基于多源信息融合的往复泵泵阀失效机理及诊断方法研究

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1、学号：12105401常州大学硕士学位论文基于多源信息融合的往复泵泵阀失效机理及诊断方法研究研究生:董雪指导老师:裴峻峰学科、专业名称：化工过程机械研究方向：石油石化装备可靠性2015年4月Researchofthereciprocatingpumpvalvefailuremechanismanddiagnosismethodbasedonmulti-sourceinformationfusionADissertationSubmittedtoChangzhouUniversityByDong-xue(ChemicalProcessMach

2、inery)DissertationSupervisor:Prof.PeiJun-fengApr，2015常州大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文是本人在导师指导下独立进行的研究工作及取得的研究成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在论文中以明确方式标明。本人已完全意识到本声明的法律结果由本人承担。作者签名：签字日期：年月日学位论文版权使用授权的说明本学位论文作者完全了解常州大学有关保留、使用学位论文的规定，即：研究生在校攻读学位期

3、间论文工作的知识产权单位属常州大学。学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。学校可以公布学位论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编本学位论文。保密论文注释：本学位论文属于保密范围，在年解密后适用本授权书。非保密论文注释：本学位论文不属于保密范围，适用本授权书。学位论文作者签名：签字日期：年月日导师签名：签字日期：年月日中文摘要往复泵泵阀作为液力端的核心部件，其工作性能的好坏直接影响泵的工作性能和使用寿命。因此，开展对往复泵泵阀的研究工作是十分必要的。通过研究泵阀的损伤机理、

4、故障诊断新方法，对于提高往复泵使用寿命，有十分重要的意义。本文依托国家自然科学基金项目“钻井泵关键部件的损伤机理及诊断技术研究”，开展了对往复泵液力端关键部件泵阀的损伤机理和诊断方法研究。本文以BW-250型三缸单作用往复泵为研究对象，利用LabVIEW及DAQ采集助手，连接加速度及位移传感器，自主开发了往复泵泵阀运动信号测试和采集系统，能较好的实现在线采集、信号处理和数据存储等功能，操作简单，界面友好。泵阀的振动信号中含有泵阀失效的重要信息，试验通过模拟活塞泄漏、弹簧断裂和阀盘磨损三类故障，对四个冲次下阀盘正常和故障情况下的加速度和位移信

5、号进行采集分析，运用支持向量机信息融合方法对往复泵泵阀进行故障诊断。通过融合加速度和位移的计算指标（有效值、偏度、裕度）作为特征向量，成功实现了故障模式的识别，与单传感器诊断效果比较，体现了多源信息融合的优势。最后，利用FLUENT软件模拟往复泵液力端工作过程中的流场及壁面磨损规律，并进行试验验证，分析易损件的失效机理，为泵阀的使用和设计提供科学依据。以上研究结果表明：本文提出将计算指标作为特征向量诊断泵阀故障准确有效，支持向量机多源信息融合诊断能够提高诊断的准确率。往复泵泵阀在开启过程中，阀盘底角处流体流速最大，受到泥浆的冲刷作用最强，密

6、封圈容易被撕裂造成泄漏。缸套磨损主要发生在上表面近出口处，活塞在流体压力及固体磨粒磨硬的双重作用下失效。关键词：往复泵；泵阀；信息融合；失效机理；诊断方法；支持向量机；FluentIABSTRACTReciprocatingpumpasacorecomponentoffluidend,itsperformancedirectlyaffectsworkperformanceandservicelifeofthepump.Therefore,tocarryoutresearchworkonthereciprocatingpumpvalveise

7、ssential.Throughresearchtofoundthemechanismofvalvedamage,anewmethodoffaultdiagnosis,forimprovingthereciprocatingpumplifehasaveryimportantsignificance.Thispapercarriedoutexperimentalandtheoreticalstudyofthekeycomponentsofthereciprocatingpumpfluidendpumpvalvedamagemechanisms

8、,whichbasedonNSFC(NaturalScienceFoundationofChina)”DamageMechanismandDiagnosticTechniques