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离心泵的故障诊断方法及故障评定 尹成红大庆石油学院工程硕士专业学位论文2005年 1.2.3振动故障诊断过程 作为机械设备的诊断技术，具有以下几种功能[5], (1)在不拆卸机械设备的条件下，能够定量地检测和评价设备各部分的运动和受力状态，缺陷和磨损状态，性能的劣化和故障状态; (2)能够确定设备的故障性质、部位、程度和发展趋势，预测设备的可靠性程度; (3)能够确定设备发生异常时的修复方法。 因此，离心泵的故障诊断应包括如下环节: (1)设备状态参数的监测(信号采集); (2)进行信号处理，提取故障特征信息; (3)确定故障类型和发生部位; (4)对确定的故障作防治处理或控制。 离心泵的故障诊断过程如图1-1所示。 机械设备状态监测和诊断的信息是多种多样的，主要有:振动、声音、变形、应力、裂纹、磨损、腐蚀、温度、压力、流量等多种参数。由于很多故障会引起机械的振动，由振动引起的机械损坏比例很高，据统计，机械振动故障率达60%以上，而且振动信号中含有丰富的信息，很多机械故障都能以振动状态的异常反应出来因此，目前在转动机械故障诊断中应用最多的是振动分析法。除此之外，润滑油的光谱、铁谱分析技术、噪声分析也是很重要的诊断方法[5][10-12]。 专家系统故障诊断是指计算机在采集被诊断对象的信息后，综合运用各种专家经验，进行一系列的推理，以便快速地找到最终故障或最有可能的故障，再由用户来读取。 专家系统由知识源、推理机、解释系统、人机接口等部分构成。其中，知识源包括知识库、模型库和数据库。知识库是专家知识、经验和书本知识、常识的存储器。模型库存储着描述分析对象的状态和机理的数学模型。数据库中存储着分析对象实时监测到的工作状态数据和推理过程中需要的各种信息。推理机能够根据获取的信息，运用各种规则进行故障诊断，并且能够输出诊断结果。推理机的推理策略有正向推理、反向推理和正反向混合推理。解释系统是计算机回答用户询问的系统，如显示推理过程，解释电脑发出的指示等。人机接口则是故障诊断人员与计算机系统的交接点。 第二章离心泵故障特征提取方法及处理 2. 2故障特征的提取 振动信号的采集是利用各类传感器把机器振动时的响应，如位移、速度或加速度等参数以电量的方式检测出来，通常用相应的传感器转换成电信号便于处理;从传感器获得的模拟信号，经A/D后转换成数字信号[10]。 2. 2. 1信号的采样和量化 通常我们长时间测量的振动信号是时间历程的模拟信号，要在计算机上进行信号分析和处理，就必须把模拟信号变为计算机能够识别和处理的二进制数字量，为此首先要对模拟信号进行采样和量化。 采样就是以一定的时间间隔(等时间间隔0t)逐次抽取不同时刻的模拟量(信号)瞬时值的过程。采样的过程是脉冲过程。 2. 2. 2离心泵故障特征的采集 在旋转机械中，转子是设备的核心部件，它运转正常与否，决定了设备能否正常工作。70%的故障都和转子及其组件有关。对离心泵而言，检测点最好是在轴承壳体部位，应选择探头与机械接触良好、刚性高的部位作为测点。 因为各种故障引起的振动发生在不同的方向上。信号采集一般应在轴承座的水平、垂直、轴向三方向进行，一般轴向和水平向都在轴心同高度测，要求在三个方向测是因为各种故障引起的振动发生在不同的方向上。测点布置见图2-10 2.2.3数据采集及诊断应用仪器 对设备故障进行精密诊断是设备管理和维修的必然方向，我单位主要应用诊断仪器频谱分析功能实现了预知性维修，达到了为生产服务的目的。我厂在监测及故障诊断中主要应用的仪器有测振仪及采集分析仪。 一、便携式测振仪VM-63 主要用于基本振动的测量，提供初步的振动信息，为简单的故障诊断服务。该仪器使用灵活方便。一次测振元件为传感器和放大器，采用内置电路一体化加速度传感器，配电荷放大器，然后进行一定的积分电路处理，得到所需的振动参数。VM一63可以测量振动加速度、速度及位移，具体构造简图如图2-2。它具有精度高、线性好、性能稳定、便于使用等特点。 2. 3信号的分析及处理