泵組系統(tǒng)是工業(yè)生產(chǎn)過程中的基本設(shè)施，設(shè)備的維護(hù)將是提高生產(chǎn)力的一項(xiàng)重要任務(wù)。為了有效地管理維護(hù)泵浦設(shè)備，研究泵系統(tǒng)故障并進(jìn)行狀態(tài)預(yù)測(cè)對(duì)于減少停機(jī)時(shí)間非常重要。這將需要大量的時(shí)間和精力來研究泵系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)，并獲得故障排除的經(jīng)驗(yàn)，而不影響工廠的生產(chǎn)或利潤(rùn)。VPTS（泵振動(dòng)測(cè)試模擬試驗(yàn)臺(tái)）是一種創(chuàng)新的設(shè)備，旨在研究泵的機(jī)械和流體故障的癥狀，相當(dāng)于現(xiàn)場(chǎng)泵系統(tǒng)。

兩個(gè)系統(tǒng)并行安裝，一個(gè)正常運(yùn)行，另一個(gè)設(shè)計(jì)重現(xiàn)各種故障，便于實(shí)驗(yàn)室了解故障癥狀并進(jìn)行泵診斷研究。

由于用戶可以在一個(gè)受控的測(cè)試環(huán)境中單獨(dú)或組合植入各種故障故障，因此它是一種可以在短時(shí)間內(nèi)解決故障分析的研究和經(jīng)驗(yàn)的試驗(yàn)設(shè)備。

1：簡(jiǎn)介

1. PT585配置

該系統(tǒng)由一個(gè)驅(qū)動(dòng)水泵-聯(lián)軸器器-離心式水泵-管道-水箱的三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)并聯(lián)配置。這兩個(gè)系統(tǒng)可以獨(dú)立分離和運(yùn)行，但同時(shí)運(yùn)行允許一個(gè)系統(tǒng)正常運(yùn)行，另一個(gè)系統(tǒng)在安裝了故障部件的情況下運(yùn)行，因此對(duì)故障和正常條件進(jìn)行直接比較測(cè)試是一個(gè)很大的優(yōu)勢(shì)。當(dāng)管道連接到泵、水箱時(shí)，安裝膨脹節(jié)，使管道的張力不影響泵，防止系統(tǒng)出現(xiàn)不對(duì)中或結(jié)構(gòu)問題。

對(duì)于傳感器的安裝，4個(gè)壓力傳感器、4個(gè)溫度傳感器、2個(gè)流量傳感器和4個(gè)振動(dòng)傳感器都牢固地安裝在管道系統(tǒng)中。

另外，兩臺(tái)泵組還分別提供了一個(gè)內(nèi)置速度控制器、信號(hào)控制器和數(shù)據(jù)采集器的控制箱。箱內(nèi)有兩個(gè)驅(qū)動(dòng)器（VVVF驅(qū)動(dòng)器），安裝壓力、溫度、振動(dòng)傳感器變送器，信號(hào)輸出連接到多通道DAQ，保存數(shù)據(jù)。通過根據(jù)泵系統(tǒng)的速度實(shí)時(shí)收集數(shù)據(jù)和后處理數(shù)據(jù)，可以分析泵的流體和振動(dòng)現(xiàn)象。

在電機(jī)的三相電源線上安裝一個(gè)高性能CT，輸出與電機(jī)電流變化成正比的信號(hào)，可以進(jìn)行電機(jī)電流頻譜分析（MCSA）。數(shù)據(jù)采集時(shí)，將筆記本電腦連接到控制器的USB輸出端，所有實(shí)驗(yàn)都準(zhǔn)備就緒。

2. 特點(diǎn)

• 系統(tǒng)穩(wěn)定，有多年的工作經(jīng)驗(yàn)。

• 使用水箱的透明材料可視化水流。

• 通過正常系統(tǒng)和故障系統(tǒng)的并行操作，立即比較故障現(xiàn)象。

• 模塊化故障部件供應(yīng)。

• 易于更換零件。

• 安裝所有傳感器，用于動(dòng)態(tài)研究（壓力、溫度、流量、振動(dòng)、電流）。

• 內(nèi)置的DAQ不需要一個(gè)單獨(dú)的分析儀。

3. 模擬器的使用

VPTS系列試驗(yàn)臺(tái)可廣泛應(yīng)用于研究泵系統(tǒng)中的各種機(jī)械和流體故障現(xiàn)象，并開發(fā)預(yù)防性維護(hù)技術(shù)。

• 不平衡學(xué)習(xí)的影響研究

• 軸不對(duì)中影響的研究

• 基于軸承故障的信號(hào)處理方法的研究

• 耦合效應(yīng)研究

• 機(jī)械松動(dòng)和軟腳研究

• 氣蝕現(xiàn)象

• 基于泵葉輪損傷的缺陷檢測(cè)的研究

• 根本原因分析（RCA）

• 傳感器的安裝和最佳測(cè)量位置的選擇的技術(shù)

• 振動(dòng)分析測(cè)量技術(shù)

• 機(jī)器健康監(jiān)測(cè)研究

• 電動(dòng)機(jī)電流信號(hào)分析

4. 主要出現(xiàn)在泵組中的故障現(xiàn)象，以及如何在模擬器中實(shí)現(xiàn)它們。

4.1. 不平衡

泵系統(tǒng)中的不平衡通常由以下原因引起：

• 葉輪磨損不均勻（如變形或葉片斷裂）。ü

• 聯(lián)軸器不良、跳動(dòng)、變形ü

• 電機(jī)轉(zhuǎn)子不良。ü

在PT585中，提供了以下故障部件，以實(shí)現(xiàn)不平衡。

葉輪斷裂缺失

在法蘭聯(lián)軸器上安裝不平衡質(zhì)量（法蘭聯(lián)軸器上的M6螺紋孔）

轉(zhuǎn)子不平衡電機(jī)

4.2. 不對(duì)中

泵組系統(tǒng)的不對(duì)中通常是由于以下原因之一：

• 對(duì)中作業(yè)方法不正確。

• 管道應(yīng)力。

• 軟腳。

• 泵本身或泵內(nèi)部的熱膨脹。

  
  

借助PT585中的對(duì)中機(jī)構(gòu)，可以深入研究不對(duì)中的影響。

泵組系統(tǒng)的軸對(duì)準(zhǔn)使用激光對(duì)準(zhǔn)設(shè)備提供的條件，但安裝了一個(gè)對(duì)準(zhǔn)機(jī)構(gòu)，以允許軸不對(duì)準(zhǔn)的實(shí)驗(yàn)。

安裝千斤頂螺栓機(jī)構(gòu)和百分表，通過移動(dòng)電機(jī)底座，即移動(dòng)側(cè)、上、下、左、右等方式，由于軸不對(duì)中進(jìn)行振動(dòng)實(shí)驗(yàn)。通過百分表可以知道不對(duì)準(zhǔn)的程度，并在研究了不對(duì)中效應(yīng)后，用它準(zhǔn)確地回到對(duì)準(zhǔn)條件。

對(duì)于不對(duì)中試驗(yàn)，只需松開電機(jī)固定螺栓，使用對(duì)中控制旋鈕根據(jù)刻度表的指示值進(jìn)行平行或角度錯(cuò)位試驗(yàn)，然后返回到對(duì)準(zhǔn)狀態(tài)。

除了由于不對(duì)中引起的振動(dòng)分析外，還可以利用管道上的壓力、流量、溫度傳感器和安裝在電機(jī)電力線上的電流傳感器（CT）的數(shù)據(jù)來研究功耗增加等物理變化。

4.3. 軸承故障

離心泵的軸承問題通常是由于以下原因之一：

• 安裝不正確。ü

• 潤(rùn)滑劑或潤(rùn)滑脂有缺陷。ü

• 油脂或潤(rùn)滑劑的顆粒污染。ü

• 高溫ü。

• 過度不對(duì)中和不平衡ü

• 軸承選擇不當(dāng)。

在PT585中，準(zhǔn)備了以下措施和故障部件來測(cè)量由軸承故障缺陷引起的振動(dòng)。

在電機(jī)和泵的軸承位置，預(yù)先加工銑平振動(dòng)傳感器的安裝位置的基座。

振動(dòng)傳感器預(yù)先配備安裝螺紋孔。

故障軸承套件：用于植入泵和電機(jī)的故障軸承組件，用戶可更換。

軸承故障的電機(jī)。

植入有故障軸承的泵。

軸承類型有缺陷：

外圈缺陷：如圖所示，內(nèi)圈寬度為0.3mm，深度為0.5mm，長(zhǎng)度為5mm。軸承與實(shí)線處理，加工尺寸可協(xié)調(diào)。

內(nèi)圈缺陷：如圖所示，寬度0.3mm，深度0.5mm，長(zhǎng)度5mm實(shí)線軸承處理，加工尺寸可協(xié)調(diào)。

球形缺陷：如圖所示，寬度0.3mm，深度0.5mm，長(zhǎng)度5mm實(shí)線軸承，加工尺寸可協(xié)調(diào)

內(nèi)圈故障                    外圈故障          滾珠故障

帶顆粒的軸承：潤(rùn)滑劑污染

4.4. 泄漏情況

在大多數(shù)情況下，離心泵的泄漏來源于機(jī)械密封。造成密封件泄漏的原因如下。

• 由于不平衡或不平衡而引起的高振動(dòng)ü

• 安裝不正確ü

• 在無負(fù)載或干燥條件下操作泵組時(shí)

• 密封件過熱。ü

• 選擇了錯(cuò)誤的密封件

在PT585中，為泄漏測(cè)試準(zhǔn)備了以下措施和部件。

ü

在泵上安裝排水管以處理泄漏ü

機(jī)械密封供應(yīng)ü

不對(duì)中調(diào)節(jié)基座

4.5. 松動(dòng)

泵組系統(tǒng)的松動(dòng)現(xiàn)象通常是由以下原因之一引起的：

• 軸承過度磨損。

• 葉輪腐蝕。

• 軸承或軸承座的選擇不當(dāng)。

在PT585中，它可以用以下方法進(jìn)行復(fù)現(xiàn)來進(jìn)行松動(dòng)實(shí)驗(yàn)。

故障軸承可選供應(yīng)ü

故障葉輪可選供應(yīng)

4.6. 結(jié)構(gòu)問題

泵系統(tǒng)結(jié)構(gòu)松動(dòng)通常由以下原因之一引起：ü

• 基礎(chǔ)不良，基礎(chǔ)差ü

• 底板變形或扭曲

• 臺(tái)架支架或防震裝置的磨損

• 松開螺栓，可形成軟腳

在PT585中，結(jié)構(gòu)性問題可以通過以下方式進(jìn)行重現(xiàn)。

泵底座固定螺釘松動(dòng)

電機(jī)底座固定螺釘松動(dòng)

電機(jī)固定底座的軟腳處理（訂購(gòu)時(shí)偏差量）

4.7. 流體動(dòng)態(tài)問題

離心泵中的流體問題各不相同，通常由以下原因之一引起：

汽蝕

負(fù)荷過重

流動(dòng)紊流

泵組設(shè)計(jì)不合理，操作不當(dāng)

在PT585中，流體問題可以以以下方式重現(xiàn)。

汽蝕模擬

通過閥門控制來改變操作條件

通過速度控制來改變操作條件

5. 試驗(yàn)臺(tái)標(biāo)準(zhǔn)配件

6.技術(shù)參數(shù)