泵故障排查向导

向导的诊断思路——求交集，而不是查单行

每个症状都映射到一组候选原因，来自吸入侧、水力、系统与机械传动链。一个症状单独出现时可能指向十余个原因；几个症状同时出现时通常只剩一两个。因此向导按每个原因出现在多少个已选症状集合中来计分（交集深度），平局时按"特异性"排序——能解释 3 个症状中的 3 个的原因，排在能解释 25 个症状中的 3 个的原因之前——然后输出前五名，附确认检查与处置建议。举例：仅"全流量振动"一项就列出三十多个候选；再勾"功耗过大"后，只有同时落在两个集合中的原因幸存——叶轮内异物、动静件摩擦与不对中升至最前。

1 · 给谱峰命名

每个谱峰都以其与转频的比值命名。记 $N$ 为转速（rpm）、$Z$ 为叶轮叶片数、转频 $f_{1\times}=N/60$ Hz：

$$f_{1\times}=\frac{N}{60}\ \text{Hz}\qquad f_{2\times}=2f_{1\times}\qquad f_{vane}=Z\,f_{1\times}\qquad f_{whirl}\approx 0.45\,f_{1\times}\qquad f_{recirc}=(0.65\!-\!0.95)\,f_{1\times}$$

滚动轴承缺陷音由轴承几何决定——滚动体数 $N_b$、滚动体直径 $B_d$、节圆直径 $D_p$、接触角 $\theta$，其中 $f_r=N/60$ Hz。下面给出完整公式，以及本工具在只知滚动体数时采用的转频阶次近似：

$$BPFO=\frac{N_b f_r}{2}\left(1-\frac{B_d}{D_p}\cos\theta\right)\approx 0.4\,N_b f_r\qquad BPFI=\frac{N_b f_r}{2}\left(1+\frac{B_d}{D_p}\cos\theta\right)\approx 0.6\,N_b f_r\qquad BSF\approx 0.5\,N_b f_r$$

符号	含义	单位
$N$	轴转速	rpm
$Z$	叶轮叶片数	—
$f_{1\times},\,f_r$	转频（1×）频率，$N/60$	Hz
$f_{vane}$	叶频——叶片扫过蜗舌的频率	Hz
$f_{whirl},\,f_{recirc}$	油膜涡动频率；吸入回流频带	Hz
$BPFO,\ BPFI,\ BSF$	滚动体通过频率：外圈 / 内圈 / 滚动体	Hz
$N_b,\ B_d,\ D_p,\ \theta$	滚动体数；滚动体与节圆直径；接触角	—，mm，mm，°

2 · 频率指纹表（精简版）

谱峰位置	经典归因	判定
1× 转频	不平衡或轴弯曲；叶轮堵塞；若轴向＞½ 径向则不对中；随转速平方增长	🟡 排查
2× 转频	联轴器角向不对中；转子零件松动；双蜗壳间隙影响	🟡 排查
叶频（$Z\times$ 转频）	叶片与蜗舌间隙过小；叶轮偏心；吸入回流亦可出现	🟡 排查
0.5× 转频	油膜涡动——忠实跟随转速，约 0.45–0.5×	🔴 处置
0.42–0.48× 转频且频率锁定	转子动力失稳（油膜振荡）——持续恶化故障，安排停机	🔴 立即处置
0.65–0.95× 转频	吸入回流——部分负荷出现、极小流量消失；随节流阀移动而不随转速移动	🟡 提高流量
数倍转频、非整数	滚动轴承缺陷音——与 BPFO/BSF/BPFI 比对确认	🔴 确认后更换
随机低频	汽蚀或内部回流（汽蚀能量集中在 10–50 kHz）	🟡 恢复 NPSH
随机高频	通常是某共振被激起——峰值处约 90° 相移可确认	🟡 错频处理

3 · 为什么分诊顺序是固定的

非侵入检查——读表、打百分表、测频谱——只花几分钟且零风险；拆检要占用吊装与备件，本身还会引入装配误差，并且销毁证据：冲蚀形态与摩擦痕迹常在任何人拍照之前就被清洗干净。所以顺序永远是 工艺数据 → 免费机械检查 → 频谱分析 → 拆检，每一步要么点明故障，要么为下一步挣得资格。先验概率也支持这个顺序：旋转机械中约 40% 的振动问题源于不平衡、另有约 40% 源于不对中——在水力因素登场之前就占了 80–90%，而这两者用免费检查即可发现。

算例（锚点）

流程泵 3,000 rpm、6 叶片、轴承滚动体数 9。分析仪与频率图恰好给出：

特征	阶次	频率	怀疑对象
转频	1×	50 Hz	不平衡 / 轴弯曲
二倍频	2×	100 Hz	不对中 / 松动
叶频	6×	300 Hz	蜗舌间隙 / 叶轮偏心
油膜涡动/振荡带	0.42–0.48×	21 – 24 Hz	转子动力失稳
回流带	0.65–0.95×	32.5 – 47.5 Hz	吸入回流
外圈（N_b = 9）	≈ 3.6×	180 Hz	BPFO 缺陷音
内圈（N_b = 9）	≈ 5.4×	270 Hz	BPFI 缺陷音

同一台机组看症状侧：勾选 "全流量振动或噪声" 与 "功耗过大" 后，同时落在两个集合中的原因只剩三个——叶轮内异物、动静件摩擦、机组不对中——向导将其排在最前，并给出打表复查、手动盘车与拆检确认各自的步骤。

采用的工程判据

交集逻辑——原因按出现在多少个已选症状集合中排序，平局时依次按特异性（命中数 ÷ 该原因在全表中的症状覆盖数）与原因编号决胜。
亚同步纪律——图上 1× 以下频带以红色阴影标注：涡动、振荡、失速与回流都藏在那里；锁定在 0.42–0.48× 的谱峰是持续恶化的失稳，而非小毛病。
轴承音——外圈 ≈ 0.4·N_b 阶、滚动体 ≈ 0.5·N_b 阶、内圈 ≈ 0.6·N_b 阶；订购备件前请按完整几何公式复核。
分诊顺序——工艺数据 → 免费机械检查 → 频谱 → 拆检；绝不可仅凭怀疑开泵：性能明显下降、噪声或驱动负荷异常才是开泵的事实依据。

首要嫌疑原因 — 已选症状原因集的交集排序

特征频率表 — 按当前转速计算

分诊顺序 — 先用最便宜的信息

机组数据 — 驱动频率图