SDZ型多级离心泵振动故障处理
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反 映 出转 子 系 统启 动 阶段 的 时频 特 征［ ３ ］ 。苏 文胜 等
因此 ，在 泵和 电机 轴承 箱体位 置 分别 布置 如 图 １ 所
示 的测点 ，并借助 Ｈ Ｇ ８ ９ ０ ８ Ｃ数据采集及故 障诊断 系统开展振动信号采集 、故障诊断分析工作 。
利用经验模态分解和谱峭度进行滚动轴承早期微弱 故障诊断 ，有效提取 出了被背景噪声淹没的故障共 振频带【 ４ ］ 。郭远 晶等 提 出一 种 可基 于短 时 傅里 叶变 换的时频系数收缩信号降噪方法 ，该方法成功地增 强了齿轮故障振动信号的调幅特征【 ５ 】 。 已有研究 主要是对于部件类对象 的诊断研究 。 作为一个结构复杂的机械系统 ，多级离心泵故障种
合轴承故障频率 特征 ， 诊断 出了电动机轴承润滑不 良、 泵转子 与中段 口环动静摩擦故障 ，这与解体结果相吻合 。据此 ，
通过采取更换轴 承润滑油 、调整转子中心等措施 ，有效地解决 了振动故障问题 ，提高了泵组 的安全可靠性 。
关 键词 ： 多级 离心 泵
中图分 类号 ：Ｔ Ｈ３ １ １
盎 巾 Ｉ － Ｉ ． Ｉ 赫赛 曩： 毫 塞 ｒ量 基 删嫩
・ ４ ５ ・
测点 １ ｌ 及 泵驱动端测 点 １ 振 动幅值较 大 ，振 动烈度
有效值分别为 ４ ． １ ４ ｍ ｍ ／ ｓ 、２ ． ６ ６ ｍ ｍ ／ ｓ 、２ ． ８ ３ ｍ ｍ ／ ｓ ，超 出了规格书要求振动指标 ２ ． ８ ｍ ｍ ／ ｓ 。因此 ，该离心 泵机组需进行减振降噪处理 ，对明显异常的振动信 号进 行 时域 、频域 特 征分 析 。
近年来 ，时域 、频 域 以及 时 频域 分析 、小 波变
结果 相 吻合 ，验证 了本 文工 作 的准确性 。通过相 应
的技术手段排除故障后 ，泵组振动各项指标 明显改
善 ，故 障诊断 研究 工作 为工 程实 际解决 了问题 。
１ 离心泵机组基本情况及测点
－
重 口 目
该离 心泵为公 司新研 发 的 Ｓ Ｄ Ｚ型产 品 ，额 定工 作 转速 ２ ９ ８ ０ ｒ ／ ｍ ｉ ｎ 、流量 ３ ห้องสมุดไป่ตู้ ０ｍ ３ ／ ｈ 、扬程 ３ ０ ０ ０ｍ，在
・
４ ４ ・
小 荪 柱 采
２ ０ １ ７ 年第６ 期
Ｓ Ｄ Ｚ型多级离心泵振动故 障处理
曹 潇 雪增红 包 文瑞 陈 燕 刘兴发
（ 重 庆水泵 厂有 限责任公 司 国家企业技 术 中心 ，重 庆 ；４ ０ ０ ０ ３ ３）
摘要 ：振动信号是监测设备异常和故障 的最敏感参数 ，是评价设 备运 行安 全可靠性的重要指标。本文针对 Ｓ Ｄ Ｚ型 多级离心泵高温耐久试验 时振 动幅值上 升 、超标 等问题 ，运用频谱分析技 术对其振动信号进行 时域 、频域分析 ，并结
振动 故障
频 谱分析
轴 承故 障 频率特 征
文 献标 识码 ：Ａ
取与识别方法进行故障诊断 。诊断结果与实际拆检
引 言
研究多级离心泵典型故障特征识别方法 ，进行 状态监测与故障诊断对设备运行的安全性和可靠性 具 有 很重 要 的工程 意义 。相 比于温度 、压 力 、润滑
油等参数 ，振动信号中往往蕴含着该设备实际状态 的信息。
这 给识别 和诊 断 带来 了 困难 。本文 对某 型多 级离 心 泵 的实 际运行 数 据进行 了分析 ，利 用有效 的特征 提
在额定工况条件下 ，各测点的振动烈度有效值 见 图 ２所示 的处 理前 数据 ，发现 电动机 端测 点 ｌ ２ 、
２ ０ １ ７ 年第６ 期
小 番 柱 采
电动机端 测点 时域 波形 出现拍振 现象 及 “ 削顶 现象” ｌ ¨ｌ ，其频 率 中包 含 的 ６ Ｘ、５ Ｘ及 ２ ｌ ２ ． ５ Ｈ ｚ 是 导 致整 个 泵机 组 振 动故 障 的主要 因素 。测点 ｌ ２的 时域 波形 信 号与轴 承 故障信 号 特征极 为相 似 ，为进
以此 类 推 。
３ 振 动 故 障诊 断及 处 理
３ ． １ 振动故 障诊 断分 析
可以发现 ，各测点时域波形中存在明显的 “ 削 顶现象” ，图 ６中的时域波形存在不稳定冲击信 号 特 征 、拍 振 现 象 。 各 测 点 频 率 主 要 集 中 于 Ｉ Ｘ、
２ Ｘ、３ Ｘ、５ Ｘ、６ Ｘ 以及 大 量 非 精 确 倍 频 特 征 。 显
可 以 初 步确 定 泵组 的 主要 振 动 故 障位 于 电 动机 端 ，
其 次在 泵端 。
图３ ～ 图 ６给 出 了离 心 泵 机 组 在 额 定 工况 条 件 测试 过 程 中其故 障信 号特 征 比较 明显 的 时域波 形及 频谱 图 ，其 中 ｌ ｘ表 示工 作 频 率 ，即 为 ５ ０ Ｈ ｚ ，２ Ｘ 表 示 工 频 的 ２倍 频 率 ，３ Ｘ 表 示 Ｔ 频 的 ３倍 频 率 ，
Ｖ Ｖ Ｖ ’ Ｖ Ｖ ｙ ｖ ｖ Ｖ Ｙ ¨ Ｖ ｙ ’ Ｖ
’
Ａ 厂 １ 厂 １ ． ， ＼ ． ｎ ｉ Ａ 一 九 血 ｎ — Ａ Ａ ｆ
嬲
一
一
～
图 ５ 测点 ９振动时域波形及频谱 图
图 ２ 处理前后各测 点振 动烈度有 效值
２ ． ２ 振 动信 号 时域 、 频域 分析
类较 多 ，实 际运 行 中 ，常常 出现两 种甚 至 多种故 障
图 １ 振动数据采集测点布置图
２ 振 动信 号 特征 分 析
２ ． １ 振 动信 号幅域 值分 析
耦合 的情况 。而对于一些早期的微弱故障 ，故障特 征 不 明显 ，信号 具 有 明显 的非 平稳 、非 线 性 特征 ，
进 行 高 温 清水 耐 久试 验 时 ，振 动 指 标有 上 升 趋势 。
换 、经验模态分解 、共振解调等理论方法受到国内 外学者 的广泛关 注 。曹 冲锋等提出 了一种集成 经验模态分解的信号分解方法 ，将故障信号分解到 若 干具 有 实际 物理 意义 的振 动 固有模式 中 ，成 功地
因此 ，在 泵和 电机 轴承 箱体位 置 分别 布置 如 图 １ 所
示 的测点 ，并借助 Ｈ Ｇ ８ ９ ０ ８ Ｃ数据采集及故 障诊断 系统开展振动信号采集 、故障诊断分析工作 。
利用经验模态分解和谱峭度进行滚动轴承早期微弱 故障诊断 ，有效提取 出了被背景噪声淹没的故障共 振频带【 ４ ］ 。郭远 晶等 提 出一 种 可基 于短 时 傅里 叶变 换的时频系数收缩信号降噪方法 ，该方法成功地增 强了齿轮故障振动信号的调幅特征【 ５ 】 。 已有研究 主要是对于部件类对象 的诊断研究 。 作为一个结构复杂的机械系统 ，多级离心泵故障种
合轴承故障频率 特征 ， 诊断 出了电动机轴承润滑不 良、 泵转子 与中段 口环动静摩擦故障 ，这与解体结果相吻合 。据此 ，
通过采取更换轴 承润滑油 、调整转子中心等措施 ，有效地解决 了振动故障问题 ，提高了泵组 的安全可靠性 。
关 键词 ： 多级 离心 泵
中图分 类号 ：Ｔ Ｈ３ １ １
盎 巾 Ｉ － Ｉ ． Ｉ 赫赛 曩： 毫 塞 ｒ量 基 删嫩
・ ４ ５ ・
测点 １ ｌ 及 泵驱动端测 点 １ 振 动幅值较 大 ，振 动烈度
有效值分别为 ４ ． １ ４ ｍ ｍ ／ ｓ 、２ ． ６ ６ ｍ ｍ ／ ｓ 、２ ． ８ ３ ｍ ｍ ／ ｓ ，超 出了规格书要求振动指标 ２ ． ８ ｍ ｍ ／ ｓ 。因此 ，该离心 泵机组需进行减振降噪处理 ，对明显异常的振动信 号进 行 时域 、频域 特 征分 析 。
近年来 ，时域 、频 域 以及 时 频域 分析 、小 波变
结果 相 吻合 ，验证 了本 文工 作 的准确性 。通过相 应
的技术手段排除故障后 ，泵组振动各项指标 明显改
善 ，故 障诊断 研究 工作 为工 程实 际解决 了问题 。
１ 离心泵机组基本情况及测点
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重 口 目
该离 心泵为公 司新研 发 的 Ｓ Ｄ Ｚ型产 品 ，额 定工 作 转速 ２ ９ ８ ０ ｒ ／ ｍ ｉ ｎ 、流量 ３ ห้องสมุดไป่ตู้ ０ｍ ３ ／ ｈ 、扬程 ３ ０ ０ ０ｍ，在
・
４ ４ ・
小 荪 柱 采
２ ０ １ ７ 年第６ 期
Ｓ Ｄ Ｚ型多级离心泵振动故 障处理
曹 潇 雪增红 包 文瑞 陈 燕 刘兴发
（ 重 庆水泵 厂有 限责任公 司 国家企业技 术 中心 ，重 庆 ；４ ０ ０ ０ ３ ３）
摘要 ：振动信号是监测设备异常和故障 的最敏感参数 ，是评价设 备运 行安 全可靠性的重要指标。本文针对 Ｓ Ｄ Ｚ型 多级离心泵高温耐久试验 时振 动幅值上 升 、超标 等问题 ，运用频谱分析技 术对其振动信号进行 时域 、频域分析 ，并结
振动 故障
频 谱分析
轴 承故 障 频率特 征
文 献标 识码 ：Ａ
取与识别方法进行故障诊断 。诊断结果与实际拆检
引 言
研究多级离心泵典型故障特征识别方法 ，进行 状态监测与故障诊断对设备运行的安全性和可靠性 具 有 很重 要 的工程 意义 。相 比于温度 、压 力 、润滑
油等参数 ，振动信号中往往蕴含着该设备实际状态 的信息。
这 给识别 和诊 断 带来 了 困难 。本文 对某 型多 级离 心 泵 的实 际运行 数 据进行 了分析 ，利 用有效 的特征 提
在额定工况条件下 ，各测点的振动烈度有效值 见 图 ２所示 的处 理前 数据 ，发现 电动机 端测 点 ｌ ２ 、
２ ０ １ ７ 年第６ 期
小 番 柱 采
电动机端 测点 时域 波形 出现拍振 现象 及 “ 削顶 现象” ｌ ¨ｌ ，其频 率 中包 含 的 ６ Ｘ、５ Ｘ及 ２ ｌ ２ ． ５ Ｈ ｚ 是 导 致整 个 泵机 组 振 动故 障 的主要 因素 。测点 ｌ ２的 时域 波形 信 号与轴 承 故障信 号 特征极 为相 似 ，为进
以此 类 推 。
３ 振 动 故 障诊 断及 处 理
３ ． １ 振动故 障诊 断分 析
可以发现 ，各测点时域波形中存在明显的 “ 削 顶现象” ，图 ６中的时域波形存在不稳定冲击信 号 特 征 、拍 振 现 象 。 各 测 点 频 率 主 要 集 中 于 Ｉ Ｘ、
２ Ｘ、３ Ｘ、５ Ｘ、６ Ｘ 以及 大 量 非 精 确 倍 频 特 征 。 显
可 以 初 步确 定 泵组 的 主要 振 动 故 障位 于 电 动机 端 ，
其 次在 泵端 。
图３ ～ 图 ６给 出 了离 心 泵 机 组 在 额 定 工况 条 件 测试 过 程 中其故 障信 号特 征 比较 明显 的 时域波 形及 频谱 图 ，其 中 ｌ ｘ表 示工 作 频 率 ，即 为 ５ ０ Ｈ ｚ ，２ Ｘ 表 示 工 频 的 ２倍 频 率 ，３ Ｘ 表 示 Ｔ 频 的 ３倍 频 率 ，
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图 ５ 测点 ９振动时域波形及频谱 图
图 ２ 处理前后各测 点振 动烈度有 效值
２ ． ２ 振 动信 号 时域 、 频域 分析
类较 多 ，实 际运 行 中 ，常常 出现两 种甚 至 多种故 障
图 １ 振动数据采集测点布置图
２ 振 动信 号 特征 分 析
２ ． １ 振 动信 号幅域 值分 析
耦合 的情况 。而对于一些早期的微弱故障 ，故障特 征 不 明显 ，信号 具 有 明显 的非 平稳 、非 线 性 特征 ，
进 行 高 温 清水 耐 久试 验 时 ，振 动 指 标有 上 升 趋势 。
换 、经验模态分解 、共振解调等理论方法受到国内 外学者 的广泛关 注 。曹 冲锋等提出 了一种集成 经验模态分解的信号分解方法 ，将故障信号分解到 若 干具 有 实际 物理 意义 的振 动 固有模式 中 ，成 功地