中國報(bào)告大廳網(wǎng)訊，在2025年，隨著工業(yè)自動(dòng)化和智能化的快速發(fā)展，潛水泵行業(yè)正朝著高效、節(jié)能和智能化方向邁進(jìn)。在這一背景下，潛水泵的故障診斷技術(shù)成為提升設(shè)備可靠性和運(yùn)行效率的關(guān)鍵。通過引入多源信號(hào)分析和智能化監(jiān)測系統(tǒng)，潛水泵的故障檢測和預(yù)防能力得到了顯著提升。本文通過對(duì)立式潛水泵軸承磨損故障的試驗(yàn)研究，探討了多源信號(hào)特征在故障診斷中的應(yīng)用，為潛水泵行業(yè)的智能化發(fā)展提供了重要參考。
《2025-2030年中國潛水泵行業(yè)市場深度研究與戰(zhàn)略咨詢分析報(bào)告》指出，潛水泵作為一種廣泛應(yīng)用于工業(yè)和民用領(lǐng)域的設(shè)備，其運(yùn)行狀態(tài)的穩(wěn)定性和可靠性直接影響到生產(chǎn)效率和經(jīng)濟(jì)效益。近年來，隨著潛水泵使用環(huán)境的復(fù)雜化和運(yùn)行時(shí)間的延長，軸承磨損等機(jī)械故障頻發(fā)，給企業(yè)帶來了巨大的經(jīng)濟(jì)損失。因此，開發(fā)高效的故障檢測技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)潛水泵運(yùn)行狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)測和故障預(yù)警，成為行業(yè)發(fā)展的迫切需求。通過引入多源信號(hào)分析和智能化監(jiān)測系統(tǒng)，可以有效提升潛水泵的故障診斷能力和運(yùn)行效率，降低維護(hù)成本。
為了深入研究潛水泵軸承磨損故障的特征，本研究以立式井用潛水泵為對(duì)象，構(gòu)建了多源狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)，并開展了模擬故障和實(shí)際故障試驗(yàn)。試驗(yàn)中，通過定制游隙增大的軸承和選取服役失效的軸承，構(gòu)建了典型的故障樣本，并同步采集了潛水泵在多工況下的電壓、電流、振動(dòng)和溫度信號(hào)。
(一)試驗(yàn)對(duì)象與方案
試驗(yàn)采用的潛水泵型號(hào)為4SD3/62，該泵具有排量大、揚(yáng)程高的特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于油氣開采和深井提水作業(yè)。試驗(yàn)中，通過加工模擬故障軸承和選取實(shí)際磨損軸承，開展了軸承故障試驗(yàn)。試驗(yàn)方案包括正常狀態(tài)下的基準(zhǔn)試驗(yàn)和軸承故障試驗(yàn)，覆蓋了20%~160%額定流量的工況范圍。
(二)測試系統(tǒng)方案
試驗(yàn)的測試系統(tǒng)分為井上和井下兩部分。井上部分主要采集電氣信號(hào)和井口壓力信號(hào)，而井下部分則采集振動(dòng)和溫度信號(hào)。通過同步采集三相電壓、電流、徑向和軸向振動(dòng)、電動(dòng)機(jī)溫度及出口壓力等多源信號(hào)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)潛水泵運(yùn)行狀態(tài)的全面監(jiān)測。
通過對(duì)采集到的多源信號(hào)進(jìn)行時(shí)域和頻域分析，揭示了潛水泵軸承磨損故障的特征。分析結(jié)果表明，軸承故障在振動(dòng)信號(hào)和電流信號(hào)上表現(xiàn)出顯著的特征變化。
(一)振動(dòng)信號(hào)特征
軸承故障后，振動(dòng)信號(hào)的整體幅值顯著增大，其中徑向振動(dòng)的轉(zhuǎn)頻幅值和軸向振動(dòng)的轉(zhuǎn)頻倍頻幅值顯著增加。這表明軸承松動(dòng)是故障的主要特征之一。此外，正常情況下較為突出的6倍轉(zhuǎn)頻在故障情況下變得不明顯，進(jìn)一步證實(shí)了軸承故障對(duì)振動(dòng)信號(hào)的影響。
(二)電流信號(hào)特征
潛水泵行業(yè)現(xiàn)狀分析指出，軸承故障在電流信號(hào)上表現(xiàn)為對(duì)基頻的調(diào)制現(xiàn)象，尤其是在4倍轉(zhuǎn)頻處的調(diào)制較為明顯。這一特征可以作為軸承故障的有效診斷依據(jù)。通過對(duì)比不同流量工況下的電流頻譜，發(fā)現(xiàn)該特征在各類流量下都能較好地診斷出軸承故障。
通過對(duì)立式潛水泵軸承磨損故障的試驗(yàn)研究和多源信號(hào)特征分析，得出以下結(jié)論：
潛水泵軸承故障在振動(dòng)信號(hào)和電流信號(hào)上表現(xiàn)出顯著的特征變化，這些變化可以作為故障診斷的重要依據(jù)。
振動(dòng)信號(hào)中，徑向振動(dòng)的轉(zhuǎn)頻幅值和軸向振動(dòng)的轉(zhuǎn)頻倍頻幅值顯著增加，表明軸承松動(dòng)是故障的主要特征之一。
電流信號(hào)中，基頻的4倍轉(zhuǎn)頻調(diào)制現(xiàn)象明顯，可以作為軸承故障的有效診斷特征。
多源信號(hào)分析和智能化監(jiān)測系統(tǒng)為潛水泵的故障診斷提供了有力支持，能夠有效提升設(shè)備的運(yùn)行可靠性和維護(hù)效率。
隨著潛水泵行業(yè)的不斷發(fā)展，智能化故障診斷技術(shù)將發(fā)揮越來越重要的作用。未來，應(yīng)進(jìn)一步優(yōu)化監(jiān)測系統(tǒng)，提高故障診斷的準(zhǔn)確性和實(shí)時(shí)性，為潛水泵的安全運(yùn)行提供更有力的保障。
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