往復(fù)式活塞隔膜泵單向閥故障自動(dòng)診斷技術(shù)

從分析往復(fù)式活塞隔膜泵及其潤(rùn)滑系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能入手,結(jié)合實(shí)例,介紹了往復(fù)式活塞隔膜泵潤(rùn)滑系統(tǒng)中動(dòng)力端十字頭的摩擦功率損失、潤(rùn)滑系統(tǒng)各部分的壓力損失、潤(rùn)滑油箱的散熱面積及散熱量等參數(shù)的設(shè)計(jì)計(jì)算方法,提出了動(dòng)力端曲軸軸承潤(rùn)滑的設(shè)計(jì)參考數(shù)據(jù)。

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)持續(xù)增長(zhǎng),國(guó)內(nèi)的礦山、有色、化工等領(lǐng)域不斷發(fā)展壯大,其中用于礦漿輸送、氧化鋁溶出、化工反應(yīng)爐喂料等方面的往復(fù)式活塞隔膜泵也得到了大量應(yīng)用,但是在工業(yè)運(yùn)行中設(shè)備動(dòng)力端也出現(xiàn)了多次大的機(jī)械故障,由于隔膜泵是各個(gè)工藝系統(tǒng)中的心臟設(shè)備,造成的損失和危害很大。為解決這一問題,文章提出了一種新型結(jié)構(gòu)的動(dòng)力端設(shè)計(jì)方案,來進(jìn)行動(dòng)力端結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)和探索。

簡(jiǎn)要介紹了隔膜泵的結(jié)構(gòu)及工作原理,重點(diǎn)討論了泵閥參數(shù)的設(shè)計(jì)方法及確定原則,分析研究了閥件在使用中的主要損壞形式、產(chǎn)生原因及相應(yīng)的改進(jìn)方法。為泵閥設(shè)計(jì)與檢修提供了理論分析和參考意見。

華銀鋁公司赤泥隔膜泵維修中存在單向閥螺栓拆卸和安裝困難難題,不僅檢修時(shí)間長(zhǎng),耗費(fèi)人力多,給華銀鋁的安全穩(wěn)定生產(chǎn)帶來了重大影響。文章主要通過對(duì)單向閥螺栓在泵運(yùn)行時(shí)受力情況分析,重新設(shè)計(jì)改進(jìn)單向閥螺栓,及論證在該工況下,對(duì)改進(jìn)的螺栓強(qiáng)度和疲勞強(qiáng)度進(jìn)行校核,確認(rèn)其是否滿足安全運(yùn)行要求,是否能解決單向閥螺栓拆卸困難問題。

簡(jiǎn)要介紹了隔膜泵內(nèi)單向閥的工作環(huán)境,分析研究了單向閥閥座和閥錐在使用中的主要損壞形式、產(chǎn)生原因及相應(yīng)的改進(jìn)方法,為隔膜泵單向閥的設(shè)計(jì)與檢修提供了參考。

建立了往復(fù)式隔膜泵球閥運(yùn)動(dòng)規(guī)律的數(shù)學(xué)模型。該模型解決了球閥在開啟和關(guān)閉階段升程為零的方程奇點(diǎn)問題,因而這種球閥運(yùn)動(dòng)規(guī)律的數(shù)學(xué)模型更加完整。此外還編制了仿真程序,并對(duì)zgl50/135-k140-2sm350hd軟管隔膜泵進(jìn)行了仿真試驗(yàn),最后比較了同等條件下的仿真與實(shí)測(cè)結(jié)果,二者基本相符。

針對(duì)高壓隔膜泵進(jìn)口單向閥存在的缺陷,改進(jìn)為自定位組合式結(jié)構(gòu),方便檢修。

采用三維建模技術(shù)建立隔膜泵曲柄滑塊機(jī)構(gòu)數(shù)字化模型,結(jié)合虛擬樣機(jī)技術(shù)對(duì)隔膜泵曲柄滑塊機(jī)構(gòu)進(jìn)行仿真,對(duì)連桿和十字頭部分的負(fù)荷進(jìn)行計(jì)算機(jī)模擬,從而為隔膜泵十字頭的設(shè)計(jì)打下基礎(chǔ)。

2007年初板石礦業(yè)有限公司選礦廠進(jìn)行了擴(kuò)建工程,新建了1個(gè)磨選系列,并對(duì)破碎機(jī)進(jìn)行更新改造。為保證尾礦輸送系統(tǒng)的正常進(jìn)行,使用了新型尾礦輸送設(shè)備——隔膜泵。

柱塞往復(fù)式增壓泵是現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用最多的一種泵,這種增壓泵具有運(yùn)行區(qū)域調(diào)整方便高效、運(yùn)行平穩(wěn)、安全可靠等特點(diǎn)。通過對(duì)柱塞往復(fù)式增壓泵的現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用效果分析,使增壓泵在合理區(qū)運(yùn)行,達(dá)到高效注水,對(duì)增壓泵的現(xiàn)場(chǎng)管理和應(yīng)用具有重要的指導(dǎo)作用。

從振動(dòng)信號(hào)分析角度對(duì)往復(fù)式活塞隔膜泵的故障診斷進(jìn)行探討。因?yàn)橥鶑?fù)式活塞隔膜泵磨損故障時(shí)的工作信號(hào)具有強(qiáng)非線性、非平穩(wěn)性的特點(diǎn),因而引入小波分形技術(shù)進(jìn)行研究。研究磨損發(fā)展?fàn)顩r下的隔膜泵的故障特征,對(duì)不同磨損間隙時(shí)系統(tǒng)振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行小波重構(gòu),并計(jì)算關(guān)聯(lián)維數(shù)。研究發(fā)現(xiàn)磨損故障的特征頻帶在高頻段,并可以以高頻段的關(guān)聯(lián)維數(shù)作為狀態(tài)監(jiān)測(cè)的特征參數(shù)。結(jié)果表明小波分形技術(shù)能有效地監(jiān)測(cè)磨損故障的發(fā)生和發(fā)展。

本文主要通過對(duì)隔膜室螺栓在泵運(yùn)行的情況下進(jìn)行受力分析,以及在該工況下對(duì)其進(jìn)行強(qiáng)度和疲勞強(qiáng)度校核,確認(rèn)其是否滿足現(xiàn)有工況下隔膜泵的運(yùn)行要求。

在水介質(zhì)中不改變活塞行程的條件下,利用單因素法,對(duì)不同活塞與閥球直徑比值進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究,測(cè)量出不同直徑比條件下的計(jì)量誤差,從中找出相應(yīng)條件下活塞直徑與閥球直徑的最佳比例關(guān)系,并給出了其擬合曲線圖及數(shù)學(xué)公式,供柱塞泵設(shè)計(jì)人員參考。

在水介質(zhì)中不改變活塞的行程的條件下,利用單因素法原理,對(duì)設(shè)計(jì)的不同活塞與閥球直徑的比值進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究,測(cè)量出不同直徑比值條件下的計(jì)量誤差,從中找出相應(yīng)條件下活塞直徑與閥球直徑的最佳比例關(guān)系,并給出了其擬合曲線圖及數(shù)學(xué)公式,供柱塞泵設(shè)計(jì)人員參考。

對(duì)實(shí)際應(yīng)用管道進(jìn)行了簡(jiǎn)化,分析了管道系統(tǒng)振動(dòng)的原因,闡述了矩陣轉(zhuǎn)移法的基本原理及應(yīng)用范圍,應(yīng)用matlab進(jìn)行了分析計(jì)算。最后得出振動(dòng)原因?yàn)橐褐逃蓄l率跟管道固有頻率接近,二者產(chǎn)生共振,從而引發(fā)管道共振,也從工程角度驗(yàn)證了矩陣轉(zhuǎn)移法在解決復(fù)雜管系液柱固有頻率的正確性及有效性。

往復(fù)式壓縮機(jī)是化工行業(yè)重要的設(shè)備之一。壓縮機(jī)能否正常工作,很大程度上取決于氣閥的工作性能。本文對(duì)往復(fù)式壓縮機(jī)氣閥性能、故障原因分析、故障實(shí)例等方面進(jìn)行了論述。

意大利新比隆公司設(shè)計(jì)制造的2ha/2往復(fù)式壓縮機(jī),氣閥故障頻發(fā),主要表現(xiàn)為氣閥漏氣、閥片斷裂。1.ⅰ級(jí)排氣閥彈簧剛度分析彈簧是保證氣閥在正確的時(shí)間開啟,氣閥設(shè)計(jì)時(shí)彈簧是根據(jù)工作壓力、轉(zhuǎn)速、流速查表得到的一個(gè)范圍值,并不能精確計(jì)算。

針對(duì)往復(fù)式隔膜泵故障的多元性、不確定性和并發(fā)性的特點(diǎn),提出了基于小波包能量譜的往復(fù)式隔膜泵故障診斷方法。小波包能將振動(dòng)信號(hào)分解到不同子頻帶,通過各子頻帶信號(hào)的能量變化反映設(shè)備運(yùn)行狀況。通過采集往復(fù)式隔膜泵振動(dòng)信號(hào),進(jìn)行小波包分解為多個(gè)子頻帶,求出各頻帶的能量和能量比例,然后對(duì)比故障振動(dòng)信號(hào)和正常振動(dòng)信號(hào)的頻帶能量譜比例圖,找出發(fā)生故障的頻帶,進(jìn)而找出往復(fù)式隔膜泵的故障特征頻率,診斷出故障。實(shí)驗(yàn)表明:通過小波包能量譜對(duì)往復(fù)式隔膜泵進(jìn)行故障診斷是有效可行的。

往復(fù)式隔膜泵是管道輸送行業(yè)最主要的設(shè)備之一,同時(shí)也是最容易損壞的設(shè)備之一。往復(fù)式隔膜泵主軸運(yùn)行性能的好壞直接影響著往復(fù)式隔膜泵的運(yùn)行狀況,乃至整個(gè)管道輸送系統(tǒng)的有效運(yùn)行。提出了采用由經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解(emd)與hilbert變換相結(jié)合的hht方法,對(duì)往復(fù)式隔膜泵主軸故障進(jìn)行診斷分析,通過邊際譜有效地對(duì)設(shè)備故障進(jìn)行分析診斷。實(shí)驗(yàn)表明:通過hht方法對(duì)往復(fù)式隔膜泵主軸進(jìn)行故障診斷是有效的、可行的。

管道化輸送在節(jié)能減排與環(huán)境保護(hù)方面具有突出的優(yōu)勢(shì),已在諸多行業(yè)中獲得了應(yīng)用,并且近些年取得了突飛猛進(jìn)的發(fā)展。往復(fù)式隔膜泵作為管道化輸送的核心設(shè)備,技術(shù)的改進(jìn)與發(fā)展具有非常重大的意義。由于往復(fù)式隔膜泵的結(jié)構(gòu)和工作原理的特殊性,對(duì)于計(jì)算軟件的要求非常嚴(yán)格,作為一款性能突出的有限元軟件,adina很好的完成了各種要求并且在隔膜泵的設(shè)計(jì)中發(fā)揮了重要作用。本文主要介紹adina在隔膜泵設(shè)計(jì)中的主要應(yīng)用,突出了adina在隱式動(dòng)力學(xué)和流固耦合計(jì)算方面的強(qiáng)大優(yōu)勢(shì)。

設(shè)計(jì)一種新型隔膜計(jì)量泵單向閥，解決傳統(tǒng)單向閥在固體顆粒流體介質(zhì)中頻繁損壞的問題。3球并列的結(jié)構(gòu)形式、蓮花型閥罩、氧化鋯材料的閥座和閥球、哈氏合金彈簧、閥座與閥球采用線密封結(jié)構(gòu)；閥罩內(nèi)部圓周每隔120°開一個(gè)彈簧座及通孔，均勻分布；閥罩通過彈簧控制閥球的軸向移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)高進(jìn)低出的出料方式，使單向閥達(dá)到密封嚴(yán)密、使用周期長(zhǎng)、精度高、反應(yīng)速度快、輸送介質(zhì)能力強(qiáng)的效果。

二缸活塞式隔膜泵間歇式吸排液會(huì)引起液流脈動(dòng),從而導(dǎo)致出口管道液流脈動(dòng)加劇,影響膠管使用壽命。為此,通過對(duì)出口管道脈動(dòng)源進(jìn)行試驗(yàn)研究和分析,找出改善出口液流脈動(dòng)的最佳方案。