針對某泵站立式混流泵機組異常振動現象,采用低頻振動傳感器和電渦流傳感器,分別測試開機過程和正常運行時水泵機組下機架、泵蓋、外筒體振動以及主軸擺度。基于希爾伯特-黃變換進行試驗數據處理,獲得了測試信號位移峰峰值,通過提取穩定運行時的振動信號特征向量,對故障類型進行識別;在此基礎上,通過分析開機過程信號時頻變化情況,尋找誘發機組異常振動的故障原因.現場振動測試分析結果表明:穩定運行時機組振動頻率主要集中在轉頻附近,且主軸軸心軌跡成橢圓形,可診斷其故障類型屬于轉子不平衡;在開機過程中,主軸的軸心軌跡紊亂,開機瞬間機組的振動值為正常運行時振動值的47.3倍,據此可判斷出在此刻機組內部產生了強大的沖擊力,進而引起轉子不平衡運轉.采用希爾伯特-黃變換法能夠準確獲取水泵振動信號的時頻特征,尤其對分析處理高度非線性的被測信號具有很強的優勢,而開展開機過程中的振動測試研究,也為水泵故障診斷分析方法開辟了一條新途徑.
在旋轉機械中,振動信號蘊含著豐富的運行狀態信息,是狀態評估及故障分析的重要基礎.水泵機組運行中總存在著不同程度的振動,當振動超過一定限度時,就會對設備造成不同程度的危害,長期的異常振動不僅降低水泵效率,而且縮短了機組零部件的使用壽命,嚴重時甚至導致機組被迫停機.
目前關于水力機械振動及故障診斷的研究,或利用數值模擬方法進行******,或基于信號處理方法進行振動分析、識別及故障診斷.如:孔繁余等基于ANSYS軟件對轉子系統施加靜力載荷,從而分析轉子諧響應和瞬態動力學等特性.趙鵬則針對水泵的機械故障信號比較了希爾伯特-黃變換(Hilbert-Huangtransform,HHT)、第二代小波包變換等方法在信號處理上的優劣,利用徑向基函數(radial-basisfunction,RBF)神經網絡進行了故障診斷模型研究.楊志榮提出了基于Racah矩的水電機組軸心軌跡識別方法,并利用多Agent理論構建了故障診斷模型.然而振動測試較少涉及水力機械的開、停機過程,缺乏系統的試驗驗證,同時由于故障信息量不足,診斷結果較籠統.因此,全面系統的測試水泵運行狀態,不僅對深入研究水泵振動機理,分析機組振動誘因,具有重要的理論意義,同時對泵站的設備維護、優化運行及技術改造也具有重要的實用價值.文中分別測試某泵站立式混流泵機組開機過程和正常運行時,異常振動,通過信號處理進行故障診斷.
