实验主要针对四种工况模式进行分析，即正常运行、轴偏心、密封环磨损和轴承座故障。其中轴偏心属于转子不平衡故障，密封环磨损属于动静摩擦故障。实验所用的轴流泵转速为960r/min，基频为16Hz，当然实际旋转时，转速有所偏差，因此基频在16Hz附近。正常运行工况已经在上节介绍，这里就不再累述。本节重点对轴偏心、密封环磨损和轴承座故障进行分析。
1.轴偏心故障
如图5-18（a）所示，振动信号的振动烈度为3.737 11mm/s；如图5-18（b）所示，是原始信号的功率谱。由图可知能量主要集中在基频位置，在50Hz和68Hz仍然分别有工频干扰和叶轮干扰。在28Hz、34Hz和38Hz处有能量，但是功率谱不能进行局部信号的细化处理，所以这些频率点所对应的能量不能全面地反映出非稳态信号。
轴偏心小波能量时谱和功率谱如图5-19所示。
图5-18 轴偏心故障
图5-19 轴偏心小波能量时谱和功率谱
图5-19对振动原始信号进行小波能量时谱和小波能量功率谱分析。图5-19（a）对原始信号进行8层分解后，可以清楚看到d5层的能量最大，将d5进行功率谱变换，得到图5-19（b）小波能量功率谱，对比图5-18（b）和图5-19（b）可以清楚看到，图5-19（b）较图5-18（b）更加细致的对信号进行局部刻画，尤其是对28Hz、34Hz和38Hz位置进行了放大分析，使这些位置的信息更加清楚地表现出来。这对故障特征的提取非常重要，它能保证这些信号特征不被忽略掉。
2.密封环磨损故障
图5-20 密封环磨损故障
密封环磨损是旋转机械设备常见的故障之一，它属于动静摩擦故障。如图5-20（a）所示，振动信号的振动烈度为1.700 78mm/s。在图5-20（b）中，1～45Hz频段的信号没有进行局部细化，动静摩擦特征频率主要体现在半倍频和整数倍频，尤其是2倍频和3倍频的数据较为重要。但是仅仅从功率谱上很难准确反映出这些特征频率。下面我们将密封环磨损进行小波能量谱变化，如图5-21所示。
在图5-21（a）中d5能量最大，将其进行小波能量功率谱变换得到图5-21（b），从图中可以清楚看到，在半倍频、2倍频和3倍频的位置，功率谱的数据都有所增加，能量在这些位置聚集，这完全符合动静摩擦的故障特征。
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图5-21 密封环小波能量谱和功率谱
3.轴承座故障
轴承座故障径向振动情况如图5-22所示。轴承座故障径向振动小波能量谱和功率谱如图5-23所示。
图5-22 轴承座故障径向振动
图5-23 轴承座故障径向振动小波能量谱和功率谱
轴承座故障会在径向和轴向上引发异常振动。首先分析轴承座故障径向振动，图5-22（a）中振动信号的振动烈度为1.56 182 mm/s。将密封环磨损进行小波能量谱变化，如图5-23（a）所示。图5-23（b）将振动原始信号局部细化，以基频为中心，半倍频和2倍频的信号特征进一步突出。
同理，对轴承座故障轴向振动信号进行分析，轴承座故障轴向振动情况如图5-24所示。
图5-24 轴承座故障轴向振动
图5-24（a）中振动信号的振动烈度为1.160 57mm/s。将轴承座故障轴向振动进行小波能量谱变化，如图5-25所示，与径向振动不同的是轴向振动小波能量时谱能量集中在d6层，说明轴向振动的频段比径向更低，同时轴向振动的能量比径向振动要小。
图5-25 轴承座故障轴向能量谱和功率谱
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