,马天石,刘辉,刘青. 机电产品开发与创新. 2012(03)
[9]压电材料的制备应用及其研究现状[J]. 何超,陈文革. 功能材料. 2010(S1)
[10]LabVIEW数据处理中3σ准则的应用[J]. 覃欣,熊娟. 中国测试. 2009(05)
博士论文
[1]轴向运动梁动力学及控制研究[D]. 王亮.南京航空航天大学 2012
[2]融合叶尖定时信号的旋转机械转子故障诊断技术研究[D]. 李孟麟.天津大学 2011
硕士论文
[1]离心泵振动特性分析及典型故障诊断研究[D]. 才鑫馨.哈尔滨工程大学 2018
[2]二维颤振冷挤压振动台的系统设计与特性分析[D]. 林元雨.浙江工业大学 2017
[3]典型故障状态下船用离心泵运行特性研究[D]. 张景.江苏大学 2017
[4]基于压电效应的振动能量采集电路研究[D]. 孙皓文.石河子大学 2017
[5]叶片水力非对称性低比速离心泵特性研究[D]. 刘冰.江苏大学 2016
[6]潜油电泵机组振动测试装置研制[D]. 赖月凯.东北石油大学 2016
[7]离心泵机组状态监测及优化运行的研究[D]. 彭岩.华东理工大学 2015
[8]基于信号处理的电气化铁路弓网接触压力分析[D]. 张晓晓.西南交通大学 2013
[9]离心泵振动特性有限元分析及试验研究[D]. 陈程.武汉理工大学 2012
[10]基于神经网络的旋转机械振动故障诊断的研究[D]. 杨玉婧.华北电力大学 2012
本文编号：3044766
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