为了进一步验证本书中对旋转机械故障振动信号的数据采集、特征提取与模式分类的数学模型及相关算法。我们搭建了以立式轴流泵为核心的旋转机械故障模拟实验平台。轴流泵是旋转机械的典型代表设备之一，轴流泵主要性能特点是流量大和扬程低，它被广泛应用于电厂大型循环水泵、灌溉及河道水位调节等。根据泵轴安装位置，轴流泵分为立式、卧式和斜式。目前普遍采用立式轴流泵，它的内部结构如图5-12所示。它主要由进出水管、叶轮、导叶装置和泵体等构成。立式轴流泵的泵体呈圆筒形，叶轮被固定在泵轴上，叶轮一般由2～7个叶片组成，设备工作时叶轮全部浸没在水中。叶轮上方一般安装有6～10个导叶，它的作用将水的旋转运动变为轴向运动，将旋转运动的动能转变为压力能量。泵轴在泵体内由轴承支撑，顶部的联轴器将泵轴和电动机转动轴连接起来。立式轴流泵运行时，泵轴在电动机带动下进行旋转运动，水会在旋转叶轮的推力作用下沿着泵轴方向流动，叶片与泵轴轴线之间存在着一定的旋转角度。因此对水会产生推力（升力），在推力作用下，水会由出水管排出。本书搭建的立式轴流泵实验现场环境如图5-13所示，实验主要由水循环台架回路和立式轴流泵组成。轴流泵工作时，水由蓄水池进入进水管，通过轴流泵推力作用下由出水管排出，经回路中循环后回到蓄水池中。实验中所用的设备、传感器及数据采集卡等参数信息如表5-4所示，图5-13中箭头标示水在回路中的流动方向。
实验过程中，系统分别对正常运行和故障运行时的数据进行了采集和分析。系统采用的是B&K公司生产的4321加速度传感器。采集系统使用的自主研发的基于PXI平台的振动数据采集模块PXI-11154，采样频率设置为10KHz，采样长度为每个通道8192个数据点。
图5-12 立式轴流泵模型结构图(www.xing528.com)
表5-4 实验环境参数
图5-13 立式轴流泵实验现场图
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