針對(duì)核動(dòng)力屏蔽泵運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)的典型故障類型,本文研究了基于隨機(jī)森林的診斷方法原理與實(shí)現(xiàn)過(guò)程,通過(guò)故障模擬試驗(yàn)獲得了屏蔽泵故障狀態(tài)振動(dòng)信號(hào)數(shù)據(jù)。在此基礎(chǔ)上進(jìn)行了特征量提取與分析研究,然后采用隨機(jī)森林算法對(duì)部分特征量樣例數(shù)據(jù)進(jìn)行分析建立了屏蔽泵故障診斷模型,最后利用剩余部分樣例數(shù)據(jù)對(duì)診斷模型進(jìn)行了驗(yàn)證,結(jié)果表明基于隨機(jī)森林的屏蔽泵故障診斷方法性能良好。 

【文章來(lái)源】：核科學(xué)與工程. 2020,40(04)北大核心CSCD

【文章頁(yè)數(shù)】：6 頁(yè)

【部分圖文】：

屏蔽泵故障診斷實(shí)施方案流程

梳理屏蔽泵在長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)的機(jī)械類故障主要包括軸承磨損、轉(zhuǎn)子不平衡、葉輪口環(huán)刮磨、轉(zhuǎn)子與定子屏蔽套刮磨等，通過(guò)搭建屏蔽泵運(yùn)行試驗(yàn)回路，設(shè)計(jì)加工相應(yīng)故障類型及不同故障程度的模擬試驗(yàn)件，在高速穩(wěn)態(tài)工況下開(kāi)展屏蔽泵正常運(yùn)行狀態(tài)和上述各種故障狀態(tài)下的運(yùn)行試驗(yàn)，利用壓電式加速度傳感器配套相應(yīng)的采集系統(tǒng)測(cè)量屏蔽泵在各種運(yùn)行狀態(tài)下的振動(dòng)信號(hào)數(shù)據(jù)，傳感器測(cè)點(diǎn)布置參考文獻(xiàn)[2]中的方法，即在屏蔽泵靠近上、下導(dǎo)軸承位置指向軸心方向相隔90°分別布置2個(gè)傳感器（X方向、Y方向），在頂蓋垂直下止推軸承方向布置1個(gè)傳感器（Z方向），測(cè)點(diǎn)布置位置示意圖如圖2所示。屏蔽泵上述各種故障狀態(tài)模擬試驗(yàn)與正常狀態(tài)運(yùn)行試驗(yàn)采用交叉方式進(jìn)行，即將故障模擬試驗(yàn)件安裝到屏蔽泵上模擬某一種故障狀態(tài)運(yùn)行后，更換上屏蔽泵正常完好的零部件確認(rèn)其狀態(tài)恢復(fù)正常后，再進(jìn)行下一類故障狀態(tài)的模擬試驗(yàn)，這樣可以確保獲取到真實(shí)可靠的反應(yīng)每一類故障狀態(tài)信息的振動(dòng)信號(hào)數(shù)據(jù)，通過(guò)故障模擬試驗(yàn)，經(jīng)篩選共獲得了屏蔽泵不同狀態(tài)下的振動(dòng)信號(hào)數(shù)據(jù)樣本信息如表1所示，每條振動(dòng)數(shù)據(jù)中包括了5個(gè)測(cè)點(diǎn)的振動(dòng)信號(hào)原始序列。

通過(guò)對(duì)振動(dòng)加速度信號(hào)進(jìn)行特征量提取，獲得了屏蔽泵在各種運(yùn)行狀態(tài)下的特征量樣本數(shù)據(jù)，對(duì)故障和正常運(yùn)行狀態(tài)下的特征量數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比分析，發(fā)現(xiàn)故障狀態(tài)下的部分特征量較正常出現(xiàn)明顯的增長(zhǎng)，且隨著故障程度的惡化而上升。由于不同故障類型的特征量存在相似的變化且特征量較多，無(wú)法歸納出規(guī)則知識(shí)進(jìn)行診斷，因而采用基于隨機(jī)森林的方法進(jìn)行屏蔽泵故障診斷是一種有效途徑。圖3是軸承磨損故障下X方向（上部）測(cè)點(diǎn)歸一化的1/2f幅值特征量數(shù)據(jù)與正常運(yùn)行狀態(tài)下的對(duì)比，圖4是轉(zhuǎn)子不平衡故障下X方向（上部）測(cè)點(diǎn)歸一化的1f幅值特征量數(shù)據(jù)與正常運(yùn)行狀態(tài)下的對(duì)比。圖4 轉(zhuǎn)子不平衡故障與正常狀態(tài)下歸一化的特征量對(duì)比

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]基于隨機(jī)森林的ATM機(jī)監(jiān)測(cè)預(yù)警方法[J]. 劉雅卉,滕志霞.  電子技術(shù)與軟件工程. 2018(12)
[2]基于隨機(jī)森林的異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子斷條故障診斷[J]. 史干東,吳文軍,張玉鴻,史麗萍.  微特電機(jī). 2017(11)
[3]屏蔽泵故障原因分析及處理措施[J]. 楊林.  大氮肥. 2017(03)
[4]屏蔽泵典型故障振動(dòng)識(shí)別技術(shù)研究[J]. 何攀,劉才學(xué),曾杰,艾瓊.  機(jī)械與電子. 2017(02)
[5]核動(dòng)力主泵振動(dòng)探測(cè)與積分處理方法研究[J]. 何攀,劉才學(xué),艾瓊.  核電子學(xué)與探測(cè)技術(shù). 2012(10)
[6]屏蔽泵故障數(shù)據(jù)處理與分析[J]. 李光鵬,趙新文,蔡琦.  船海工程. 2011(05)
[7]屏蔽泵故障分析和對(duì)策[J]. 鄧淵,王彤,孔文濤.  石油化工設(shè)備. 2010(S1)
[8]屏蔽泵的結(jié)構(gòu)、原理及其應(yīng)用[J]. 梁超國(guó).  化工設(shè)備設(shè)計(jì). 1998(01)



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