柱塞泵振荡特征PPT

  首要进行的作业 1. 石油矿场灌水柱塞泵振荡特征、毛病特征与确诊办法的研讨； 2. 石油机械监测确诊体系的研讨开发。 柱塞泵振荡特征、毛病特征与确诊办法研讨 柱塞泵运动学与动力学剖析； 柱塞泵机组常见运转毛病的查询剖析； 柱塞泵机组振荡特征的开始剖析； 柱塞泵毛病模仿台架实验与确诊办法的研讨； 柱塞泵振荡能量与频率散布特色及确诊办法的研讨； 柱塞泵振荡确诊规范的拟定 石油机械监测确诊体系的研讨开发 组成： SYBJ软件+ 收集器903G+微机 用处： 监测确诊石油厂矿旋转机械； 监测确诊石油厂矿往复机械； 监测齿轮、滚动轴承元件损害 提 纲 往复机械毛病确诊概述 往复运动的运动学、动力学剖析 石油矿场往复机械毛病确诊技术研讨 常见运转毛病查询剖析 确诊技术研讨 振荡确诊规范的拟定 BS系列监测确诊体系的研发 一、往复机械毛病确诊概述 研讨现状：远远落后于旋转机械的毛病确诊 运动方式杂乱，机械运动速度多变 各承力部件受力杂乱 结构杂乱，运动件多且形状杂乱，又都载于机体内，信号难于直接丈量 工况杂乱，外载改变起伏大 信号杂乱并且各部件运动信号彼此搅扰，毛病特征信号难于提取 确诊办法：振荡确诊, 铁谱剖析, 油液剖析, 温度监测 二、往复运动动力学剖析 剖析意图：确认往复机械振荡的鼓励源 活塞位移： x=r(1-cosα)+l(1-cosβ) =r[(1-cosα)+λ(1-cos2α)/4] （其间λ=r/l=sinβ/sinα，称为连杆长径比） 活塞运动速度： 活塞运动加速度： 曲柄连杆组织的运动惯性力： 旋转惯性力： mr—旋转总质量，包含曲轴发生的旋转运动质量和连杆大头转化来的旋转运动质量； 往复惯性力： ms—往复总质量，包含活塞组件的质量和连杆小头部分的转化质量； Fl1—一阶往复惯性力；Fl2—二阶往复惯性力； 三缸柱塞泵运动学、动力学剖析算例： 柱塞—十字头和连杆的受力剖析： 曲轴的受力剖析： 曲轴有关尺度核算； 曲轴自重核算； 曲轴体系质心的确认； 曲柄偏疼质量的求法； 往复运动质量的核算（柱塞、柱塞杆、十字头总成）； 连杆质量的确认； 连杆质心C和转动惯量Ic的核算； 皮带传动装置的几许尺度及有关参数的核算 核算结果 曲轴 柱塞泵常见运转毛病查询 查询目标：三缸灌水柱塞泵 查询单位： 胜利油田东辛、现河、滨南采油厂 华北油田榜首采油厂，第二石油机械厂 常见运转毛病： 泵液力端 阀片寿命短，尤其是排出阀片； 阀杆丝扣松，打坏阀； 泵阀绷簧折断； 泵头阀座刺坏； 柱塞拉伤；磨损快；衔接卡子松动，振荡大； 柱塞密封走漏严峻 进排液管道振荡大 确认监测计划： 整机振荡情况的监测； 电机振荡监测； 连杆大头轴瓦空隙过大的振荡监测； 曲轴轴向窜动的监测； 泵阀组件失效的监测； 柱塞、缸套处的振荡监测； 滚动轴承的监测确诊（泵曲轴、电机）； 齿轮损害的监测； 与底座衔接松动的监测。 三缸柱塞泵确诊技术研讨 柱塞泵振荡特征的开始剖析 毛病模仿实验研讨 柱塞泵振荡频率散布特色与确诊办法研讨 柱塞泵振荡特征的开始剖析 确认测点安置计划 振荡特征的开始研讨 1. 泵头 测点：1H、2H、3H 4V、5V、6V 频率散布：0—60Hz 80—350Hz 振荡特征的开始研讨 2.泵体 （1）垂向 测点： 7V、8V、9V 频率散布： 0—60Hz 80—350Hz 600—800Hz （2）横向 测点： 11H 频率散布：0—60Hz 丈量参数和剖析频率取值规模 1. 丈量参数 测加速度：7V、8V、9V、10V、12V、13V、14V 测位移：17A 测速度：其他测点 2. 剖析频率取值规模 500Hz：1H、2H、3H、17A 1000Hz：其他测点 毛病模仿实验研讨 实验意图：研讨毛病振荡特征与确诊办法 实验目标：往复式三缸灌水泵3H-8/450 实验内容： （1）基准实验； （2）泵阀组件人工毛病实验； （3）柱塞缸套组件毛病实验； （4）加大连杆大头轴瓦空隙实验； （5）曲轴主轴承加大轴向装置空隙； （6）曲轴主轴承人工毛病实验 （一）泵阀组件人工毛病实验 毛病描绘： 实验意图： 模仿阀片因磨损使密封失效； 模仿实际作业中外绷簧折断 实验测验： 将折断的外绷簧别离放入1#、2#和3#缸测验 将切槽的阀片别离放入1#、2#和3#缸测验 实验剖析： 选取泵头处测点1H，2H，3H，4V，5V和6V进行功率谱剖析 几点知道： 1. 泵头和液缸（泵阀组件处）部位的振荡能量会集于0—50Hz规模内； 2. 阀片毛病：H向、V向测点的主振荡频率下降，振荡能量下降； 3. 外绷簧折断：H向测点主振荡频率值下降，能量下降，V向测点主振荡频率未变，但振荡能量下降； 4. 阀片毛病时，泵的排出压力动摇显着(25，23—28) （二）柱塞缸套组件毛病实验 毛病描绘： 在1#缸，用一根有纵向划痕、锈蚀的旧柱塞替代正常的柱塞 测验剖析： 挑选测点：1H—6V，14V—16V 几点知道： 柱塞缸套处有毛病时： 对应的H向测点的振荡幅值增大，主振荡频率峰值增大； 特征频断窗内功率增大； 泵头处V向测点对该毛病不灵敏。 内燃机柱塞缸套磨损的模仿实验 （三）曲轴——连杆轴瓦空隙加大实验 实验意图：模仿连杆大头轴瓦空隙在泵运转过程中逐步加大 实验测验： 正常： δ=0.165mm，P=24.5MPa 加大1：δ=0.35mm，P=24.5MPa 加大2：δ=0.50mm，P=24.5MPa 剖析： 挑选测点: 曲轴上方泵体测点：11V，12V，13V 曲轴轴承座处测点：17H，18V，20H，21V 剖析办法： 时刻进程振荡幅值改变 功率谱图特征频段内振荡能量改变 频率成分和相应谱峰值改变 测点12V的评论： （1）时序曲线）特征频段内频率成分/谱峰值改变 几点知道： （1）测点12V对曲轴—连杆轴瓦空隙改变很灵敏，是监测这一改变的特征测点； （2）测点12V时序曲线振荡峰值随空隙加大而加大，等效峰值a能够作为时域监测目标，最大峰值能够作为时域辅佐监测目标； （3）测点12V振荡能量会集于中频段（380-580Hz），该频段是反映连杆大头轴瓦空隙的特征频段。 内燃机连杆小头铜套磨损模仿实验 （四）曲轴主轴承加大轴向装置空隙 实验意图：研讨曲轴轴向窜动量过大的特征信号 实验测验： 正常： δ=0.27mm，P=25MPa 毛病： δ=0.57mm，P=25MPa 知道： 曲轴主轴承轴向空隙改变的监测目标 剖析： 挑选测点: 19A 时域剖析 曲轴主轴承轴向空隙改变监测目标 1.测点19A轴向振荡位移； 2.测点19A功率谱图0—60Hz窗内功率 （五）曲轴主轴承人工毛病实验 毛病描绘：轴承外圈内侧有轴向浅槽 振荡测验：别离以速度和高频加速度为丈量参数测17H和18V的振荡信号 剖析： 1、时域剖析：（比较毛病前后振荡幅值改变） 2. 频域剖析 （1）测速度 （2）测高频加速度 滚动轴承外圈有损害时，毛病特征频率 故核算得f0=38.8Hz 知道： 主轴承座处水平方向测点对轴承毛病更灵敏，应作为首要监测点； 测振荡速度：功率谱的谱峰值能够作为监测目标， Vrms能够作为辅佐监测目标； 测高频加速度：时域峰值可作为监测目标，功率谱剖析能够确认滚动轴承元件损害。 研讨拟定振荡监测判别规范—《柱塞泵振荡监测与点评办法》 1. 确认测点安置计划 2. 一台新泵台架实验，求七种泵压下各测点拟合峰值 表1 新泵台架实验各测点拟合峰值与泵压联系 3. 现场六台泵组实验测验，求各测点振荡核算均值 （1）六座灌水站各选一台3H-8/450灌水泵，历时一年测验 表2 现场实验泵组泵压工况与测验次数 （2）现场实验泵组测验数据核算处理 （3）拟合各测点振幅泵压数据，求y-P拟合方程 （4）按拟合方程，核算各测点核算均值 表3 现场实验各测点核算均值与泵压联系 4. 依据 和 ，求出各测点归纳核算均值yZ，作为基准峰值 5. 依据yZ ，核算各测点警限值ya，单测点峰值核算法： ya= ys +p0 ? ys=(1+p0)ys ys=yZ+N ?? 取12种泵压工况，制成警限值表，供用户查用 6. 制作各测点警限值ya随泵压改变的线图，供用户查用 研讨开发《石油机械监测确诊体系BS-3》 组成：903G+SYBJ软件+微机 剖析办法：多种时域、频域剖析办法 时域剖析：振荡烈度、概率密度、概率散布，自相关，多种核算量（均值、方差、变异系数、峰态系数等） 频域剖析：幅值谱、功率谱、频带谱、瀑布谱 时频域剖析：倒频谱 轴承毛病频率：核算滚动轴承毛病特征频率 确诊实例 （2）曲轴轴向窜动（17A） 修补前 峰值：35um 修补后 峰值：15.1um 确诊实例 华北油田榜首采油厂南马庄站1#泵（3H-8/450） （3）电机机座松动（23V） 修补前 峰值：6.2mm/s 修补后 峰值：3.5mm/s 数据来历 一台新泵的台架实验和六台灌水泵的现场测验数据； 拟定办法 依据核算学的基本原理； 灌水柱塞泵个测点警限值ya ya yz 为用户供给了各个测点随泵压改变的警限值表和警限线图，为拟定其他往复机械的振荡监测规范供给了参阅。 泵阀组件毛病的功率谱剖析 小空隙 正常空隙 过大空隙 磨损 《武汉水运工程学院学报》 1985，2 （2）特征频段内振荡能量改变 δ=0.50mm δ=0.50mm 12V的功率谱图 δ=0.026mm δ=0.055mm δ=0.11mm 铜套空隙不一起的谱图 《武汉水运工程学院学报》 1985，2 δ=0.27mm 5.0Hz--309.6 17.5Hz-694.3 窗内功率：4994 δ=0.57mm 5.0Hz--373.3 17.5Hz-981.7 窗内功率：6835 频域剖析 17.5Hz--0.936 25Hz----0.829 17.5Hz--1.008 25Hz----1.810 17H外圈损害时的功率谱 振荡频率散布特色与确诊办法研讨 振荡能量与频率散布特色 首要监测确诊办法 油田现场确诊实例 频率散布特色 振荡能量与频率散布特色—四个特征频段 （1）0-60Hz低频段 泵头和主轴承处的振荡最为显着，表征泵的全体振级水平 振荡能量与频率散布特色—四个特征频段 （2）80-350Hz中低频段 泵头处振荡的部分能量会集于此频段，表征泵阀组件工况； 十字头上方测点的部分振荡能量会集于此频段，表征连杆和十字头处情况 振荡能量与频率散布特色—四个特征频段 （3）400-550Hz中频段 曲轴上方测点振荡能量会集于此频段，表征曲柄连杆轴承和组织的振荡水平； 振荡能量与频率散布特色—四个特征频段 （4）600-900Hz高频段 柱塞-缸套处测点有适当的振荡能量会集于此频段，能够表征柱塞缸套组件的振荡水平； 柱塞泵监测确诊办法——能量法 （1）监测各特征测点时序曲线的有效值的改变，即各测点总振级水平及其改变； （2）按特征频段树立频段报警窗，监测窗内功率值的改变并报警，以确诊该特征频段表征的部位或机件是否有毛病； （3）监测各测点振荡总功率的改变，猜测发展趋势，以确诊泵全体振荡情况和有关部位是否有毛病； （4）测验时应一起收集泵组的运转参数。 确诊实例 华北油田榜首采油厂雁二站1#泵（3H-8/450） （1）柱塞缸套磨损（1H） 修补前 25Hz——8.95mm/s 修补后 25Hz——3.05mm/s 确诊实例 （1）柱塞缸套磨损（13V） 1 2 3 4 5 6 修补前 1.6 12.1 18.5 21.5 20.1 19.8 修补后 1.0 3.9 3.9 0.1 9.3 3.3 * 石油矿场往复机械的毛病确诊 曲柄连杆组织几许运动联系 曲柄连杆组织几许联系 F3x F3y -F3x -F3y -F1x -F1y F F2x F2y m2g m3g F1y F1x 柱塞——十字头和连杆的受力剖析 F5x F5y F6x F6y F2 F1 mqg mcg 曲轴受力简图 泵体所受扰力求 扰力求 1#缸十字头对导板的冲突反力和正压力 -F6y-Φ(单位：N) 曲轴主轴承所受的支承反力 常见运转毛病： 电机：烧坏；轴承损坏 传动元件：烧皮带；齿轮损坏 泵动力端： 曲轴主轴承损坏，噪声大，振荡反常 曲轴轴向窜动量大，振荡过大 连杆大头轴瓦螺钉松动，瓦盖飞起，连杆大头打坏泵壳 连杆大头轴瓦—轴径空隙过大，轴径磨损，振荡大 连杆大头轴瓦烧死，导致连杆折断 十字头导板拉伤，过度磨损，烧坏 曲轴端部漏油 振荡特征的开始研讨 3. 柱塞缸套 测点： 12V、13V、14V 频率散布： 0—60Hz 400—500Hz 600—800Hz 振荡特征的开始研讨 4. 泵动力端 （1）测点： 10V 频率散布： 0—60Hz 400—500Hz （2）曲轴径向振荡 测点: 15H, 18H, 16V, 19V 频率散布：0—60Hz 400—550Hz 600—800Hz （3）曲轴轴向振荡 测点: 17A 频率散布：25Hz 开始剖析 1. 测点计划 2. 丈量参数与取值规模 3. 振荡能量与频率散布 柱塞式灌水泵振荡能量和频率散布于四个

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