泵組系統是工業生產過程中的基本設施，設備的維護將是提高生產力的一項重要任務。為了有效地管理維護泵浦設備，研究泵系統故障并進行狀態預測對于減少停機時間非常重要。這將需要大量的時間和精力來研究泵系統的動態，并獲得故障排除的經驗，而不影響工廠的生產或利潤。VPTS（泵振動測試模擬試驗臺）是一種創新的設備，旨在研究泵的機械和流體故障的癥狀，相當于現場泵系統。

兩個系統并行安裝，一個正常運行，另一個設計重現各種故障，便于實驗室了解故障癥狀并進行泵診斷研究。

由于用戶可以在一個受控的測試環境中單獨或組合植入各種故障故障，因此它是一種可以在短時間內解決故障分析的研究和經驗的試驗設備。

1：簡介

1. PT585配置

該系統由一個驅動水泵-聯軸器器-離心式水泵-管道-水箱的三相感應電動機并聯配置。這兩個系統可以獨立分離和運行，但同時運行允許一個系統正常運行，另一個系統在安裝了故障部件的情況下運行，因此對故障和正常條件進行直接比較測試是一個很大的優勢。當管道連接到泵、水箱時，安裝膨脹節，使管道的張力不影響泵，防止系統出現不對中或結構問題。

對于傳感器的安裝，4個壓力傳感器、4個溫度傳感器、2個流量傳感器和4個振動傳感器都牢固地安裝在管道系統中。

另外，兩臺泵組還分別提供了一個內置速度控制器、信號控制器和數據采集器的控制箱。箱內有兩個驅動器（VVVF驅動器），安裝壓力、溫度、振動傳感器變送器，信號輸出連接到多通道DAQ，保存數據。通過根據泵系統的速度實時收集數據和后處理數據，可以分析泵的流體和振動現象。

在電機的三相電源線上安裝一個高性能CT，輸出與電機電流變化成正比的信號，可以進行電機電流頻譜分析（MCSA）。數據采集時，將筆記本電腦連接到控制器的USB輸出端，所有實驗都準備就緒。

2. 特點

• 系統穩定，有多年的工作經驗。

• 使用水箱的透明材料可視化水流。

• 通過正常系統和故障系統的并行操作，立即比較故障現象。

• 模塊化故障部件供應。

• 易于更換零件。

• 安裝所有傳感器，用于動態研究（壓力、溫度、流量、振動、電流）。

• 內置的DAQ不需要一個單獨的分析儀。

3. 模擬器的使用

VPTS系列試驗臺可廣泛應用于研究泵系統中的各種機械和流體故障現象，并開發預防性維護技術。

• 不平衡學習的影響研究

• 軸不對中影響的研究

• 基于軸承故障的信號處理方法的研究

• 耦合效應研究

• 機械松動和軟腳研究

• 氣蝕現象

• 基于泵葉輪損傷的缺陷檢測的研究

• 根本原因分析（RCA）

• 傳感器的安裝和最佳測量位置的選擇的技術

• 振動分析測量技術

• 機器健康監測研究

• 電動機電流信號分析

4. 主要出現在泵組中的故障現象，以及如何在模擬器中實現它們。

4.1. 不平衡

泵系統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

• 聯軸器不良、跳動、變形ü

• 電機轉子不良。ü

在PT585中，提供了以下故障部件，以實現不平衡。

葉輪斷裂缺失

在法蘭聯軸器上安裝不平衡質量（法蘭聯軸器上的M6螺紋孔）

轉子不平衡電機

4.2. 不對中

泵組系統的不對中通常是由于以下原因之一：

• 對中作業方法不正確。

• 管道應力。

• 軟腳。

• 泵本身或泵內部的熱膨脹。

  
  

借助PT585中的對中機構，可以深入研究不對中的影響。

泵組系統的軸對準使用激光對準設備提供的條件，但安裝了一個對準機構，以允許軸不對準的實驗。

安裝千斤頂螺栓機構和百分表，通過移動電機底座，即移動側、上、下、左、右等方式，由于軸不對中進行振動實驗。通過百分表可以知道不對準的程度，并在研究了不對中效應后，用它準確地回到對準條件。

對于不對中試驗，只需松開電機固定螺栓，使用對中控制旋鈕根據刻度表的指示值進行平行或角度錯位試驗，然后返回到對準狀態。

除了由于不對中引起的振動分析外，還可以利用管道上的壓力、流量、溫度傳感器和安裝在電機電力線上的電流傳感器（CT）的數據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

• 潤滑劑或潤滑脂有缺陷。ü

• 油脂或潤滑劑的顆粒污染。ü

• 高溫ü。

• 過度不對中和不平衡ü

• 軸承選擇不當。

在PT585中，準備了以下措施和故障部件來測量由軸承故障缺陷引起的振動。

在電機和泵的軸承位置，預先加工銑平振動傳感器的安裝位置的基座。

振動傳感器預先配備安裝螺紋孔。

故障軸承套件：用于植入泵和電機的故障軸承組件，用戶可更換。

軸承故障的電機。

植入有故障軸承的泵。

軸承類型有缺陷：

外圈缺陷：如圖所示，內圈寬度為0.3mm，深度為0.5mm，長度為5mm。軸承與實線處理，加工尺寸可協調。

內圈缺陷：如圖所示，寬度0.3mm，深度0.5mm，長度5mm實線軸承處理，加工尺寸可協調。

球形缺陷：如圖所示，寬度0.3mm，深度0.5mm，長度5mm實線軸承，加工尺寸可協調

內圈故障                    外圈故障          滾珠故障

帶顆粒的軸承：潤滑劑污染

4.4. 泄漏情況

在大多數情況下，離心泵的泄漏來源于機械密封。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ü

• 安裝不正確ü

• 在無負載或干燥條件下操作泵組時

• 密封件過熱。ü

• 選擇了錯誤的密封件

在PT585中，為泄漏測試準備了以下措施和部件。

ü

在泵上安裝排水管以處理泄漏ü

機械密封供應ü

不對中調節基座

4.5. 松動

泵組系統的松動現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。

在PT585中，它可以用以下方法進行復現來進行松動實驗。

故障軸承可選供應ü

故障葉輪可選供應

4.6. 結構問題

泵系統結構松動通常由以下原因之一引起：ü

• 基礎不良，基礎差ü

• 底板變形或扭曲

• 臺架支架或防震裝置的磨損

• 松開螺栓，可形成軟腳

在PT585中，結構性問題可以通過以下方式進行重現。

泵底座固定螺釘松動

電機底座固定螺釘松動

電機固定底座的軟腳處理（訂購時偏差量）

4.7. 流體動態問題

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

負荷過重

流動紊流

泵組設計不合理，操作不當

在PT585中，流體問題可以以以下方式重現。

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. 試驗臺標準配件

6.技術參數