【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及石油设备诊断，具体涉及一种使用振动信号和温度信号判断泵故障的方法、系统、设备。
技术介绍
1、齿轮和滚动轴承作为泥浆泵动力端重要的动力传输和结构支撑部件，对于泥浆泵的正常运行起着至关重要的作用，乃至影响到整套钻井机械的油气开采工作。按照一个井场配置两台五缸泵计算，便是四对啮合齿轮以及十二个滚动滚动轴承。由于在井队现场泥浆泵往往会24小时不间断工作，因此对齿轮和滚动轴承的结构可靠性有着极大的考验。齿轮滚动轴承工作环境复杂，且其失效形式多样，尤其是在失效初期，单一的经验判断很难发现故障的产生。首先，齿轮的失效形式有齿面点蚀、齿面磨损、轮齿折断、齿面胶合和齿面塑性变形等。无论是何种失效形式，最终都会导致齿轮运行过程中产生振动，即便是在失效初期，也已经产生了人们肉眼难以确定但却真实存在的振动现象；其次，滚动轴承的失效形式有疲劳剥落、磨损、塑性变形及烧伤等，滚动轴承在工作中始终处于相对滑动的状态，细微结构的破坏一会导致极大的温升效果。齿轮和滚动轴承的损坏情况工人们往往只会在五年一次的泥浆泵大修进行检验，因此通常情况下很难及时发现故障的产生，这不仅导致齿轮、滚动轴承的进一步损伤，也会影响其它零部件的使用寿命。因此，研发一种可靠的动力端故障诊断系统对于保障泥浆泵的正常运行是十分有必要的。
技术实现思路
1、本专利技术提供一种使用振动信号和温度信号判断泵故障的方法、系统、设备，以解决上述问题。
2、本专利技术通过下述技术方案实现：
3、一种使用振动信号和温度信
4、s1、分别通过增量式旋转编码器、非接触振动传感器和温度传感器获取设置在同一个曲轴上的曲轴编码周期信号、固定在该曲轴上的第二齿轮与所述第二齿轮进行啮合传动的第一齿轮之间的齿轮啮合处的振动信号以及套装在所述曲轴外侧的滚动轴承外圈的温度信号；
5、s2、按照采集时间根据所述曲轴编码周期信号和振动信号建立振动波形，同时按照采集时间根据所述曲轴编码周期信号和温度信号建立温度波形；并将泥浆泵正常运行时的所述振动波形视为第一振动波形，将在进行泥浆泵检测时的所述振动波形视为第二振动波形；同时，将泥浆泵正常运行时的所述温度波形视为第一温度波形，将在进行泥浆泵检测时的所述温度波形视为第二温度波形；
6、s3、将对应同一个齿轮啮合处的所述第一振动波形、第二振动波形以及对应同一个滚动轴承外圈的第一温度波形、第二温度波形输入至神经网络对比分析器中，判断所述第一振动波形和第二振动波形之间的第一差值是否超出振动阈值，若是，则判定超过振动阈值的时间点所对应的所述第一齿轮和第二齿轮啮合处的齿出现故障；同时，判定所述第二温度波形的纵轴高度是否高于第一温度波形的纵轴高度，若是，则判定该温度传感器所对应的滚动轴承外圈出现故障。
7、作为优化，一个所述曲轴的两端分别设置有一个所述第二齿轮，所述第一齿轮设置有两个，两个所述第一齿轮分别对应与两个所述第二齿轮啮合，所述非接触振动传感器设置有两个，两个所述非接触振动传感器分别用于获取两个所述第一齿轮和所述第二齿轮之间的齿轮啮合处的振动信号。
8、作为优化，两个所述齿轮啮合处的振动信号分别与所述曲轴编码周期信号建立振动波形。
9、作为优化，所述非接触振动传感器固定设置在齿轮箱盖的内侧且正对所述齿轮啮合处。
10、作为优化，所述非接触振动传感器与所述齿轮啮合处之间的最短距离范围为2-3mm。
11、作为优化，一个所述曲轴上固定套设有多个滚动轴承，多个所述滚动轴承的外圈外侧分别对应固定设置一个温度传感器，每个温度传感器分别获取对应所述滚动轴承的外圈的温度信号。
12、作为优化，多个所述温度信号分别与所述曲轴编码周期信号建立温度波形。
13、作为优化，所述温度传感器通过固定件安装在齿轮箱体内侧，且所述温度传感器紧贴所述滚动轴承外圈设置。
14、本专利技术还公开了一种使用振动信号和温度信号判断泵故障的系统，用于实施前述的一种使用振动信号和温度信号判断泵故障的方法，包括：
15、采集模块，用于分别通过增量式旋转编码器、非接触振动传感器和温度传感器获取设置在同一个曲轴上的曲轴编码周期信号、固定在该曲轴上的第二齿轮与所述第二齿轮进行啮合传动的第一齿轮之间的齿轮啮合处的振动信号以及套装在所述曲轴外侧的滚动轴承外圈的温度信号；
16、波形建立模块，用于按照采集时间根据所述曲轴编码周期信号和振动信号建立振动波形，同时按照采集时间根据所述曲轴编码周期信号和温度信号建立温度波形；并将泥浆泵正常运行时的所述振动波形视为第一振动波形，将在进行泥浆泵检测时的所述振动波形视为第二振动波形；同时，将泥浆泵正常运行时的所述温度波形视为第一温度波形，将在进行泥浆泵检测时的所述温度波形视为第二温度波形；
17、判断模块，用于将对应同一个齿轮啮合处的所述第一振动波形、第二振动波形以及对应同一个滚动轴承外圈的第一温度波形、第二温度波形输入至神经网络对比分析器中，判断所述第一振动波形和第二振动波形之间的第一差值是否超出振动阈值，若是，则判定超过振动阈值的时间点所对应的所述第一齿轮和第二齿轮啮合处的齿出现故障；同时，判定所述第二温度波形的纵轴高度是否高于第一温度波形的纵轴高度，若是，则判定该温度传感器所对应的滚动轴承外圈出现故障。
18、本专利技术还公开了一种电子设备，包括至少一个处理器，以及与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行如前述的使用振动信号和温度信号判断泵故障的方法。
19、本专利技术与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：
20、本专利技术可以提取各工作状态下齿轮和滚动轴承的波形曲线，将实际波形与正常波形进行对比，分析波形差异，从而可以实时得知齿轮和滚动轴承的工作状态，进而判断齿轮和滚动轴承的故障状态。
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1.一种使用振动信号和温度信号判断泵故障的方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种使用振动信号和温度信号判断泵故障的方法，其特征在于，一个所述曲轴的两端分别设置有一个所述第二齿轮，所述第一齿轮设置有两个，两个所述第一齿轮分别对应与两个所述第二齿轮啮合，所述非接触振动传感器设置有两个，两个所述非接触振动传感器分别用于获取两个所述第一齿轮和所述第二齿轮之间的齿轮啮合处的振动信号。
3.根据权利要求2所述的一种使用振动信号和温度信号判断泵故障的方法，其特征在于，两个所述齿轮啮合处的振动信号分别与所述曲轴编码周期信号建立振动波形。
4.根据权利要求2所述的一种使用振动信号和温度信号判断泵故障的方法，其特征在于，所述非接触振动传感器固定设置在齿轮箱盖的内侧且正对所述齿轮啮合处。
5.根据权利要求4所述的一种使用振动信号和温度信号判断泵故障的方法，其特征在于，所述非接触振动传感器与所述齿轮啮合处之间的最短距离范围为2-3mm。
6.根据权利要求1所述的一种使用振动信号和温度信号判断泵故障的方法，其特征在于，一个
7.根据权利要求6所述的一种使用振动信号和温度信号判断泵故障的方法，其特征在于，多个所述温度信号分别与所述曲轴编码周期信号建立温度波形。
8.根据权利要求7所述的一种使用振动信号和温度信号判断泵故障的方法，其特征在于，所述温度传感器通过固定件安装在齿轮箱体内侧，且所述温度传感器紧贴所述滚动轴承外圈设置。
9.一种使用振动信号和温度信号判断泵故障的系统，用于实施权利要求1-8任一所述的一种使用振动信号和温度信号判断泵故障的方法，其特征在于，包括：
10.一种电子设备，其特征在于，包括至少一个处理器，以及与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行如权利要求1至8中任一所述的使用振动信号和温度信号判断泵故障的方法。
...【技术特征摘要】
1.一种使用振动信号和温度信号判断泵故障的方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种使用振动信号和温度信号判断泵故障的方法，其特征在于，一个所述曲轴的两端分别设置有一个所述第二齿轮，所述第一齿轮设置有两个，两个所述第一齿轮分别对应与两个所述第二齿轮啮合，所述非接触振动传感器设置有两个，两个所述非接触振动传感器分别用于获取两个所述第一齿轮和所述第二齿轮之间的齿轮啮合处的振动信号。
3.根据权利要求2所述的一种使用振动信号和温度信号判断泵故障的方法，其特征在于，两个所述齿轮啮合处的振动信号分别与所述曲轴编码周期信号建立振动波形。
4.根据权利要求2所述的一种使用振动信号和温度信号判断泵故障的方法，其特征在于，所述非接触振动传感器固定设置在齿轮箱盖的内侧且正对所述齿轮啮合处。
5.根据权利要求4所述的一种使用振动信号和温度信号判断泵故障的方法，其特征在于，所述非接触振动传感器与所述齿轮啮合处之间的最短距离范围为2-3mm。
6.根据权利要求1所述的一种使用振动信号和温度信号判...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘昭文，唐爱民，郭士民，王冬毅，唐明鹏，
申请(专利权)人：四川宏华石油设备有限公司，
类型：发明
国别省市：
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