CN210423078U - 一种立式水泵水下轴承振动监测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种立式水泵水下轴承振动监测装置，涉及监测设备的技术领域，包括振动传感器、在线振动监测模块以及服务器；所述振动传感器安装在立式水泵上，包括固定在水泵电机外部的电机振动传感器，以及固定在叶轮外壳位置的水泵振动传感器；所述在线振动监测模块分别与电机振动传感器和水泵振动传感器通信连接；所述服务器上运行有振动分析软件，并与线振动监测模块通信连接。本实用新型监测装置通过安装在泵和电机上的振动传感器将振动数据传输到电脑，电脑软件对振动数据进行分析和对比，就可以间接分析出轴承的磨损情况和叶片的动平衡情况。

Description

一种立式水泵水下轴承振动监测装置

技术领域

本实用新型涉及监测设备的技术领域，尤其是涉及一种立式水泵水下轴承振动监测装置。

背景技术

取水泵和输水泵是确保水库正常生产的核心设备，保证水泵的正常运行是水库运行管理的最为重要的工作之一，而水泵的日常维护工作则成为保证水泵正常运行的最为重要的基础工作。

立式水泵和卧式水泵都是属于高速旋转机械，使用过程中易产生的设备故障的主要原因有3个方面：

1.水泵及水泵电机的轴承磨损。

2.水泵叶片旋转的动平衡失稳。

3.水泵振动引起的安装松动。

虽然水泵的故障停机会突然产生，但产生故障停机的3个原因却是一个逐渐产生的过程，而且是不可避免的。当新水泵投入运行后，水泵由于零件制造精度误差、安装精度不够、维护不当等原因，都可能造成设备运行异常，而这种异常将以振动增大的形式最早表现出来。我们可以通过了解轴承的磨损情况和水泵叶片的动平衡情况来提前预知水泵的工作情况，做好水泵维护的计划。一方面我们可以通过日常维护来延缓轴承的磨损，更重要的还可以使用先进的检测技术，在水泵出现故障停机前，发现问题并有计划的进行水泵维护，避免水泵在生产中故障停机。

但目前的技术水平下，还不能在运行过程中对轴承的磨损和和水泵叶片的动平衡进行直接测量，更不可能经常性地把轴承拆下来进行测量。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种立式水泵水下轴承振动监测装置，通过安装在泵和电机上的振动传感器将振动数据传输到电脑，电脑软件对振动数据进行分析和对比，就可以间接分析出轴承的磨损情况和叶片的动平衡情况。

本实用新型的上述实用新型目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种立式水泵水下轴承振动监测装置，包括振动传感器、在线振动监测模块以及服务器；所述振动传感器安装在立式水泵上，包括固定在水泵电机外部的电机振动传感器，以及固定在叶轮外壳位置的水泵振动传感器；所述在线振动监测模块分别与电机振动传感器和水泵振动传感器通信连接；所述服务器上运行有振动分析软件，并与在线振动监测模块通信连接。

通过采用上述技术方案，电机振动传感器固定在电机上，能够感应到电机位置的振动情况，进而能够感应到电机轴承的振动情况；叶轮水泵振动传感器固定在叶轮外壳位置，能够感应到叶轮位置的振动情况，进而能够感应到叶轮轴承的振动情况；通过在线振动监测模块将电机轴承和叶轮轴承的振动情况传递给服务器，由振动分析软件间接分析出两个位置轴承的磨损情况。

本实用新型进一步设置为：所述电机振动传感器设置在水泵电机的下导轴承和推力轴承位置，在所述下导轴承位置的电机振动传感器设置为X-向和Y-向，在所述推力轴承位置的电机振动传感器设置为X-向、Y-向和轴向。

通过采用上述技术方案，在电机的轴向上下两端进行振动监测，并且对电机的X-向、Y-向和轴向进行振动监测，能够获得更准确、更细致的数据采集，进而能够更准确地计算分析出电机轴承的磨损情况。

本实用新型进一步设置为：所述水泵振动传感器设置在叶轮外壳内的水导轴承处和叶轮外壳外部，在所述水导轴承处的水泵振动传感器设置为X-向和Y-向，在所述叶轮外壳外部的水泵振动传感器设置为X-向和Y-向。

通过采用上述技术方案，在叶轮的轴向上下两端进行振动监测，并且对电机的X-向和Y-向进行振动监测，能够获得更准确、更细致的数据采集，进而能够更准确地计算分析出叶轮轴承的磨损情况。

本实用新型进一步设置为：所述水泵振动传感器通过安装支架固定在水导轴承上，所述安装支架包括固定在水导轴承轴承座上的横板以及与横板垂直的纵板，所述纵板沿水泵叶轮轴的轴向设置，所述水泵振动传感器连接在纵板上，所述水泵振动传感器外部设置有连接于纵板上的感应器保护罩。

通过采用上述技术方案，安装支架的设置，方便水泵振动传感器的安装，是水泵振动传感器能够满足X-向和Y-向的准确安装，安装支架需要有足够的刚性，才能保证振动的传递。安装支架先紧固在水导轴承上，与水导轴承可视为一体，振动是由于轴承振动通过钢性的安装支架传递给传感器。

本实用新型进一步设置为：所述立式水泵的叶轮与水泵电机输出轴连接的根部设置有电涡流传感器，所述电涡流传感器在叶轮的根部设置为X-向和Y-向。

通过采用上述技术方案，电涡流传感器的设置，能直接非接触测量叶轮转轴的状态，对诸如转子的不平衡、不对中、轴承磨损、轴裂纹及发生摩擦等机械问题的早期判定，可提供关键的信息。

本实用新型进一步设置为：所述水泵电机与叶轮连接的联轴器处设置有转速传感器。

通过采用上述技术方案，转速传感器能够对电机转轴的转速进行监测，能够判断转速对轴承磨损造成的影响。

本实用新型进一步设置为：所述在线振动监测模块包括与电机振动传感器和水泵振动传感器通信连接的在线振动监测仪，所述在线振动监测仪通过工业交换机通信连接在服务器上。

通过采用上述技术方案，在线振动监测仪能够收集全部的传感器信号，然后通过工业交换机转换成网络信号传输到服务器上，以供服务器进行整理和分析。

本实用新型进一步设置为：所述电机振动传感器选用耐油型加速度型振动传感器。

通过采用上述技术方案，传感器尾线电缆采用铠装电缆，有良好的防油功能，电机振动传感器设置在下导轴承和推力轴承位置，不会受到润滑油的影响，保证电机振动传感器的正常工作。

本实用新型进一步设置为：所述水泵振动传感器选用深水专用加速度振动传感器。

通过采用上述技术方案，该传感器为探头电缆一体化设计，水下抗压能力很强，密封水下耐压达到650Psi，保证水泵振动传感器在较深的水下能够正常工作。

本实用新型进一步设置为：所述转速传感器选用霍尔效应传感器。

通过采用上述技术方案，可测量电机主轴的转速和其他振动和摆度测量的相位。

综上所述，本实用新型的有益技术效果为：

1、随着轴承的磨损和动平衡的恶化，泵和电机的振动将发生变化，通过安装在泵和电机上的振动传感器将振动数据传输到电脑，电脑软件对振动数据进行分析和对比，就可以间接分析出轴承的磨损情况和叶片的动平衡情况。

2、通过监测水泵振动的发展趋势，可提早发现水泵可能出现的机械磨损的故障，通过计划维修，更换不良零件，调整安装精度，做好润滑等维护工作，可有效降低设备的振动恶化，避免水泵故障停机，亦可避免由于过大的振动引起其它零部件的提早损伤，减少水泵的维护成本。

3、本实用新型通过径向水平与垂直方向安装传感器，通过比较水平和垂直两个方向上的振动，可以帮助判断振动故障原因，而对于力大导致振动增大的故障，通过比较两个方向的振动进行分析诊断也同样重要。轴向安装传感器能够检测出因某些故障而引起的轴向振动增大。

附图说明

图1是本实用新型监测装置的单机系统图。

图2是本实用新型监测装置的机组系统图。

图3是水泵振动传感器的安装结构图。

图中，1、水泵电机；11、下导轴承；12、推力轴承；2、叶轮外壳；21、水导轴承；3、电机振动传感器；4、水泵振动传感器；5、电涡流传感器；6、转速传感器；7、在线振动监测仪；8、工业交换机；9、安装支架；91、横板；92、纵板；93、感应器保护罩。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

参照图1，为本实用新型公开的一种立式水泵水下轴承振动监测装置，包括振动传感器、在线振动监测模块以及服务器三个模块。其中，振动传感器均安装在立式水泵上，振动传感器包括电机振动传感器3和水泵振动传感器4两种，电机振动传感器3固定在水泵电机1的外部，对电机的振动情况进行监测，水泵振动传感器4固定在叶轮外壳2上，对水泵叶轮和转轴的振动情况进行监测。在线振动监测模块设置在远离水泵的工作站内，分别与电机振动传感器3和水泵振动传感器4通信连接，本实施例中的通信连接可以采用数据传输导线进行连接，将电机振动传感器3和水泵振动传感器4收到的监测数据实时的进行收集。服务器设置在水库的监控机房内，主要由电脑客户端和主机组成，服务器上运行有振动分析软件，服务器与在线振动监测模块通信线路连接，将接收到的监测信号传递到服务器，由振动分析软件对数据进行分析，从而得出判断结果。

电机振动传感器3设置在水泵电机1内，具体设置的位置为下导轴承11和推力轴承12的位置，下导轴承11位于水泵电机1安装叶轮的一端，而推力轴承12则设置在水泵电机1远离叶轮的一端。在下导轴承11的位置设置两个电机振动传感器3，两个电机振动传感器3分别设置为沿水泵电机1转动轴径向的X-向和Y-向，在推力轴承12的位置设置三个电机振动传感器3，三个电机振动传感器3分别设置为沿水泵电机1转动轴的X-向、Y-向和轴向，而轴向即为Z向。

水泵振动传感器4设置在叶轮外壳2的内部和外部，其具体的位置为水导轴承21处和叶轮外壳2的外部，水导轴承21位于叶轮外壳2内切叶轮远离水泵电机1的位置。在水导轴承处21的位置设置两个水泵振动传感器4，两个水泵振动传感器4分别设置为沿叶轮转动轴径向的X-向和Y-向，在叶轮外壳2外部设置两个水泵振动传感器4，两个水泵振动传感器4分别设置在叶轮外壳2径向的X-向和Y-向。

立式水泵的叶轮与水泵电机1输出轴连接的根部设置有联轴器，叶轮根部靠近联轴器的位置安装有两个电涡流传感器5，两个电涡流传感器5在叶轮的根部分别设置为X-向和Y-向。水泵电机1与叶轮连接的联轴器处安装有转速传感器6，转速传感器6能够对电机转轴的转速进行监测，能够判断转速对轴承磨损造成的影响。

本实施例中电机振动传感器3、水泵振动传感器4、电涡流传感器5和转速传感器6在安装时，均安装在传感器支架上，借助传感器支架将传感器安装到设备的监测点上，支架要有足够的刚性，才能保证振动的传递。本实施例中电机振动传感器3选用耐油型加速度型振动传感器，型号为M/AM1-100-TA传感器外壳选用316L耐腐蚀不锈钢材料，有良好的防油功能，电机振动传感器设置在下导轴承和推力轴承位置，不会受到润滑油的影响；水泵振动传感器4选用深水专用加速度振动传感器，型号CIl-UW746，外壳选用316L耐腐蚀不锈钢材料，该传感器为探头电缆一体化设计，水下抗压能力很强，保证水泵振动传感器3在较深的水下能够正常工作；转速传感器6选用霍尔效应传感器。

参照图1，在线振动监测模块包括在线振动监测仪7和工业交换机8，本实施例中选用vbonline在线振动监测仪，与电机振动传感器3、水泵振动传感器4、电涡流传感器5和转速传感器6通信连接并接收设备数据，工业交换机8与在线振动监测仪7通信连接，并将接收到的设备数据传递到服务器上。服务器上运行有Ascent服务器、Onlinemanager数据采集模块以及Ascentview服务模块，将工业交换机8传递过来的数据进行分析，间接分析出轴承的磨损情况和叶片的动平衡情况。

参照图2，机组系统中同时对多台立式水泵进行振动监测，每台水泵对应一组振动传感器、在线振动监测仪7和工业交换机8，其中工业交换机8均设置在LCU柜内，多个在线振动监测仪7连接到同一个主干网上，Ascent服务器和Onlinemanager数据采集模块运行在监控主机上，Ascentview服务模块运行在客户端电脑上，同时对多台立式水泵进行振动监测，分析接收到的数据，得到轴承的磨损情况和叶片的动平衡情况。

参照图3，水泵振动传感器4进行可拆卸安装，具体通过安装支架9与轴承连接，安装支架9包括固定在安装水泵振动传感器4的轴承的轴承座上的横板91以及与横板91垂直的纵板92，横板91与轴承座通过螺栓固定，纵板92与横板91焊接固定，纵板92沿水泵叶轮轴的轴向设置，水泵振动传感器4螺纹连接在纵板92上并与纵板92表面垂直，纵板92远离水泵叶轮轴的一侧通过螺栓固定有感应器保护罩93，感应器保护罩93将水泵振动传感器4罩在内部而起到保护作用。

本具体实施方式的实施例均为本实用新型的较佳实施例，并非依此限制本实用新型的保护范围，故：凡依本实用新型的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种立式水泵水下轴承振动监测装置，其特征在于：包括振动传感器、在线振动监测模块以及服务器；所述振动传感器安装在立式水泵上，包括固定在水泵电机（1）外部的电机振动传感器（3），以及固定在叶轮外壳（2）位置的水泵振动传感器（4）；所述在线振动监测模块分别与电机振动传感器（3）和水泵振动传感器（4）通信连接；所述服务器上运行有振动分析软件，并与在线振动监测模块通信连接。

2.根据权利要求1所述的一种立式水泵水下轴承振动监测装置，其特征在于：所述电机振动传感器（3）设置在水泵电机（1）的下导轴承（11）和推力轴承（12）位置，在所述下导轴承（11）位置的电机振动传感器（3）设置为X-向和Y-向，在所述推力轴承（12）位置的电机振动传感器（3）设置为X-向、Y-向和轴向。

3.根据权利要求1所述的一种立式水泵水下轴承振动监测装置，其特征在于：所述水泵振动传感器（4）设置在叶轮外壳（2）内的水导轴承（21）处和叶轮外壳（2）外部，在所述水导轴承（21）处的水泵振动传感器（4）设置为X-向和Y-向，在所述叶轮外壳（2）外部的水泵振动传感器（4）设置为X-向和Y-向。

4.根据权利要求3所述的一种立式水泵水下轴承振动监测装置，其特征在于：所述水泵振动传感器（4）通过安装支架（9）固定在水导轴承（21）上，所述安装支架（9）包括固定在水导轴承（21）轴承座上的横板（91）以及与横板（91）垂直的纵板（92），所述纵板（92）沿水泵叶轮轴的轴向设置，所述水泵振动传感器（4）连接在纵板（92）上，所述水泵振动传感器（4）外部设置有连接于纵板（92）上的感应器保护罩（93）。

5.根据权利要求1所述的一种立式水泵水下轴承振动监测装置，其特征在于：所述立式水泵的叶轮与水泵电机（1）输出轴连接的根部设置有电涡流传感器（5），所述电涡流传感器（5）在叶轮的根部设置为X-向和Y-向。

6.根据权利要求1所述的一种立式水泵水下轴承振动监测装置，其特征在于：所述水泵电机（1）与叶轮连接的联轴器处设置有转速传感器（6）。

7.根据权利要求1所述的一种立式水泵水下轴承振动监测装置，其特征在于：所述在线振动监测模块包括与电机振动传感器（3）和水泵振动传感器（4）通信连接的在线振动监测仪（7），所述在线振动监测仪（7）通过工业交换机（8）通信连接在服务器上。

8.根据权利要求1所述的一种立式水泵水下轴承振动监测装置，其特征在于：所述电机振动传感器（3）选用耐油型加速度型振动传感器。

9.根据权利要求1所述的一种立式水泵水下轴承振动监测装置，其特征在于：所述水泵振动传感器（4）选用深水加速度振动传感器。

10.根据权利要求6所述的一种立式水泵水下轴承振动监测装置，其特征在于：所述转速传感器（6）选用霍尔效应传感器。

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