注水泵故障诊断系统研制项目总结

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1、注水泵故障诊断系统研制1诊断系统研究的目的和意义注水泵机组是油［□注水系统的主要设备，是保证顺利完成注水任务的关键。目前，国内对注水泵机组进行故障诊断尚处于起步阶段，多数泵站无监测设备，以至电机及泵轴损坏，轴承过热烧损和泵体振动过大等事故时有发生，严重影响正常牛产。因此，作好注水泵的故障诊断工作，具有重大的意义。我厂目前有5个注水泵站，13套泵机组。现行的维修保养执行的是定期保养、大修制度。这种保养体制存在着很大的弊端，可能造成过度维修，也可能造成维修不足。开发诊断系统的目的就是实时地诊断出部件的故障类别、故障部位和故障程度，进行针对性维修。

2、釆用“视情维修”，将取得极为显著的经济效益，具体表现在：(1)降低事故率可早期发现注水泵的故障征兆，即时采取措施防止故障程度扩大，避免突发性意外事故的发生，保证注水泵机组的安全运行。(2)延长大修周期按照注水泵的实际状态延长大修周期，延长使用寿命，减少不必要的维修量。既节约维修费用，又提高了设备利用率。(3)避免二次损坏避免注水泵的过分维修，消除续发性损坏及人为隐患等不必要的失误。(4)减少零部件浪费釆用预测技术可将注水泵的维修工作提前做好准备，进行针对性维修，避免盲目更换零部件，节约维修费用，同时减少维修时间。另外，减少恶性事故中的人员伤亡

3、和提高设备维修管理水平还体现其巨大的社会效.、化jGilo2故障诊断系统的组成及特点注水泵故障诊断系统由硬件系统和软件系统组成。硬件系统的主要功能是数据采集与储存；软件系统的主要功能是数据处理与分析，故障预测。2・1硬件系统⑴总体结构硬件系统由传感器、诊断仪主机和笔记本计算机组成,如图1所示。传感器诊断仪主机（数据采集器）计算机（分析系统）图1硬件系统总体结构（2）硬件系统的规格型号硬件系统的规格型号见表1所示。表1硬件系统的规格型号名称型号规格出厂厂家诊断仪主机（数据采集器）EDES-3330K,16通道石油大学压力传感器JYK-30.05

4、_25Mpa航天部Y1所振动传感器YD-70-20KHZ航天部Y2所温度传感器AD590o-ioo°c中科院转速传感器GD-13mms无线电二厂诊断仪主机的主要性能指标：a主频330K,12Bit精度。b16通道：3通道振动、4通道压力、4通道温度、2通道转速、3通道直通。c缓存：512K,通讯速率300K/Sod放大倍数：程控放大，1—1000倍。c转速测试范围：1—9000RPMo(3)硬件系统的特点硬件系统的主要特点是：精度高、稳定性好、安装使用方便。2.2软件系统软件系统由以下几部分组成：(1)数据采集系统对注水泵的振动、温度、压力等

5、数据进行釆集、存储。(2)信号分析与处理系统主要有时域、频域、倒频域、相关分析等数十种信号分析与处理的方法，可以对注水泵的振动、温度、压力等数据进行处理、分析。(3)注水泵故障特征库包含了注水泵的转子不平衡、不对中、轴弯曲、松动、轴承工作异常等常见故障及其主要特征。(4)自动分析与处理系统对数据进行自动处理、分析，并自动与注水泵故障特征库进行比较，诊断出可能的故障。3注水泵常见故障形式及其频谱特征3.1注水泵的常见故障形式注水泵的常见故障形式有：不平衡、不对中、机械松动、轴裂纹、油膜涡动和油膜振荡。3・2频谱分析的主要原理设备运转时，每个部件

6、都以一系列频率进行振动，而任何故障形式都与一个或多个频率对应，这些频率称为特征频率。在某一特征频率下的振动能量称为频率幅值。当频率幅值发生变化时，就表明相应的故障也在发展。通过对“特征频率”及“频率幅值”的分析，就可准确地判断出故障发生的部位及严重程度。图2为2000.11.28测试的XI泵站1#泵泵端轴承座的振动频谱图，由图可见：第一个特征频率为2980/60二49.7H乙即轴的转频，频率幅值为0.056。第二个特征频率为348H乙它是7片叶轮的振动在轴上的叠加(49.7X7=347.7HZ),称为啮频,频率幅值为1.011O频谱图分析主要

7、有以下三种方法：⑴自身对比，即倍频与基频幅值的比较；(2)纵向对比，即同一台泵同一部位先后同一•部位的频谱对比。图2振动频谱图几次的谱图对比；(3)横向对比，即与工况相似泵的3.3注水泵常见故障的产生原因及频谱特征3・3・1转子不平衡(1)产生原因转子质量中心和旋转中心之间的物理差异；由电磁力或温度梯度使转子产生的运动或漂移，如不均匀受热所引起转子弯曲而产牛的不平衡。(2)频谱图特征特征频率为轴的转频式中:n一转子的转速,r/min。当转子有不平衡存在时，在频谱图上，转频处的幅值会较正常值明显变大。3.3.2不对中(1)产生原因两轴的屮心线存

8、在偏差，包括轴线平行偏移、轴线成角偏移、或者两者的综合偏差。对中性包括静止止状态下的冷对中和运转状态下的热对中。(2)频谱图特征1)当不对中不严重时，特征频率为转频