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1、状态监测与故障诊断(第七章),石油大学（北京）梁伟 联系方式：13910156270新综合科研楼624,第七章 用振动法对采油场设备的诊断,一、诊断注水泵、往复泵的轴承、轴等部件二、诊断发动机，如T815型车载、天然气发动机三、对抽油机齿轮箱的诊断四、对输油管线的泄漏诊断五、对管、杆磨损状态的静态诊断,一、诊断注水泵、往复泵的轴承、轴等部件,注水泵振动测点布置图,往复泵振动测点布置图,天燃气压缩机G3068TA-HOS-6测点图,内圈：外圈：滚珠：,fa轴的旋转频率；d 滚动体直径；D 轴承的节径；接触角,1 诊断滚动轴承,2、滑动轴承 油膜涡动：0.5 fr fr轴频 气隙间振：0.8 fr
2、 磨损严重：0.2 fr0.9fr3、轴不平衡:fr fr轴频4、轴不对中：2fr fr轴频5、转子松动：nfr n=2,3,二、诊断T815型车载、天然气等发动机,1、诊断发动机供油角 测试原理：振动传感器放在某缸缸盖；光电传感器放置在各缸基准点，对准飞轮贴在该缸上止点处的反光片，同时进行测量。,振动波形前沿与转速脉冲前沿之间形成的角度，即为供油提前角。可判断供油提前、落后的情况。,2、诊断发动机爆燃、熄火、气门间隙大小 根据燃烧产生冲击振动、气门落座时产生冲击振动的大小。,发动机爆燃,发动机熄火,三、对抽油机齿轮箱的诊断,抽油机齿轮箱最大特点是，频率成份fm、fr是以调幅、调频的形式存在于
3、频谱中的，因此诊断的关键是解调分析。1）线性相加：cos(fmt)+cos(frt)2）调幅：fm载波 fr调幅波(1+A1sin(frt)A2sin(fmt)=A2sin(fmt)+0.5A1A2（cos(fm+fr)-cos(fm-fr)）3）调频：A1sin(fmt+A2sin(frt)fm载波 fr调频波,齿轮箱故障特征：啮合频率fm=frz，为载波 轴频：fr，为调制波,四、对输油管线泄漏的诊断,1 负压波法诊断原理,2 诊断系统组成 压力传感器+采集系统+同步系统+通迅系统+工作站,3 诊断系统的特点 1）采用先进的双扭环采集技术，确保采集频率可达到10K，这样采集分辩率可达1万点
4、/秒，每米波长能以33点进行描述，可对微小泄漏信号进行识别。2）采用神经网络方法对特有噪声模式进行记忆，并建立管线全局噪声点结构图，对可能出现的泵、阀起动噪声进行智能判别。,管线泄漏诊断系统,捕捉到的泄漏波形,五、对管、杆磨损的静态诊断,1 系统组成 1)环扣式压电晶体传感器；2)冲击力锤；3)多通道信号采集仪；4)频响函数软件分析系统。,环扣式压电晶体传感器,冲击力锤,多通道信号采集仪,频响函数软件,x(t),y(t),频响函数:h(f)=y(f)x(f)/x(f)x(f),2 频响函数法原理,在杆、管一端A使用力锤敲击，测得冲击信号x(t)；在另一端B用环扣传感器采集产生的响应信号y(t),并求两信号的频响函数h(f):h(f)=y(f)x(f)/x(f)x(f)其中：y(f)y(t)的付氏变换；x(f)x(t)的付氏变换，x(f)x(f)的共轭复数。,频响函数h(f)反应了管、杆的结构、模态特性。对于正常、没有磨损的管、杆，h(f)为一确定的频谱分布序列；而当发生磨损、损伤等结构性变化后，则h(f)也必然要发生变化。根据这一原理，可以通过实验建立起不同损伤状态管、杆的频响函数库，并在以后的根据此库对相应磨损状态进行评价。,力锤敲击测得的冲击信号x(t),冲击脉冲响应信号y(t),频响函数h(f)反应了抽油杆的结构特性。,谢 谢！,
