[发明专利]基于振动信号的活塞杆松动故障监测方法及系统

说明书

本发明属于往复压缩机状态监测技术领域，公开了一种基于振动信号的活塞杆松动故障监测方法及系统，所述监测方法包括获取往复压缩机的飞轮键相信号，以及与飞轮键相信号同步采集的十字头加速度信号；根据飞轮键相信号，将十字头加速度信号按照往复压缩机的曲轴转角区间进行划分，并将时域信号转换为角域信号，得到十字头加速度角域信号；计算十字头速度换向冲击区间内十字头加速度角域信号的有效值，得到监测有效值；当监测有效值大于预设阈值时，确定活塞杆发生松动故障；否则，确定活塞杆为正常状态。解决了现有技术中活塞杆松动故障很难观测的缺点，有效的实现活塞杆松动故障监测。

技术领域

本发明属于往复压缩机状态监测技术领域，涉及一种基于振动信号的活塞杆松动故障监测方法及系统。

背景技术

往复压缩机是石油、化工等流程工业的关键设备，被要求具有很高的可靠性和安全性，往复压缩机一旦出现非计划停机，将导致整个工业流程中断，严重影响企业经济效益，此外，工艺压缩机的压缩介质一般为易燃、易爆等危险气体，一旦发生气体泄漏极易导致火灾、爆炸等危害人员安全的严重事故。往复压缩机结构复杂、零部件众多，在运行过程伴随着频繁的冲击碰撞并承受交变载荷的作用，因此极易发生故障。

其中，活塞杆故障是往复压缩机部件故障中最严重的故障。活塞杆作为往复压缩机传动机构的关键部件，一端连接十字头，一端深入气缸内部，一旦发生断裂故障极易造成气缸损坏，导致气体泄漏，造成严重安全事故。为了避免活塞杆发生断裂故障，需要在活塞杆故障的早期进行识别，及时消除安全隐患。活塞杆松动故障是一种常见的活塞杆早期故障，松动会使活塞杆受力异常，加速疲劳裂纹的产生，最终导致活塞杆断裂。

但是，由于活塞杆处在高速运转状态，针对活塞杆松动故障，很难直观的观测活塞杆是否发生松动，因此，需要一种往复压缩机的活塞杆松动故障监测方法，来实时监测活塞杆是否发生松动。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术中活塞杆松动故障很难观测的缺点，提供一种基于振动信号的活塞杆松动故障监测方法及系统。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

本发明一方面，一种基于振动信号的活塞杆松动故障监测方法，应用于往复压缩机活塞杆松动故障监测，包括以下步骤：

S1：获取往复压缩机的飞轮键相信号，以及与飞轮键相信号同步采集的十字头加速度信号；其中，所述十字头加速度信号为十字头运动方向的加速度信号；

S2：根据飞轮键相信号，将十字头加速度信号按照往复压缩机的曲轴转角区间进行划分，并将曲轴转角区间内的十字头加速度信号从时域信号转换为角域信号，得到十字头加速度角域信号；

S3：在曲轴转角区间内确定十字头速度换向冲击区间，计算十字头速度换向冲击区间内十字头加速度角域信号的有效值，得到监测有效值；

S4：当监测有效值大于预设阈值时，确定活塞杆发生松动故障；否则，确定活塞杆为正常状态。

本发明监测方法进一步的改进在于：

所述S1中十字头加速度信号的采集方法为：

在十字头上安装加速度计，通过加速度计监测十字头运动方向加速度，得到十字头加速度信号。

所述加速度计胶封在壳体内部，壳体外表面与十字头侧面固定连接；所述十字头上设置十字头固定节点，加速度计的线缆在十字头固定节点上固定后引出。

所述S1还包括：

通过小波包去趋势方法对十字头加速度信号进行预处理。

所述S3中在曲轴转角区间内确定十字头速度换向冲击区间的具体方法为：