机械故障诊断技术课后复习资料
机械故障诊断技术4_讲义信号特征提取技术
峰值指标Ip
Ip
Xp X rms
峰值指标Ip和脉冲指标Cf都是用来检测信号中是否存 在冲击的统计指标。
• 4．1．4 脉冲指标
脉冲指标Cf
Cf
Xp X
脉冲指标Cf和峰值指标Ip都是用来检测信号中是否存 在冲击的统计指标。由于峰值Xp的稳定性不好，对冲击的 敏感度也较差，因此在故障诊断系统中逐步应用减少，被
峭度指标所取代。
• 4．1．5 裕度指标
裕度指标Ce用于检测机械设备的磨损情况。
裕度指标Ce
Ce
X rms X
在不存在摩擦碰撞的情况下，即歪度指标变化不大的 条件下。以加速度、速度为测量传感器的系统，其平均值 反映了测量系统的温飘、时飘等参数变化。使用涡流传感 器的故障诊断系统的平均值则与磨损量有关。
• 4．1．7 峭度指标
峭度指标Cq反映振动信号中的冲击特征。
峭度指标Cq
Cq
1 N
N
( xi x)4
i1
X
4 rms
峭度指标Cq对信号中的冲击特征很敏感，正常情况下 应该其值在3左右，如果这个值接近4或超过4，则说明机
械的运动状况中存在冲击性振动。一般情况下是间隙过大
、滑动副表面存在破碎等原因。
当采样间隔合适(如b图)，其频谱图中原 信号的谱图与左右镜像不产生交错，因 此在频谱图显示时，很容易将镜像谱线 排除。
而采样间隔过大（采样频率过低）的c图 ，其频谱图中原信号的谱图与左右镜像 发生交错，在频谱图中无法将折叠过来 的镜像谱线排除。镜像谱线的高频部分 混淆到主频谱图的低频区间。
图4—11 采样信号的频混现象
（b）图是采样函数δ0（t）， 左边为时域图像，右边是δ0 （t）的频谱。
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机械故障诊断技术与应用复习试题1.（A ）是目前所有故障诊断技术中应用最广泛也是最成功的诊断方法。
A振动诊断B温度诊断C声学诊断D光学诊断2.设备故障诊断未来的发展方向是（D）。
A感性阶段B量化阶段C诊断阶段D人工智能和网络化3.状态监测与故障诊断的概念來源于（C ）。
A化学B高等数学C仿生学D工程力学4.旋转机械转子不平衡故障的绘主要特征信息是（A ）。
A转速的转频分量占主要成分B转速的工频分量占次要成分C主要信号成分中出现高次谐频D主要信号成分为2倍频成分5.振动诊断技术所采用的方法冇很多，下而哪种方法不属于振动诊断技术（C）。
A.振动频谱分析B.振动时域分析C.振动试验分析D.振动倒谱分析6.无损探伤是检测金属结构内部缺陷的常用方法，下面哪种方法不属于声学诊断技术（C ）。
A噪声诊断技术B超声诊断技术C声乐诊断技术I）声发射诊断技术7.—台变频机组，主轴转速3000rpm,计算得主轴宫频为（A）A. 50HzB. 60HzC. 500IIzD. 30011z&温度诊断技术己成为故障诊断技术的重要方向，列车轮对箱就是利用（C）检测故障。
A.温度B.温差C.红外线检测技术D.温度场9.-对啮合齿轮，主动齿轮Zl=24, n 1=2970 r/min,从动齿轮Z2=16.那么这对齿轮的啮合频率是（A）oA.1188HzB. 1200HzC. 1800HzD. 2000Hz10.一台变频机组，主轴转速3000rpm,计算得主轴转频为（A）。
A. 50IIzB. 60HzC. 300HzD. 500Hz1.齿轮失效可分为轮体失效和轮齿失效，由于轮体失效很少出现，因此齿轮失效通常是指轮齿失效。
（V）2.斜齿恻柱齿轮产生啮介振动的原因与直齿恻柱齿轮基本和同，但由于同时啮合的齿数较多，所产生的啮合振动的幅值札I对较低。
（J ）3.振动和噪声信号是齿轮故障特征信息，可以通过各种信号传感器、放大器和测量仪器，方便的测出齿轮箱振动和噪声信号，通过各种分析处理，捉取故障特征信息,从而诊断出齿轮故障，其中，最冇效的方法是时域分析法。
机械故障与诊断复习资料
1、机械故障：按时间规律分：渐发性故障、突发性故障；按因故关系分：功能故障、潜在故障。
2、故障原因：机械因素：连接件配合性质的破坏、零件间相互位置关系的破坏、机构工作协调性的破坏。
3、机械产品可靠性：指某产品在规定的条件下，在规定的时间内，无故障地完成其规定功能的能力。
4、可靠度：指某产品在规定的条件下，在规定的时间内，无故障地完成其规定功能概率。
5、故障率：把产品在t时刻后的单位时间内发生故障的产品数，相对于t时刻还在工作的产品的数的百分比值称为该时刻的瞬时故障率。
6、机械的维修性：对于可修复产品，从寻找并发现其故障部位起，到进行维修、安装、调整、复原直到最后试验该产品已确实恢复到正常工作状态的全过程，称为维修。
维修性表示可修复产品维修时的难易程度的特性。
7、维修的定性要求：具有良好的维修可达性、该标准化和互换性程度、具有完善的防差错措施及标记、保证维修安全、重视贵重件的可修复性、检测故障准确快速简便、符合维修中的人机工程要求。
8、维修的定量要求：维修延续时间指标、维修工时指标、维修频率指标和维修费用指标。
10、维修度：是指可修复产品在规定条件下，在规定时间内完成维修的概率。
11、修复率：是维修工作到了时刻t后，在单位时间内修复的产品数与t时刻仍需维修的产品数之比。
12、机械的有效度：是指设备在任一时刻能维持其功能的概率。
13、摩擦的种类：干摩擦、半干摩擦、边界摩擦、变液体摩擦、液体摩擦。
14、磨料磨损：物体表面与硬质颗粒或硬质凸出物（包括硬金属）相互摩擦引起表面材料损失的现象称为磨料磨损。
机理：磨料与零件表面作相对运动时。
作用晕磨料上的里分解为垂直于表面和平行于表面的分力，垂直于表面的力是磨料进入表面，产生疲劳破坏，平行力使磨料刻画，切削。
15：影响磨料磨损的主要因素：磨料的粒度、几何性质、硬度、以及压力。
16、黏着磨损：摩擦副的两个表面在相对运动时，由于黏着作用使一个表面的材料转移到另一个表面上所引起的磨损。
机械故障诊断与维修复习
第一章1、故障定义：失效是产品丧失规定的功能。
对可修复产品通常也称故障。
或者故障实质是一种不合格状态，是对其原始状态的任何一种可识别的偏离，而这种偏离对特定的使用者来说是不合格的。
2、可靠性：机械产品的可靠性是指某产品在规定的条件下，在规定的时间内，无故障地完成其规定功能的能力。
3、机械可靠性强度指标有：可靠度R(t )、故障概率F(t )、故障概率密度函数f (t )、故障率λ(t )。
4、机械可靠性寿命指标有：平均寿命T0、寿命方差D (t)、可靠寿命T γ、中位寿命T 0.5、特征寿命T e -1。
5、可靠度：可靠度就是产品在规定条件下, 在规定时间内, 无故障地完成其规定功能的概率,用R(t)表示。
6、可靠度R(t )、故障概率F(t )、故障概率密度函数f (t )三者之间的关系：7、维修性：维修性就是表示可修复产品在维修时难易程度的特性。
8、维修度：维修度是指可修复产品在规定条件下，在规定时间内完成维修的概率，以M(t)表示。
9、有效度又称可用度, 是指设备在任一时刻能维持其功能的概率。
它表示不论什么时候, 想要使用设备时, 设备处于可以使用状态的程度。
有效度的大小决定于可靠度和维修度。
可靠性是从延长其正常工作时间来提高有效度, 而维修性则从缩短维修停机时间来提高有效度。
对于不可修产品,有效度 A(t)等于其可靠度 R(t)。
10、有效度A(450)=0.90, 表示的是100台设备在规定的时间450h 时, 有90台设备处于正常运转状态(即完好), 不 管设备是否出过故障, 什么时间出过故障, 是否经过维修。
可靠度R(450)=0.90, 则表示要求100台设备, 有90台能无故障的工作450h 。
11、磨损：机械设备在工作过程中，相对运动零件的表面上发生尺寸、形状和表面质量变化的现象称为磨损。
12、按摩擦副间的润滑状态可将摩擦分为五类：即干摩擦、半干摩擦、边界摩擦、半液体摩擦和液体摩擦。
机械故障诊断与维修技术-复习例题
题型及举例一、填空题（个别举例）1、滑动轴承轴瓦刮研后应保证轴承的（间隙）、（接触角）和（接触点）同时符合要求。
2、齿轮与轴的连接有（空转）、（滑移）和（固定）三种形式，齿轮安装在轴上可能出现的缺陷有（齿轮偏心）、（歪斜）和（端面未贴紧轴肩）。
3、机器工作温度在60℃以下的（干燥）环境，所有的润滑脂均可以互相代用，否则应按（滴点及其它工作条件）来选择。
4、齿轮与轴的连接有（空转）、（滑移）和（固定）三种形式，齿轮安装在轴上可能出现的缺陷有（齿轮偏心）、（歪斜）和（端面未贴紧轴肩）。
二、名词解释题（个别举例）1、故障——机械设备在运行过程中，丧失或降低其规定的功能以及不能继续可靠运行的现象称为故障。
2、可靠性维修——将预防维修、预测维修和主动维修有机地结合起来，形成一个使产品性能得以保持或恢复的系统维修策略。
3、磨损——由于摩擦导致的使机器零件工作表面材料不断损失的现象；三、简答题例题1：简要说明润滑的内涵和润滑剂选择的一般原则。
（6分）答：润滑的内涵：1）合理选择润滑剂；2）确定正确的润滑方式；3）搞好润滑管理。
润滑剂选择的一般原则：1）根据机器或机械零部件的工作环境和工作条件来确定润滑剂的类型；2）根据载荷及载荷特性、相对运动速度、工作温度和摩擦副间隙与加工精度确定润滑剂的牌号；3）考虑机器工作条件和散热等因素确定润滑剂的供油量。
例题2：设备安装在什么情况下考虑使用轨座？垫板的主要作用是什么？（6分）答：通常机器都直接安装在基础上，但有些设备为便于修理、调试或更换，保证安装质量，采用轨座固定在基础上的安装方式。
（3分）机械设备安装时，在机座与基础之间都要加设垫板，其作用是调整机器的标高和水平，使设备底座与基础之间有一定的距离，便于二次浇灌，将机器的重量通过垫板够均匀地传布到基础上。
（3分）例题3、减小和防止焊修应力、变形的方法有哪些？（7分）答：减小焊修应力的方法有：1）焊前预热、焊后缓冷；2）锤击或锻打；3）加热减应区。
补充的《机械故障诊断》课程复习思考题
《机械故障诊断》课程复习思考题（2013级硕士研究生）第七部分之磁粉检测与涡流检测思考题1.磁粉检测的原理原理：铁磁性材料工件被磁化后，由于不连续性的存在，使工件表面和近表面的磁力线发生局部畸变而产生漏磁场，漏磁场吸附施加在工件表面的磁粉，在合适的光照下形成目视可见的磁痕，从而显示出不连续性的位置、大小、形状和严重程度。
磁粉检测(Magnetic Particle Testing,缩写符号为MT），又称磁粉检验或磁粉探伤。
2.磁粉检测的过程磁粉检测由预处理、磁化、施加磁粉、观察、记录以及后处理3.磁粉检测优点及局限性优点:显示直观、检测灵敏高、应用范围广、工艺简单、费用低廉。
局限性:只能用于检测铁磁性材料；只能用于检查表面及近表面缺陷。
4.磁粉检测方法的基础磁粉检测方法的基础是缺陷处产生的漏磁场与外加磁粉的磁相互作用，即通过磁粉的聚集显示被外加磁场磁化的工作表面上出现的漏磁场．5.影响漏磁场的主要因素１．外加磁场的影响２．工件材料及状态的影响３．缺陷位置和形状的影响４．被检表面的覆盖层6.施加磁粉的方法1.干法2.湿法7.检测方法1.连续法2.剩磁法8.什么是连续法和剩磁法（1）连续法连续法又称附件磁场法或现磁法，是在外加磁场作用下，将磁粉或磁悬液施加到工件上进行磁粉探伤。
对工件的观察和评价可在外磁场作用下进行，也可在中断磁场后进行。
（2）剩磁法剩磁法是先将工件进行磁化，然后在工件上浇磁悬液，待磁粉聚集后再进行观察。
这是利用材料剩余磁性进行检测的方法，故称为剩磁法。
9.磁粉检测设备分类分为固定式、移动式、便携式10.什么是涡流？当线圈中通过交变电流时，在线圈周围产生交变磁场，当此交变磁场相对导体运动时，导体中会感应出蜗状流动的电流。
11.涡流检测原理原理：将载有交变或脉冲电流的试验线圈靠近导电工件时，在工件表面内电磁感应产生涡电流，而感生的涡电流又产生磁场，反作用于原试验线圈的磁场，形成叠加磁场。
机械故障诊断复习题
1.简述通常故障诊断中の一般过程？答：一般过程如下：1）信息提取征兆2）进行诊断3）得出初步结论4）提出处理对策5）调整、测试6）重新验证2.简述设备故障の基本特性。
1）层次性（解释略）2）传播性3）放射性4) 相关性5）延时性6）不确定性3.简述突发性故障の特点。
答：出现故障前无明显征兆，难以靠早期试验或测试来预测。
这类故障发生时间很短，一般带有破坏性，如转子の断裂，人员误操作引起设备の损毁等属于这一类故障。
4.请详细分析一下，转子不对中の故障特征有哪些？答：转子不对中故障特征：1.改变了轴承中の油膜压力；2.轴承の振动幅值随转子负荷增大而增高；3.不对中使刚性联轴节两侧の转子振动产生相位差；4.角度不对中主要引起轴向振动；5.从振动频率上看，平行不对中易激起二倍转速频率の振动，角度不对中易激起工频轴向振动。
5.设备维修制度有哪几种？试对各种制度进行简要说明。
答：1、事后维修特点是“不坏不修，坏了才修” 现仍用于大批量の非重要设备。
2. 预防维修（定期维修）在规定时间基础上执行の周期性维修3.预知维修在状态监测の基础上，在状态监测の基础上，根据设备运行实际劣化の程度决定维修时间和规预知维修既避免了“过剩维修” 又防止了“维修不足” ，材料消耗和维修工作量，又避免了因修理不当而引起の人为故障，从而保证了设备の可靠性和使用有效性。
8. 监测与诊断系统应具备有哪些工作目标？监测与诊断系统の一般工作过程与步骤是怎样の？1) 能了解被监测系统の运行状态，保证其运行状态在设计约束之内；2) 能提供机器状态の准确描述；3) 能预报机器故障，防止大型事故产生，保证人民生命の安全。
故障诊断技术の实施过程主要包括：诊断文档建立和故障诊断实施其中故障诊断技术在实施过程中包括以下几个关键の内容：1º状态信号采集2º故障特征提取3º技术状态识别4º维修决策形成1、力不平衡、力偶不平衡、动不平衡、悬臂转子不平衡是造成转子不平衡の原因。
机械故障诊断与维修复习资料
一故障的定义产品丧失规定的功能称为失效，对可修复的产品也称为故障。
故障是一种不合格状态，机器对其原始状态发生可识别的偏离，这种偏离对特定的使用者来说是不合格的。
失去正常工作能力，某些技术指标变化超出了允许限度。
故障的相对性：合格与不合格的界定，取决于机器性质和使用范畴。
不能工作——不合格。
能工作，但性能下降——是否合格？取决于使用条件二故障的分类1. 按故障形成的时间规律分类(1)渐发性故障（磨损故障）由于某些损伤过程的发展，导致机械设备初始参数劣化而造成。
特征：在规定的时间段内，故障概率与已经工作过的时间有关，时间越长发生故障的概率越高。
(2)突发性故障是各种不利因素和偶然的外界影响共同作用而造成。
这种作用超出了机械设备所能承受的限度，发生故障的时间间隔是随机的。
特征：在规定的时间内，故障率与已工作过时间无关。
故障是突然发生，事先无征兆。
对渐发性故障可以通过加强技术维护来减少，而对突发性故障则不能。
2. 按故障因果关系分类故障可以是完全丧失机器的设计功能，也可以是显露即将丧失功能的迹象。
1)功能故障指一个产品不能满足规定性能标准的现象。
①完全丧失功能。
②达不到规定的性能水平。
(2)潜在故障是一种能指示功能故障即将发生的可以鉴别的实际状态。
是丧失功能前的状态变化。
潜在故障与功能故障之间，往往存在因果关系，可以利用潜在故障来防止功能故障的发生。
在维修中，判断潜在故障，可以使机件在不发生功能故障的前提下得到最大限度的利用。
判断潜在故障，是机器技术诊断和监控的基础。
并不是所有功能故障都存在与之有关的可鉴别潜在故障3. 按故障影响后果分类机器故障是由最重要的零部件和系统的工作情况所决定。
有些零部件发生故障不至于造成严重后果。
例如：汽车故障分类：致命故障严重故障一般故障轻微故障三造成故障的结构因素1. 机械结构因素(1)连接件配合性质的破坏动配合件间隙的增大——由于零件磨损而造成，引起润滑不良、冲击、密封性下降。
机械故障诊断技术课后复习资料
机械故障诊断技术课后复习资料机械故障诊断技术（第二版张建）课后答案第一章1、故障诊断的基础是建立在能量耗散的原理上的。
2、机械故障诊断的基本方法课按不同观点来分类，目前流行的分类方法有两种：一是按机械故障诊断方法的难易程度分类，可分为简易诊断法和精密诊断法；二是按机械故障诊断的测试手段来分类，主要分为直接观察法、振动噪声测定法、无损检测法、磨损残余物测定法、机器性能参数测定法。
3、设备运行过程中的盆浴曲线是指什么？答：指设备维修工程中根据统计得出一般机械设备劣化进程的规律曲线（曲线的形状类似浴盆的剖面线）4、机械故障诊断包括哪几个方面内容？答：（1）运行状态的检测根据机械设备在运行时产生的信息判断设备是否运行正常，其目的是为了早期发现设备故障的苗头。
（2）设备运行状态的趋势预报在状态检测的基础上进一步对设备运行状态的发展趋势进行预测，其目的是为了预知设备劣化的速度，以便生产安排和维修计划提前做好准备。
（3）故障类型、程度、部位、原因的确定最重要的是设备类型的确定，它是在状态检测的基础上，确定当机器已经处于异常状态时所需进一步解决的问题，其目的是为了最后诊断决策提供依据。
5、请叙述机械设备的故障诊断技术的意义？答：设备诊断技术是一种了解和掌握设备在使用过程中的状态，确定其整体或局部是正常或异常，早期发现故障及其原因，并能预报故障发展趋势的技术。
机械设备的故障诊断可以保证整个企业的生产系统设备的运行，减少经济损失，还可以减少某些关键机床设备因故障存在而导致加工质量降低，保证整个机器产品质量。
6、劣化曲线沿横、纵轴分别分成的三个区间分别是什么，代表什么意义？答：横轴包括1、磨合期2、正常使用期3、耗损期纵轴包括1、绿区（故障率最低，表示机器处于良好状态）2、黄区（故障率有抬高的趋势，表示机器处于警械注意状态）3、红区（故障率已大幅上升的阶段，表示机器处于严重或危险状态，要随时准备停机）第二章1、按照振动的动力学特性分类，可将机械振动分为三种类型：自由振动和固有频率、强迫振动与共振、自激振动。
机械故障诊断复习资料
机械故障诊断技术与应用复习试题1. （A ）是目前所有故障诊断技术中应用最广泛也是最成功の诊断方法。
A 振动诊断B 温度诊断C 声学诊断D 光学诊断2.设备故障诊断未来の发展方向是（ D）。
A 感性阶段B 量化阶段C 诊断阶段D 人工智能和网络化3.状态监测与故障诊断の概念来源于（C ）。
A 化学B 高等数学C 仿生学D 工程力学4．旋转机械转子不平衡故障の最主要特征信息是（A ）。
A 转速の转频分量占主要成分B 转速の工频分量占次要成分C 主要信号成分中出现高次谐频D 主要信号成分为2倍频成分5．振动诊断技术所采用の方法有很多，下面哪种方法不属于振动诊断技术（ C）。
A.振动频谱分析B.振动时域分析C.振动试验分析D.振动倒谱分析6. 无损探伤是检测金属结构内部缺陷の常用方法，下面哪种方法不属于声学诊断技术（C ）。
A 噪声诊断技术B 超声诊断技术C 声乐诊断技术D 声发射诊断技术7.一台变频机组，主轴转速3000rpm，计算得主轴宫频为（A）A．50Hz B.60Hz C.500Hz D.300Hz8.温度诊断技术已成为故障诊断技术の重要方向，列车轮对箱就是利用（C）检测故障。
A．温度 B. 温差 C.红外线检测技术 D.温度场9. 一对啮合齿轮，主动齿轮Z1=24， n1=2970 r/min，从动齿轮Z2=16.那么这对齿轮の啮合频率是( A)。
A.1188HzB.1200HzC.1800HzD. 2000Hz10．一台变频机组，主轴转速3000rpm，计算得主轴转频为（ A）。
A． 50Hz B． 60Hz C． 300Hz D. 500Hz1．齿轮失效可分为轮体失效和轮齿失效，由于轮体失效很少出现，因此齿轮失效通常是指轮齿失效。
（√）2．斜齿圆柱齿轮产生啮合振动の原因与直齿圆柱齿轮基本相同，但由于同时啮合の齿数较多，所产生の啮合振动の幅值相对较低。
(√ )3．振动和噪声信号是齿轮故障特征信息，可以通过各种信号传感器、放大器和测量仪器，方便の测出齿轮箱振动和噪声信号，通过各种分析处理，提取故障特征信息，从而诊断出齿轮故障，其中，最有效の方法是时域分析法。
机械故障诊断学1-1机械故障诊断的基本原理-故障诊断的一般方法
探求现象间的因果关系，首先要确定可能的原因或结果，然 后从可能的原因或结果中进行比较，删除虚假成分，找出真 正的原因或结果。
传统的求因果关系的五种逻辑推理方法（穆勒五法）,都是 根据某个现象与另一个现象在某些场合下所显示的对应关系， 从而概括出一般性的结论，以断定它们之间是否存在必然的 因果关系。
机械故障诊断还可根据所采用的技术手段不同而分为 振动诊断、油样分析、温度监测、无损检测等
三、机械故障诊断的基本环节
一个完整的诊断过程一般由以下四个基 本环节组成：
1. 确立运行状态监测的内容; 2. 建立测试系统; 3. 测试、分析及信息提取; 4. 状态监测、判断及预报
三、机械故障诊断的基本环节
(或结果)，即:
-------------------------------------------------------------
基本环节1：确立运行状态监测的内容 主要包括确立监测参数、监测部位及监测方式
(在线/巡检)等方面的内容，这主要取决于故障形 式，同时也要考虑被监测对象的结构、工作环境 等因素以及现有的测试设备条件，这是整个诊断 工作的基础。
状态监测的内容确立得当，不仅能极大地提高 诊断效率，有时甚至决定着诊断工作的成败。如 矿用风机轴承的温度、振动监测。
三、机械故障诊断的基本环节
基本环节3： 测试、分析及信息提取
主要内容：对测试系统所获得的信号进行加工，包括滤波、 异常数据剔除、各种分析算法（如时域、频域）等。
主要目的： 从有限的信号中获得尽可能多的关于被诊断 对象状态的有用信息，这是机械故障诊断的核心。
基本环节4：状态诊断、监测及预报
主要内容：构造或选定判据，确定划分设备状态的各有关 参量的门槛值等内容。
机械故障诊断复习题库汇总
《机械故障诊断》考试试卷（A卷）一、填空（每空1分，共10分）1、设备诊断技术、修复技术和润滑技术已列为我国设备管理和维修工作的3项基础技术。
2、设备诊断技术是依靠传感技术和在线检测技术进行分析处理，机械故障诊断实质是利用运行中各个零部件的二次效应，由现象判本质进行诊断。
3、ISO标准属于绝对判断标准。
4、固有频率与物体的初始情况无关，完全由物体的力学性质决定，是物体自身固有的。
5、一般地，可用啮合频率与其周围边带频的幅值差来指示齿轮的好坏。
、6、振动频谱中包含机器零部件的机械状态信息，振动诊断的任务从某种意义上讲，就是读谱图，把频谱上的每个频谱分量与监测的机器的零部件对照联系，给每条频谱以物理解释。
7、安装加速度传感器时，在安装面上涂一层硅脂的目的是__增加不平整安装表面的连接可靠性_________。
8、滚动轴承的振动诊断方法包括有效值和峰值判别法、峰值因数法、概率密度分析法(用峭度衡量)等。
二、单项选择（每题2分，共10分）1、设备故障诊断未来的发展方向是（ d ） A 感性阶段 B 量化阶段 C 诊断阶段D 人工智能和网络化2、（ a ）是目前所有故障诊断技术中应用最广泛也是最成功的诊断方法。
A振动诊断 B 温度诊断 C 声学诊断 D 光学诊断3、对于润滑油液的分析属于（ c）A．直接观测法 B参数测定法C. 磨损残渣测定法 D．设备性能指标测定4、一台机器设备在运转过程中会产生各种频率项，但不包括下述的（ a ）A旋转频率项 B 常数频率项 C 齿轮频率项 D 变量频率项5、.仅需在一个修正面内放置平衡重量的是 a 。
A．力不平衡 B．力偶不平衡 C．动不平衡 D．悬臂转子不平衡三、判断题（每题2分，共10分）1、一般说来，设备的故障和征兆之间不存在一一对应的关系。
(√ )2、数字化网络监测是离线监测的发展趋势。
(× )3、超声波诊断方法中包括超声波测厚技术。
（√）4、利用声响判断物品的质量是人们常用的简易方法。
机械故障诊断重点
机械故障诊断重点一、信号的时域分析主要包括哪些方法，各方法的特点在时域信号中提取信号特征的方法主要有相关分析、时序分析、时域平均等。
1、时间历程：描述信号随着时间的变化情况。
平均值∑=-=Ni i x N x 11 均方值用来描述信号的平均能量或平均功率∑=-=N i i x N x 1221均方根值（RMS ）为均方值的正平方根。
是信号幅度最恰当的量度方差表示信号偏离其均值的程度，是描述数据的动态分量∑=---=N i i x x x N 122)(11σ斜度α反映随机信号的幅值概率密度函数对于纵坐标的不对称性∑==N i i N x131α峭度β对大幅值非常敏感。
当其概率增加时，β值将迅速增大，有利于探测奇异振动信号∑==N i iN x 114β2、相关分析（1）自相关分析a=xcorr(x)自相关函数描述一个时刻的信号与另一时刻信号之间的相互关系+?=T xx dt t x t x T R 0)()(1)(ττ 工程上利用自相关函数检查混杂在随机噪声中有无周期性信号（2）互相关函数a=xcorr(x,y)+?=T xy dt t y t x T R 0)()(1)(ττ 利用互相关函数所提供的延迟信号，可以研究信号传递通道和振源情况，也可以检测隐藏在外界噪声中的信号3、时域平均是从噪声干扰的信号中提取周期性信号的过程，也称相干检波。
以一定的周期为间隔去截取信号，然后将所截得的信号叠加后平均，消除信号中的非周期分量及随机干扰，保留确定的周期成分。
时域平均按其选取平均周期的方法不同，可以分为时域同步平均、无时标时域平均。
时域同步平均可以消除与给定频率无关的信号分量，包括噪声和无关的周期信号，提取与给定频率有关的周期信号，因此能在噪声环境下工作，提高分析信噪比。
4、倒谱可以剔除回声影响；消除信号传递通道的不同带来的影响；提取功率谱图上的周期分量，例如由于调制引起的边频分量。
5、全息谱实际上是对大机组回转机械，如透平压缩机，汽轮发电机组所采集的原始数据来进行融合的一种方法，在数据层将转子各轴承横断面的振动信息加以集成。
机械故障诊断技术张键课后问题详解
第一章1、故障诊断的基础是建立在能量耗散的原理上的。
2、机械故障诊断的基本方法课按不同观点来分类，目前流行的分类方法有两种：一是按机械故障诊断方法的难易程度分类，可分为简易诊断法和精密诊断法；二是按机械故障诊断的测试手段来分类，主要分为直接观察法、振动噪声测定法、无损检测法、磨损残余物测定法、机器性能参数测定法。
3、设备运行过程中的盆浴曲线是指什么？答：指设备维修工程中根据统计得出一般机械设备劣化进程的规律曲线（曲线的形状类似浴盆的剖面线）4、机械故障诊断包括哪几个方面内容？答：（1）运行状态的检测根据机械设备在运行时产生的信息判断设备是否运行正常，其目的是为了早期发现设备故障的苗头。
（2）设备运行状态的趋势预报在状态检测的基础上进一步对设备运行状态的发展趋势进行预测，其目的是为了预知设备劣化的速度，以便生产安排和维修计划提前做好准备。
（3）故障类型、程度、部位、原因的确定最重要的是设备类型的确定，它是在状态检测的基础上，确定当机器已经处于异常状态时所需进一步解决的问题，其目的是为了最后诊断决策提供依据。
5、请叙述机械设备的故障诊断技术的意义？答：6、劣化曲线沿横、纵轴分别分成的三个区间分别是什么，代表什么意义？答：横轴包括1、磨合期 2、正常使用期 3、耗损期纵轴包括1、绿区（故障率最低，表示机器处于良好状态）2、黄区（故障率有抬高的趋势，表示机器处于警械注意状态）3、红区（故障率已大幅上升的阶段，表示机器处于严重或危险状态，要随时准备停机）第二章1、按照振动的动力学特性分类，可将机械振动分为三种类型：自由振动和固有频率、强迫振动与共振、自激振动。
2、固有频率与物体的初始情况无关，完全由物体的力学性质决定，是物体本身固有的。
3、在非线性机械系统内，由非震荡能量转换为震荡激励所产生的振动称为自激振动。
4、构成一个确定性振动有三个基本要素，即振幅S、频率f或w和相位。
5、机械故障诊断技术的应用分为事故前预防和事故后分析。
机械故障诊断技术复习题11
机械故障诊断技术复习题1、故障诊断的基础是建立在__能量耗散___原理上的。
2、机械故障诊断的基本方法可按不同观点来分类，目前流行的分类方法有两种；一种是按机械故障诊断方法的难易程度分类，可分为__简易诊断法__和__精密诊断法__法；二是按机械故障的测试手段来分类，主要分为__直接观察法__、__振动噪声测定法___、___无损检测法__、__磨损残余物测定法__、__机器性能参数测定法__。
3、设备运行过程中的浴盆曲线是指什么？答：设备维修工程中根据统计得出一般机械设备劣化进程的规律图，由于曲线的形状类似浴盆的剖面线，因此常称为浴盆曲线。
4、机械故障诊断包括哪几个方面的内容？答：机械故障诊断的内容包括以下三个方面1、运行状态的检测：根据机械设备在运行时产生的信息判断设备是否运行正常，其目的是为了早期发现设备故障的苗头。
2、设备运行状态的趋势预报：在状态监测的基础上进一步对设备运行状态的发展趋势进行预测，其目的是为了预知设备劣化的速度，以便为生产安排和维修计划提前做好准备。
3、故障类型、程度、部位、原因的确定:最重要的是故障类型的确定，它是在状态监测的基础上，确认当机器已处于异常状态时所需要进一步解决的问题，其目的是为了最后的诊断决策提供依据。
5、请叙述机械设备的故障诊断技术的意义。
（书上第一页自己总结）答：设备诊断技术是一种了解和掌握设备在使用过程中的状态，确定其整体或局部是正常或异常，早期发现故障及其原因，并能预报故障发展趋势的技术。
机械设备的故障诊断可以保证整个企业的生产系统设备的运行，减少经济损失，还可以减少某些关键机床设备因故障存在而导致加工质量降低，保证整个机器产品质量。
6、按照振动的动力学特性分类，可将机械振动分为三种类型：_自由振动与固有频率__、___强迫振动和共振__、__自激振动___。
7、__固有_频率与物体的初始情况无关，完全由物体的力学性质决定，是物体自身固有的。
8、在非线性机械系统内，由非振荡能量转变为振荡激励所产生的振动称为__自激振动___。
机械故障诊断技术_习题参考答案
参考答案教材：设备故障诊断，沈庆根、郑水英，化学工业出版社，2006.3第1版2010.6.28 于电子科技大学1第1章概论1.1 机械设备故障诊断包括哪几个方面的内容？答：机械设备故障诊断所包含的内容可分为三部分。
第一部分是利用各种传感器和监测仪表获取设备运行状态的信息，即信号采集。
采集到的信号还需要用信号分析系统加以处理，去除无用信息，提取能反映设备状态的有用信息（称为特征信息），从这些信息中发现设备各主要部位和零部件的性能是处于良好状态还是故障状态，这部分内容称为状态监测，它包含了信号采集和信号处理。
第二部分是如果发现设备工作状态不正常或存在故障，则需要对能够反映故障状态的特征参数和信息进行识别，利用专家的知识和经验，像医生诊断疾病那样，诊断出设备存在的故障类型、故障部分、故障程度和产生故障的原因，这部分内容称为故障诊断。
第三部分称为诊断决策，根据诊断结论，采取控制、治理和预防措施。
在故障的预防措施中还包括对设备或关键零部件的可靠性分析和剩余寿命估计。
有些机械设备由于结构复杂，影响因素众多，或者对故障形成的机理了解不够，也有从治理措施的有效性来证明诊断结论是否正确。
由此可见，设备诊断技术所包含的内容比较广泛，诸如设备状态参数（力、位移、振动、噪声、裂纹、磨损、腐蚀、温度、压力和流量等）的监测，状态特征参数变化的辨识，机器发生振动和机械损伤时的原因分析，故障的控制与防治，机械零部件的可靠性分析和剩余寿命估计等，都属于设备故障诊断的范畴。
1.2 请简述开展机械设备故障诊断的意义。
答：1、可以带来很大的经济效益。
①采用故障诊断技术，可以减少突发事故的发生，从而避免突发事故造成的损失，带来可观的经济效益。
②采用故障诊断技术，可以减少维修费用，降低维修成本。
2、研究故障诊断技术可以带动和促进其他相关学科的发展。
故障诊断涉及多方面的科学知识，诊断工作的深入开展，必将推动其他边缘学科的相互交叉、渗透和发展。
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机械故障诊断技术（第二版张建）课后答案第一章1、故障诊断的基础是建立在能量耗散的原理上的。
2、机械故障诊断的基本方法课按不同观点来分类，目前流行的分类方法有两种：一是按机械故障诊断方法的难易程度分类，可分为简易诊断法和精密诊断法；二是按机械故障诊断的测试手段来分类，主要分为直接观察法、振动噪声测定法、无损检测法、磨损残余物测定法、机器性能参数测定法。
3、设备运行过程中的盆浴曲线是指什么？答：指设备维修工程中根据统计得出一般机械设备劣化进程的规律曲线（曲线的形状类似浴盆的剖面线）4、机械故障诊断包括哪几个方面内容？答：（1）运行状态的检测根据机械设备在运行时产生的信息判断设备是否运行正常，其目的是为了早期发现设备故障的苗头。
（2）设备运行状态的趋势预报在状态检测的基础上进一步对设备运行状态的发展趋势进行预测，其目的是为了预知设备劣化的速度，以便生产安排和维修计划提前做好准备。
（3）故障类型、程度、部位、原因的确定最重要的是设备类型的确定，它是在状态检测的基础上，确定当机器已经处于异常状态时所需进一步解决的问题，其目的是为了最后诊断决策提供依据。
5、请叙述机械设备的故障诊断技术的意义？答：设备诊断技术是一种了解和掌握设备在使用过程中的状态，确定其整体或局部是正常或异常，早期发现故障及其原因，并能预报故障发展趋势的技术。
机械设备的故障诊断可以保证整个企业的生产系统设备的运行，减少经济损失，还可以减少某些关键机床设备因故障存在而导致加工质量降低，保证整个机器产品质量。
6、劣化曲线沿横、纵轴分别分成的三个区间分别是什么，代表什么意义？答：横轴包括1、磨合期 2、正常使用期 3、耗损期纵轴包括1、绿区（故障率最低，表示机器处于良好状态）2、黄区（故障率有抬高的趋势，表示机器处于警械注意状态）3、红区（故障率已大幅上升的阶段，表示机器处于严重或危险状态，要随时准备停机）第二章1、按照振动的动力学特性分类，可将机械振动分为三种类型：自由振动和固有频率、强迫振动与共振、自激振动。
2、固有频率与物体的初始情况无关，完全由物体的力学性质决定，是物体本身固有的。
3、在非线性机械系统内，由非震荡能量转换为震荡激励所产生的振动称为自激振动。
4、构成一个确定性振动有三个基本要素，即振幅S、频率f或w和相位。
5、机械故障诊断技术的应用分为事故前预防和事故后分析。
6、机械振动按照动力学特征分为几种类型，各有什么特征？答：自由振动和固有频率：自由振动是物体受到初始激励所引发的一种振动，一般不会对设备造成破坏，不是现场设备诊断所必须考虑的因素。
这个振动频率与物体的初始情况无关，完全由物体的力学性质决定，是物体自身固有的。
强迫振动与共振：强迫振动过程不仅与激振力的性质有关，而且与物体自身固有的特性有关。
自激振动：1、随机性。
2、振动系统非线性特征较强时才足以引发自激振动，使振动系统所具有的非周期能量转换为系统振动能量。
3、自激振动与转速不成比例。
4、转轴存在异步涡动。
5、振动波形在暂态阶段有较大的随机振动成分，而稳态时，波形是规则的周期振动，与一般的强迫振动近似的正弦波有区别。
7、一个确定性振动的三个基本要素是什么？答：构成一个确定性振动有三个基本要素，即振幅S、频率f或w和相位。
8、强迫振动有什么特点？答：1、物体在简谐力作用下产生的强迫振动也是简谐振动，其稳态响应频率与激励力频率相等。
2、振幅B的大小除了与激励力大小成正比，与刚度成反比外，还与频率比。
阻尼比有关。
3、物体位移达到最大值的时间与激励力达到最大值的时间是不同的，两者之间存在有一个相位差。
9、自激振动有什么特点？答：1、随机性。
2、振动系统非线性特征较强时才足以引发自激振动，使振动系统所具有的非周期能量转换为系统振动能量。
3、自激振动与转速不成比例。
4、转轴存在异步涡动。
5、振动波形在暂态阶段有较大的随机振动成分，而稳态时，波形是规则的周期振动，与一般的强迫振动近似的正弦波有区别。
10、按照振动频率的高低，通常把振动分为哪三种类型？在各类型中主要测的是什么物理量？为什么？在低频范围，主要测量的振幅是位移量。
这因为在低频范围造成破坏的主要因素是应力的强度，位移量是与应变、应力直接相关的参数。
在中频范围，主要测量的振幅是速度量。
这是因为振动不见的疲劳进程与振动速度成正比，振动能量与振动速度的平方成正比，在这个范围内，零件主要表现为疲劳破坏。
在高频范围，主要测量的振幅是加速度。
加速度表征振动部件所有冲击力程度。
冲击力的大小与冲击的频率与加速度值正相关。
第三章1、安装加速度传感器时，在安装面上涂一层硅胶的目的是增加不平整安装表面的连接可靠性。
2、磁电式速度传感器有绝对式和相对式两种。
3、在选择速度传感器时首先要注意传感器的最低工作频率，其次要注意是传感器的灵敏度。
4、当采用模/数转换测量时，鉴相标记宽度决定鉴相脉冲的最低采样频率。
5、对模拟信号隔离而使用的隔离放大器有哪两种类型：一种是变压器耦合方式，另外一种是利用线性耦合器再加相应补偿的方式。
6、常用的信号转换主要有：电压转换为电流、电流转换为电压和电压与频率互换。
7、噪声的耦合方式有：静电耦合、电磁耦合、共阻抗耦合、漏电流耦合。
8、模数转化器的最基本的性能指标是转换时间、转换位数、分辨率以及通道数。
9、电涡流传感器根据什么原理实现对金属物体的位移、振动等参数的测量的？答：高频震荡电流通过延伸电缆流入探头线圈，在探头头部的线圈中产生磁场。
当被测金属导体靠近磁场时，则在金属表面产生感应电流，同时该电涡流场也产生一个方向与头部线圈方向相反的交变磁场，由于其反作用，使头部线圈高频电流的幅度和相位得到改变，这一变化与金属导体的磁导率、电导率、线圈的几何形状和尺寸、电流频率以及头部线圈到金属导体表面的距离等参数有关。
线圈特征阻抗可用（t，u，o，D，I，w）函数表示，输出信号的大小随探头线圈到被测件表面之间的间距而变化，电涡流传感器就是根据这个原理来实现对金属的位移、振动等参数的测量的。
10、用电压式加速传感器能测量静态或变化很缓慢的信号吗？为什么？答：不能，压电式加速度传感器依赖质量块的惯性力产生对产生对压电晶体的作用力。
由于在静止状态或者变化缓慢状态下，惯性力为零，因此，它只能用于动态测量。
11、简述速度传感器的工作原理。
答：速度传感器利用电磁感应原理，将运动速度转换成线圈中的感应电势输出，它工作时不需要电源，而是直接从被测件吸取机械能量并转换成电信号输出，属发生器型变换器。
14、选择振动传感器时应注意哪些问题？答：1、传感器安装在被测件上时，不能影响其振动状态，2、根据振动测定的目的，明确被测量的量是位移、速度还是加速度，这些量的振幅有多大，以此来确定传感器的测量范围。
3、必须充分估计测定的频率范围，以此来核对传感器的固有频率。
4、照顾传感器结构和工作原理及特点。
15、形成噪声干扰必须具备几个要素？抑制噪声干扰的方法有哪些？答：形成噪声：噪声源、对噪声敏感的接受电路及噪声源接收电路间的耦合通道。
抑制噪声：降低噪声源的强度、接收电路对噪声不敏感、抑制或切断噪声源与接收电路间的耦合通道。
16常见的干扰耦合方式有哪些？答：静电耦合、电磁耦合、共阻抗耦合、漏电流耦合。
17、在机械工程中常用的激振方法具体有哪些？答：稳态正玄激振瞬态激振随机激振18：振动传感器的灵敏度的校准方法有哪些？精度如何？答：比较法（背靠背法）这种校准方法的精度主要取决于标准传感器的精度。
互易法这种校准方法因不依据振动源的绝对振幅精度及测量仪器的绝对值读数精度，故可取得较高的校准精度。
读数显微镜校准法及激光校准法调节到合适的发光相位，即可测得正确位置19振动传感器选用有什么原则？答：1、传感器安装在被测件上时，不能影响其振动状态，2、根据振动测定的目的，明确被测量的量是位移、速度还是加速度，这些量的振幅有多大，以此来确定传感器的测量范围。
3、必须充分估计测定的频率范围，以此来核对传感器的固有频率。
4、照顾传感器结构和工作原理及特点。
20、电流信号和电压信号相比有什么优点？答：1、在信号传输线中，电流不受交流感应的影响，干扰问题易于解决2、电流信号不受传输线中的电感、电容等参数变化的影响，使传输接线简单。
3、直流信号便于转换。
21、请叙述检测和诊断系统的任务。
答：1、能反映被测检测系统的运行状态并对异常状况发出警告2、能提供设备状态的准确描述3、能预测设备状态的发展趋势。
第四章1、峭度指标对信号中的冲击特征很敏感，正常情况下其值在3左右，如果这个值接近4或者超过4，则说明机械的运动状况中存在冲击性振动。
2、非周期信号分为准周期信号和瞬变信号。
3、周期信号频谱有哪些特征？答：离散性，谐波性，收敛性。
5、阐述周期信号频谱与非周期信号频谱的区别。
答：1、谱线是连续的，这是瞬变信号与周期信号在频谱上的显著区别2、矩形框的时间长度T愈长，频谱图种主瓣愈高而窄。
6、信号x（t）（2*3.14t）是否为周期信号，若是周期信号，求其周期，并用公式求其平均值和均方值。
答：是周期信号。
由2*3.142*3.14得出1，则11 （平均值和均方值公式见书P61）9、什么是栅栏效应？如何减少栅栏效应的影响？答：离散线谱之间的频谱被忽略，其能量分配在相邻的离散谱线上，由此造成频率误差。
提高频率分辨率的方法。
10、时域信号统计指标和频谱图在机械故障诊断系统中的作用分别是什么？答：1、判断机械设备是否有故障、程度如何、发展趋势怎样等这类维修指导性工作。
2、回答故障的部件、类型、程度等问题。
11、在观察频谱图做故障诊断分析时，应注意哪些要点。
答：1、首先，注意那些振幅比过去有显著变化的谱线，它们的频率对应部件的特征频率。
2、观察那些振幅较大的谱线，这些谱线的频率所对应的运动部件。
3、注意与转动频率有固定比值的谱线，它们之中是否存在与过去相比发生了变化的谱线。
12、如何绘制轴心轨迹曲线？答：1、接用测量所获得的数据绘制。
2、利用频谱图中基频、2阶频、4阶频的振幅与初相角绘制。
15、为了减少谱泄漏，工程上采用哪两种措施？答：1、加大矩形框的时间长度，级增大采样的样本点数，也就是使w的主瓣尽量地高而窄，能量最大限度地集中在于主瓣，将旁瓣尽量的压缩，同时主瓣御窄好。
2、采用旁瓣较低的函数作为采集窗函数。
17、频率细化分析的基本思想是什么？答：频率细化分析的基本思想史利用频移定理，对被分析信号进行复制，在重新采样做傅里叶变换，即可得到更高的频率分辨率。
18、轴心轨迹图通常用在什么场合？如何绘制？答：用于分析机械转子系统状态信息。
1、接用测量所获得的数据绘制。
2、利用频谱图中基频、2阶频、4阶频的振幅与初相角绘制。
第五章1、对于大多数的机器设备，最佳参数是速度，这是很多诊断标准采用该参数的原因，也有些标准根据设备的低、高频工作状态，分别选用振幅（位移）和加速度。