屏蔽泵典型振动故障特征提取及故障诊断方法研究.pdfVIP

摘要

屏蔽泵是工业生产中的关键设备，其正常运行对于保证生产线的连续性和效

率至关重要。由于长期运行及外部因素的影响，屏蔽泵容易出现各种故障。及时

发现并解决这些问题，对于避免生产线停机、降低维修成本、提高设备利用率具

有重要意义。因此，对屏蔽泵进行健康监测十分必要。通过实时监测屏蔽泵的振

动参数，并通过合适的分析方法进行诊断，能够及早发现潜在故障迹象，预防设

备损坏，确保生产的持续性和稳定性。针对这一问题，本文提出了两种基于信号

处理的屏蔽泵故障分析方法，并通过现场模拟试验台验证了这些方法的可行性，

最终设计开发了一套屏蔽泵故障状态识别系统。

首先，本文深入探讨了屏蔽泵的结构组成，以及轴承、屏蔽电机、叶轮等主

要部件的故障机理，分析了这些部件在不同工作状态下的时域和频域特征，并考

虑环境干扰的影响，为后续方法的构建奠定了基础。然后，提出了一种基于自适

应VMD和Teager能量算子的故障特征提取方法。该方法利用互信息概念确定

VMD分解过程中模态函数的个数，以避免过分解和欠分解，并使用改进的小波阈

值函数对分解后的模态函数进行降噪，然后重构信号，并最终采用Teager能量算

子解调得出故障特征频率，通过实际数据验证了方法的有效性。

接着，本文提出了一种基于改进EEMD分解和灰色关联度的轴承故障识别方

法。该方法首先使用最小熵卷积方法进行信号预处理以减少环境干扰，然后利用

EEMD方法对降噪后的信号进行分解，并根据能量标准差来确定分解算法的输入

参数，结合峭度和相关系数法筛选出敏感模态函数。最后计算所选模态函数的灰

色关联度，得出状态识别结果，同样通过实验数据证实了方法的可行性。

最后，基于Matlab和Pyside2开发集成了这两种研究方法的屏蔽泵故障状态

识别系统软件。该系统具备可视化界面、用户友好性和实时响应的特点，旨在实

现对屏蔽泵故障状态的快速监测。

关键词：屏蔽泵，状态监测，故障特征提取，故障诊断，智能分析系统

ABSTRACT

Screenpumpisakeyequipmentinindustrialproduction,anditsnormaloperation

iscrucialtoensurethecontinuityandefficiencyoftheproductionline.Dueto

long-termoperationandtheinfluenceofexternalfactors,theshieldedpumpisproneto

variousfailures.Findingandsolvingtheseproblemsintimeisofgreatsignificanceto

avoidproductionlinedowntime,reducemaintenancecostsandimproveequipment

utilization.Therefore,itisnecessarytomonitorthehealthoftheshieldedpump.By

monitoringthevibrationparametersoftheshieldedpumpinrealtimeanddiagnosingit

throughappropriateanalyticalmethods,itispossibletodetectpotentialfailuresigns

early,preventequipmentdamage,andensurecontinuityandstabilityofproduction.To

solvethisproblem,twofaultanalysismethodsofshieldpumpbasedonsignal

processingareproposedinthispaper,andthefeasibilityofthesemethodsisverifiedby