針對某泵站立式混流泵機組異常振動現象，采用低頻振動傳感器和電渦流傳感器，分別測試開機過程和正常運行時水泵機組下機架、泵蓋、外筒體振動以及主軸擺度。基于希爾伯特-黃變換進行試驗數據處理，獲得了測試信號位移峰峰值，通過提取穩定運行時的振動信號特征向量，對故障類型進行識別；在此基礎上，通過分析開機過程信號時頻變化情況，尋找誘發機組異常振動的故障原因.現場振動測試分析結果表明：穩定運行時機組振動頻率主要集中在轉頻附近，且主軸軸心軌跡成橢圓形，可診斷其故障類型屬于轉子不平衡；在開機過程中，主軸的軸心軌跡紊亂，開機瞬間機組的振動值為正常運行時振動值的47.3倍，據此可判斷出在此刻機組內部產生了強大的沖擊力，進而引起轉子不平衡運轉.采用希爾伯特-黃變換法能夠準確獲取水泵振動信號的時頻特征，尤其對分析處理高度非線性的被測信號具有很強的優勢，而開展開機過程中的振動測試研究，也為水泵故障診斷分析方法開辟了一條新途徑.

　　在旋轉機械中，振動信號蘊含著豐富的運行狀態信息，是狀態評估及故障分析的重要基礎.水泵機組運行中總存在著不同程度的振動，當振動超過一定限度時，就會對設備造成不同程度的危害，長期的異常振動不僅降低水泵效率，而且縮短了機組零部件的使用壽命，嚴重時甚至導致機組被迫停機.

　　目前關于水力機械振動及故障診斷的研究，或利用數值模擬方法進行仿真，或基于信號處理方法進行振動分析、識別及故障診斷.如：孔繁余等基于ANSYS軟件對轉子系統施加靜力載荷，從而分析轉子諧響應和瞬態動力學等特性.趙鵬則針對水泵的機械故障信號比較了希爾伯特-黃變換(Hilbert-Huangtransform，HHT)、第二代小波包變換等方法在信號處理上的優劣，利用徑向基函數(radial-basisfunction，RBF)神經網絡進行了故障診斷模型研究.楊志榮提出了基于Racah矩的水電機組軸心軌跡識別方法，并利用多Agent理論構建了故障診斷模型.然而振動測試較少涉及水力機械的開、停機過程，缺乏系統的試驗驗證，同時由于故障信息量不足，診斷結果較籠統.因此，全面系統的測試水泵運行狀態，不僅對深入研究水泵振動機理，分析機組振動誘因，具有重要的理論意義，同時對泵站的設備維護、優化運行及技術改造也具有重要的實用價值.文中分別測試某泵站立式混流泵機組開機過程和正常運行時，異常振動，通過信號處理進行故障診斷.

1、試驗對象及方法

　　廣東某泵站安裝了8臺2600HTEXJ型立式液壓全調節抽芯混流泵，分別配套同步/異步電動機各4臺，具體參數如下：轉速為同步250r/min；異步245r/min；單泵設計流量15m3/s；水泵最高揚程27.6m；設計揚程26.6m；最低揚程22.3m；葉片調節范圍-9°～+2°.

　　由于引水明渠取自形狀不規則的人工渠，前池入口彎道河段，來流多次轉向引起泵站前池及進水池的流態紊亂，為此采用布置多排整流三角墩的方案進行了前池改造從而基本上改善了進水池水流不均勻對水泵振動的影響.由于運行中仍存在數臺機組振動較劇烈的現象，選取有代表性的7#機組進行現場實測.測點布置如圖1和表1所示，對不同葉片角度(-9°～+2°)下機組正常運行工況和葉片角度為0°時的開機過程進行測量.

圖1 測點布置位置

表1 測點位置及方向

　　依據水力機械典型故障振動頻譜研究成果，該機組有效振動信號頻率在1～500Hz，既包括低頻信號，又包括中頻信號，因此選用頻響0.5～1000Hz的電磁式振動傳感器和頻響0～10kHz的電渦流擺度傳感器分別測量非旋轉部件振動和主軸擺度.

結論

　　1)采用HHT方法分析立式混流泵振動測試數據，能夠準確的獲得振動信號的時頻特性，尤其適用于機組啟動過程瞬時頻率分析，為機組振動原因深入分析奠定了基礎.

　　2)立式混流泵振動測試結果分析表明，開機所產生的強大沖擊力導致主軸明顯偏移，機組穩定運行后此偏移量雖有所減小，但始終存在，導致轉子不平衡運轉，進而誘發機組振動.

　　3)立式混流泵穩定運行時的振動信號分析，只能粗略診斷故障類型屬于轉子不平衡運轉；開展機組開機振動測試研究，能夠進一步明確振動誘因，為機組運行維護和技術改造提供依據，不失為水泵故障診斷分析方法的一條新途徑.