一种泵组故障的检测方法技术

本发明专利技术公开了一种泵组故障的检测方法，采集泵组的井口流量F、泵组进口的压力P1、泵组出口的压力P2，采集泵组进口法兰的振动V1、泵组出口法兰的振动V2、泵体的振动V3，联轴器的振动V4，电动机轴承的振动V5，电动机壳体的振动V6，泵组机脚的振动V7、V8和V9，采集电动机下轴承的温度T1、电动机上轴承的温度T2、联轴器的温度T3,采集电动机主轴的转速S，该方法不依赖设计经验，因此更方便；布置简单，故障诊断准确；建立专用的泵组设计系统，优化泵组设计，因此设计出的参数更准确。

【技术实现步骤摘要】
一种泵组故障的检测方法
本专利技术属于泵组故障检测
，尤其涉及一种泵组故障的检测方法。
技术介绍
相对于发达国家我国对故障诊断的研究起步较晚，始于上个世纪七十年代末。在某些领域已经初步形成了拥有自身特色的诊断技术，同时也形成了很多的状态监测和故障诊断产品，机械设备的故障诊断系统的研制工作主要集中在高校试验，工程应用中较少。
技术实现思路
为了克服上述现有技术的不足之处，本专利技术提供一种泵组故障的检测方法，布置简单，故障诊断准确；能建立专系统，优化泵组设计，因此设计出的参数更准确。为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种泵组故障的检测方法，包括以下步骤：1、采集泵组的进口流量F、泵组进口的压力P1、泵组出口的压力P2，采集泵组进口法兰的振动V1、泵组出口法兰的振动V2、泵体的振动V3，联轴器的振动V4，电动机轴承的振动V5，电动机壳体的振动V6，泵组机脚的振动V7、V8和V9，采集电动机下轴承的温度T1、电动机上轴承的温度T2、联轴器的温度T3,采集电动机主轴的转速S；2、判断采集的流量、压力、温度、转速指标是否正常，对泵组故障进行初步诊断；3、采用频域分析方法，对各振动传感器Vn(t)进行FFT变换，得到各测点的频域函数Vn(f)，对Vn(t)进行对数变换，得到各测点振动声级LVn；公式(1)中Vn(t)为信号的时域表示，表示第n个测点振动传感器的数值，Vn(f)为信号的频域表示，f为频率。LVn＝20log(Vn(t)/V0)(2)公式(2)中V0＝1μm/s2；4、观察LV1～LV2振动声级，若LV1振动声级明显偏大，则泵组进口法兰刚度较差；若LV2振动声级明显偏大，则泵组出口法兰刚度较差，法兰刚度差需对泵壳体进行重新设计，加强法兰刚度；观察LV3～LV5振动声级，若LV3～LV5振动声级是否某点明显偏大，则LV3～LV5振动声级明显偏大的点为故障点，对故障进行定位；5、筛选V1(f)～V3(f)中峰值，并与下列各频率进行比对，f0＝f/p(3)fn＝2f0(4)fz＝zf0(5)公式(3)中f为电动机的供电频率，p为电动机的极数，公式(4)中f0为泵组的轴频故障特征频率，fn为泵组的倍频特征频率，公式(5)中fz为泵组的整数倍频特征频率。fy＝zf0(6)公式(6)中z为泵组的叶轮特征量，fy为泵组的叶频故障特征频率。公式(7)、(8)中Z为轴承滚珠个数，α为轴承的压力角，d为轴承滚珠直径，Dm为滚珠活动半径，fi为轴承内圈故障特征频率，fo为轴承外圈故障特征频率；1)、若f0、fn处有明显的谐波，则泵组不平衡量严重，需对电机及叶轮重做动平衡，或提高零件的加工精度；2)若fy处有明显的谐波，则叶轮对泵组影响较严重，需检查泵组的水力模型，是否与输入匹配；3)若fz(z≥3)处均有明显的谐波，则存在泵体和电动机的不对中故障，需对泵组进行重新装配和对中校正处理；4)若fi或fo处有明显的谐波，则是轴承处已产生缺陷，fi为轴承内圈缺陷，fo为轴承外圈缺陷，需更换轴承；5)若f0处有明显的谐波，则是动静摩擦故障，需要调节泵组或者电机转子和静止部件之间的间隙；对各特征频率进行比对，从而得出泵组故障。在上述技术方案中，步骤1中在泵组进口布置流量传感器从而采集泵组进口的流量F,在泵组进口和出口分别布置压力传感器从而采集泵组进口压力P1和泵组出口的压力P2，在泵组进口法兰、泵组出口法兰、泵体、联轴器、电动机轴承、电动机壳体和泵组机脚分别布置加速度传感器，从而采集V1-V9，在电动机下轴承、电动机上轴承和联轴器上分别布置温度传感器从而采集T1、T2、T3，在电动机主轴处布置转速传感器从而采集转速S。在上述技术方案中，步骤2中的初步诊断包括：1.根据流量和压力检查泵组是否工作在额定点；2.根据温度检查电动机轴承及轴承润滑是否正常；3.根据转速检查电动机供电是否正常。本专利技术的有益效果是：该诊断方法包括泵组典型传感器布置、泵组性能参数初步判断、泵组振动传感器数据采集与处理、泵组振动故障初步判断、筛选振动特征频率，确定泵组故障类型五步；在第(1)步中，本专利技术根据工程中泵组的典型结构，提出一种测点布置及各特征物理量的测试方法；在第(5)步中根据振动各特征量峰值与特征频率的比较，确定典型的故障类型，使其精度得到了提高；不依赖设计经验，因此更方便；布置简单，故障诊断准确；通过采集到的数据建立专用的泵组设计系统，优化泵组设计，因此设计出的参数更准确。附图说明图1为本专利技术的流程框图。图2为典型泵组的组成及各传感器布置示意图。其中：1.泵体，2.联轴器，3.电动机下轴承，4.电动机，5.电动机主轴，6.电动机上轴承，7.泵组隔振器，8.泵组机脚，9.泵体出口法兰，10.泵体进口法兰。具体实施方式下面结合附图及具体实施例对本专利技术作进一步说明。如图1所示的一种泵组故障的检测方法，包括以下步骤：1、采集泵组的井口流量F、泵组进口的压力P1、泵组出口的压力P2，采集泵组进口法兰的振动V1、泵组出口法兰的振动V2、泵体的振动V3，联轴器的振动V4，电动机轴承的振动V5，电动机壳体的振动V6，泵组机脚的振动V7、V8和V9，采集电动机下轴承的温度T1、电动机上轴承的温度T2、联轴器的温度T3,采集电动机主轴的转速S；2、判断采集的流量、压力、温度、转速指标是否正常，对泵组故障进行初步诊断；3、采用频域分析方法，对各振动传感器Vn(t)进行FFT变换，得到各测点的频域函数Vn(f)，对Vn(t)进行对数变换，得到各测点振动声级LVn；公式(1)中Vn(t)为信号的时域表示，表示第n个测点振动传感器的数值，Vn(f)为信号的频域表示，f为频率。LVn＝20log(Vn(t)/V0)(2)公式(2)中V0＝1μm/s2；4、观察LV1～LV2振动声级，若LV1振动声级明显偏大，则泵组进口法兰刚度较差；若LV2振动声级明显偏大，则泵组出口法兰刚度较差，法兰刚度差需对泵壳体进行重新设计，加强法兰刚度；观察LV3～LV5振动声级，若LV3～LV5振动声级是否某点明显偏大，则LV3～LV5振动声级明显偏大的点为故障点，对故障进行定位；5、筛选V1(f)～V3(f)中峰值，并与下列各频率进行比对，f0＝f/p(3)fn＝2f0(4)fz＝zf0(5)公式(3)中f为电动机的供电频率，p为电动机的极数，公式(4)中f0为泵组的轴频故障特征频率，fn为泵组的倍频特征频率，公式(5)中fz为泵组的整数倍频特征频率。fy＝zf0(6)公式(6)中z为泵组的叶轮特征量，fy为泵组的叶频故障特征频率。公式(7)、(8)中Z为轴承滚珠个数，α为轴承的压力角，d为轴承滚珠直径，Dm为滚珠活动半径，fi为轴承内圈故障特征频率，fo为轴承外圈故障特征频率；6)、若f0、fn处有明显的谐波，则泵组不平衡量严重，需对电机及叶轮重做动平衡，或提高零件的加工精度；7)若fy处有明显的谐波，则叶轮对泵组影响较严重，需检查泵组的水力模型，是否与输入匹配；8)若fz(z≥3)处均有明显的谐波，则存在泵体和电动机的不对中故障，需对泵组进行重新装配和对中校正处理；9)若fi或fo处有明显的谐波，则是轴承处已产生缺陷，fi为轴承内圈缺陷，fo为轴承外圈缺陷，需更换轴承；10)若f0处有明本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种泵组故障的检测方法，其特征是：包括以下步骤：1、采集泵组的井口流量F、泵组进口的压力P1、泵组出口的压力P2，采集泵组进口法兰的振动V1、泵组出口法兰的振动V2、泵体的振动V3，联轴器的振动V4，电动机轴承的振动V5，电动机壳体的振动V6，泵组机脚的振动V7、V8和V9，采集电动机下轴承的温度T1、电动机上轴承的温度T2、联轴器的温度T3,采集电动机主轴的转速S；2、判断采集的流量、压力、温度、转速指标是否正常，对泵组故障进行初步诊断；3、采用频域分析方法，对各振动传感器Vn(t)进行FFT变换，得到各测点的频域函数Vn(f)，对Vn(t)进行对数变换，得到各测点振动声级LVn；

【技术特征摘要】
1.一种泵组故障的检测方法，其特征是：包括以下步骤：1、采集泵组的井口流量F、泵组进口的压力P1、泵组出口的压力P2，采集泵组进口法兰的振动V1、泵组出口法兰的振动V2、泵体的振动V3，联轴器的振动V4，电动机轴承的振动V5，电动机壳体的振动V6，泵组机脚的振动V7、V8和V9，采集电动机下轴承的温度T1、电动机上轴承的温度T2、联轴器的温度T3,采集电动机主轴的转速S；2、判断采集的流量、压力、温度、转速指标是否正常，对泵组故障进行初步诊断；3、采用频域分析方法，对各振动传感器Vn(t)进行FFT变换，得到各测点的频域函数Vn(f)，对Vn(t)进行对数变换，得到各测点振动声级LVn；公式(1)中Vn(t)为信号的时域表示，表示第n个测点振动传感器的数值，Vn(f)为信号的频域表示，f为频率。LVn＝20log(Vn(t)/V0)(2)公式(2)中V0＝1μm/s2；4、观察LV1～LV2振动声级，若LV1振动声级明显偏大，则泵组进口法兰刚度较差；若LV2振动声级明显偏大，则泵组出口法兰刚度较差，法兰刚度差需对泵壳体进行重新设计，加强法兰刚度；观察LV3～LV5振动声级，若LV3～LV5振动声级是否某点明显偏大，则LV3～LV5振动声级明显偏大的点为故障点，对故障进行定位；5、筛选V1(f)～V3(f)中峰值，并与下列各频率进行比对，f0＝f/p(3)fn＝2f0(4)fz＝zf0(5)公式(3)中f为电动机的供电频率，p为电动机的极数，公式(4)中f0为泵组的轴频故障特征频率，fn为泵组的倍频特征频率，公式(5)中fz为泵组的整数倍频特征频率。fy＝zf0(6)...

【专利技术属性】
技术研发人员：李斌，郭嵩，谢江辉，蔡标华，张德满，尚进，李伟，白亚鹤，唐昉，石兆存，
申请(专利权)人：中国船舶重工集团公司第七一九研究所，
类型：发明
国别省市：湖北,42