机械故障振动诊断153
(完整版)设备状态监测与故障诊断技术题库(完全版)
设备状态监测与故障诊断技术理论题库一、填空题1、设备诊断技术、修复技术和已列为我国设备管理和维修工作的3项基础技术。
1、答：润滑技术2、设备故障诊断是指在设备运行中或在基本的情况下，通过各种手段，掌握设备运行状态，判定，并预测、预报设备未来的状态，从而找出对策的一门技术。
2、答：不拆卸、产生故障的部位和原因3、设备故障诊断既要保证设备的安全可靠运行，又要获取更大的和和。
3、答：经济效益、社会效益4、的任务是监视设备的状态，判断其是否正常；预测和诊断设备的故障并消除故障；指导设备的管理和维修。
4、答：设备故障诊断阶段5、设备故障诊断技术的发展历程：感性阶段→量化阶段→诊断阶段→ (发展方向)。
5、答：人工智能和网络化6、在中或者在基本不拆卸设备的情况下，通过各种手段进行判断故障的位置等的技术叫做设备故障诊断。
6、答：设备运行7、现代设备的发展方向主要分为、连续化、、自动化等。
7、答：大型化、快速化8、设备是防止事故和计划外停机的有效手段。
8、答：故障诊断9、要求加强设备的安全监测和故障诊断的原因主要是大量生产设备的。
9、答：老化10、状态监测主要采用、测量、监测、和判别等方法。
10、答：检测、分析11、通常设备的状态可以分为、和 3种。
11、答：正常状态、异常状态故障状态12、设备的整体或局部没有缺陷，或虽有缺陷但其性能仍在允许的限度以内称为设备的。
12、答：正常状态。
13、指缺陷已有一定程度的扩展，使设备发生一定的程度变化，设备性能已经劣化，但仍能的状态。
13、答：异常状态、状态信号、维持工作14、故障状态指已较大下降，不能维持正常工作的状态。
14、答：设备性能指标15、故障从其表现状态上分为、、。
15、答：早期故障、一般功能性故障、突发性紧急故障16、设备已有故障萌芽并有进一步发展趋势的状态称为故障的。
16、答：早期故障17、设备出现“尚可勉强带病”运行的状态称为。
17、答：一般功能性故障18、设备由于某种原因瞬间发生的故障称为。
机械故障诊断及其维修
机械故障诊断及其维修第一章1.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。
2.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）（2）突发性故障2. 按故障因果关系分类（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。
3. 按故障影响后果分类汽车故障分类：致命故障严重故障一般故障轻微故障。
3.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①动配合件间隙的增大。
②静配合件的减弱。
（2）零件间相互位置关系的破坏由于零件的磨损或变形造成：①零件本身各工作面之间相互关系破坏。
②不同零件之间相互关系破坏。
（3）机构工作协调性的破坏2. 导致结构因素改变的能量因素能量因素导致零件出现缺陷，零件缺陷导致机器故障。
①周围介质能量：环境、负荷，与操作有关。
②机器运行的内部能量：热能、动能。
③材料潜伏能量：内应力，与制造、装配有关。
4.可靠性、无故障性、耐久性的定义可靠性：机械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。
无故障性——产品在一定时间内连续不断地保持工作能力的性能。
耐久性——产品在达到报废之前（使用期间按规定进行维修），保持其工作能力的性能。
5.维修的概念对于可修复产品，从寻找、发现故障部位起，到修理、安装、调整、复原、试验、恢复正常工作状态的全过程。
6.可靠性设计和最佳可靠度可靠性设计：从经济观点在可靠性和维修性之间求平衡，获得最佳可靠度。
制造费用与维修费用之和的最小值所对应的R(t) 即为最佳R(t)。
7.磨损的概念故障表现形式：磨损、变形、疲劳断裂、腐蚀等。
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、表面质量变化的现象。
8.磨料磨损的概念磨料磨损：由于摩擦副的一个表面存在硬的凸起部分，或者两个表面之间存在硬质颗粒，在发生相对运动时，表面被挤压或刮削而破坏。
机械故障诊断技术5_设备状态的判定
(4) 汽轮机及汽轮发电机组振动标准
汽轮机也属于旋转机械的类型。表5一7为我国水电部于1959年颁布 的《电力工业技术管理法规》，其中规定1500r／min、3000r／min和 5000r／min之内的汽轮发电机组轴承的振动标准。
表5一7
转速 r/min 1500 3000 ≤3000
水电部汽轮发电机组振动标准（轴承双振幅允许值）
1800～3600
600～1800 1800～3600
1.12
0.45 0.71
1.8
0.71 1.12
2.8
1.12 1.8
注：1．本标准把电动机按其中心高度(H)分为三个类型，中心高度越大，振动阈值越大。 2．电动机状态判别分为三个等级：正常、良好、特佳。 3．本标准是指电动机在空转（不带负荷）条件下的阈值。 4．诊断参数为速度有效值(Vrms)。
优
优
1.80 2.80 4.50 7.10 11.2 18 28 45 71
B
B C B 良
2.80 4.50
7.10 11.2 18 28 45
C
C
B
可
良 可
不可
C
D
D
D
D
不可
（2）旋转机械相对标准
表5—5 旋转机械振动诊断的相对标准
实测值与初值之 比 1 2 3 注意 良好 注意 4 5 6 危险 危险 7
• 5．1．2 状态判定标准的分类
根据判定标准的制定方法的不同，通常将振动判定标准 分为三类。 1）绝对判定标准
绝对判定标准由某些权威机构颁布实施。由国家颁布的国家标准又称 为法定标准行业标准，国际标准化协会ISO颁布的国际标准。以及大企业集团联合 体颁布的企业集团标准。这些标准都是绝对判定标准，其适用范围覆盖颁 布机构所管辖的区域。 国际标准、国家标准、行业标准、企业集团标准都是根据某类设备长 期使用、观测、维修及测试后的经验总结，并规定了相应的测试方法。因 此在使用这些标准时，必需按规定的适用范围和测定方法操作。目前应用 较广泛的是：
机械振动监测与故障预警
机械振动监测与故障预警在现代工业生产中，机械设备的正常运行是保证生产顺利进行的关键。
然而，长时间的运行以及环境的侵蚀会导致机械设备出现磨损和故障，进而影响到生产效率和品质。
因此，机械振动监测与故障预警技术应运而生，它可以实时监测机械的振动状态，并通过分析，提前预警机械故障，为设备维护提供依据，降低设备故障率，提高生产效率。
机械振动监测技术的基础是通过传感器检测机械设备振动信号，并将其转化为电信号进行处理和分析。
传统的振动监测方法多采用加速度传感器进行测量，这种传感器可以感应到机械设备产生的振动信号，从而形成振动波形图和频谱图。
通过对振动波形图的观察和对频谱图的分析，可以了解到机械设备的振动情况，预测设备的健康状态，从而及时采取维护措施。
近年来，随着传感器技术的发展，越来越多的新型传感器被应用于机械振动监测中，比如压电传感器、光纤传感器等，这些传感器可以更加精确地检测振动信号，提高监测的灵敏度和准确性。
机械故障预警是机械振动监测技术的重要应用之一。
通过对设备振动信号的实时监测和分析，结合历史故障数据和振动谱图库，可以实现对机械设备的故障预警。
在故障预警系统中，振动特征参数是判定设备故障的重要指标之一。
比如，峰值指标可以反映机械设备的振动强度；频谱指标可以反映设备振动的频率分布；尖峰指标可以反映设备振动信号的峰值出现的次数等。
基于这些指标，可以建立起合理的故障模型，实现对设备故障的精确预测和判断。
同时，机器学习算法的应用也为机械故障预警提供了新的思路。
通过分析振动信号的特征参数，利用机器学习算法建立模型，可以更加准确地预测设备的故障，提高故障诊断的准确率和效率。
机械振动监测与故障预警技术的应用领域非常广泛。
在制造业中，机械设备的故障往往会导致生产线的停工和损失，通过振动监测和故障预警技术可以及时发现设备故障，降低生产中断的风险。
在交通运输领域，飞机、火车等大型交通工具的安全非常重要，通过对机械设备振动的监测，可以避免设备故障导致的安全事故。
机械故障诊断
《易》曰：形而上者谓之道，形而下者谓之器。
与此同时还出现了一些专业性的诊断仪器和监 测系统制造厂商，如本特利(Bently)公司，科 学亚特兰大(Scientific Atlanta)公司，惠普(HP) 公司等，对推进诊断技术的应用起到了较大的 作用。
18
《易》曰：形而上者谓之道，形而下者谓之器。
欧洲一些国家的诊断技术发展各有持色。如瑞 典SPM公司的轴承监测技术，AGEMA公司的 红外热象技术；丹麦B&K公司的振动、噪声 监测技术。 日本的诊断技术也在70年代中开始起步并发展 很快，其特点是在民用工业如钢铁、化工、铁 路等部门占有较大的优势。
19
我国起步较晚，真正的起步应从1983年南京 首届设备诊断技术专题座谈会开始。此后 我国政府有关部门曾多次组织外国诊断技 术专家来华讲学。
机械故障诊断的基本原理：
在某种意义上，故障是可以预测和预防的。 设备使用一般为3个阶段： 磨合期，使用期，耗损期。
5
《易》曰：天道亏盈而益谦，地道变盈而流谦。
6
《易》曰：天道亏盈而益谦，地道变盈而流谦。
绿区，黄区，红区。
7
《易》曰：天道亏盈而益谦，地道变盈而流谦。
见乎蓍龟，动乎四体。 ——《中庸》 同样，机械故障诊断就是在动态情况下，利用机 械设备劣化进程中产生的信息(即振动、噪声、压 力、温度、流量、润滑状态及其他指标等)来进行 状态分析和故障诊断。
4
Confucius said: ”If you know a thing, say that you know it; if you don’t know a thing, admit that you don’t know it. That is true wisdom.”
振动分析诊断报告
振动分析诊断报告客户信息：客户名称：设备型号：设备编号：安装日期：生产厂家：主要参数：一、问题描述在本次振动分析诊断报告中，根据您提供的设备信息和我们的现场调查，我们对设备在运行过程中出现的问题进行了分析和诊断。
以下是问题描述：设备振动异常噪音增加设备运行不稳定二、振动测试与分析结果根据现场勘测和振动测试的数据，我们得出以下分析结果：1. 振动测试数据分析通过对设备进行振动测试，我们收集了以下数据：频率：振动量：（单位：Hz）（单位：mm/s）通过对振动测试数据的分析，我们发现在频率为XHz处有明显的峰值，表明该频率存在振动异常。
2. 振动特征分析针对设备的振动异常，我们进行了进一步的特征分析，得出以下结论：（1）X频率振动过大，超过了设备正常运行范围。
可能导致该频率振动增大的原因有：轴承损坏、不平衡、松动等。
（2）Y频率振动过大，超过了设备正常运行范围。
可能导致该频率振动增大的原因有：齿轮磨损、偏心等。
（3）Z频率振动过大，超过了设备正常运行范围。
可能导致该频率振动增大的原因有：电机问题、传动系统故障等。
3. 噪音分析针对设备噪音增加的问题，我们进行了噪音分析，得出以下结论：（1）噪音主要来自设备的X部件，可能是由于X部件的磨损、松动或不当安装等原因导致。
4. 运行稳定性分析针对设备运行不稳定的问题，我们进行了运行稳定性分析，得出以下结论：（1）设备运行不稳定的主要原因是由于设备的X部件存在松动。
需要尽快进行检修和维护，以确保设备的正常运行。
三、问题分析与建议在以上振动测试与分析的基础上，我们对问题进行了深入分析，并给出了以下建议：1. 针对频率为XHz的振动异常，建议进行以下处理措施：（1）对轴承进行检修和更换，确保轴承的正常运行。
（2）进行设备的平衡校正，以消除不平衡带来的振动问题。
（3）检查设备的连接件，确保其紧固度。
2. 针对频率为YHz的振动异常，建议进行以下处理措施：（1）对齿轮进行检查和更换，确保齿轮的正常工作。
失效振动检测操作规程
失效振动检测操作规程
《失效振动检测操作规程》
一、目的
为了确保设备的正常运行和安全性，保证生产的顺利进行，制定此规程。
二、范围
本规程适用于所有设备的振动检测操作。
三、操作人员
1. 操作人员应具备相关设备操作和维护知识，经过培训并持有相关证书。
2. 操作人员应穿戴相关的防护装备和工作服，做好防护措施。
四、设备准备
1. 确保设备处于停机状态。
2. 检查设备的外部和内部是否有异常情况，如有需要及时处理。
3. 准备好振动检测设备，确保其正常工作。
五、检测操作
1. 严格按照设备操作手册中的步骤进行操作。
2. 检测前应进行设备的基准测试，记录下基准数据。
3. 将振动检测设备连接到被检测设备上，进行振动检测。
4. 检测完成后，将数据记录下来，并进行比对。
5. 如果发现异常情况，应及时进行处理，或上报相关部门。
六、操作结束
1. 检测结束后，清理工作场所，归还振动检测设备。
2. 对检测数据进行归档保存。
七、安全注意事项
1. 操作人员应密切关注设备的运行状态，确保安全。
2. 在操作过程中，严禁将手指、衣物等物品放入运行设备中。
3. 在设备运行时，禁止在附近吸烟、玩耍等不安全行为。
八、特殊情况处理
遇到特殊情况时，应根据实际情况进行处理，并在操作规程中进行记录。
九、责任
操作人员对其操作行为负责，并承担相应的责任。
以上即为《失效振动检测操作规程》，请严格遵守执行。
转动设备的振动值标准
转动设备的振动值标准转动设备的振动值标准是指在设备运行过程中所产生的振动幅值和频率等参数的标准规定。
对于各类机械设备，振动是一种常见的现象，但过大的振动会对设备的正常运行和使用造成影响，甚至可能导致设备损坏。
因此，制定和遵守转动设备的振动值标准对于保障设备的安全运行和延长设备的使用寿命具有重要意义。
首先，振动值标准的制定是基于对设备运行状态的分析和评估的结果。
通过对设备在运行过程中产生的振动进行监测和分析，可以得出设备的振动特性，包括振动的幅值、频率、方向等参数。
在此基础上，可以制定出适用于该设备的振动值标准，以确保设备在正常运行状态下的振动处于安全范围内。
其次，振动值标准的制定需要考虑到设备的类型和用途。
不同类型的设备在运行过程中所产生的振动特性会有所不同，因此需要根据设备的具体情况来确定相应的振动值标准。
例如，对于汽车发动机来说，其振动值标准与工业设备的振动值标准会有所不同，因为二者的工作环境和使用要求不同。
另外，振动值标准的制定还需要考虑到设备的运行环境和工作条件。
在不同的环境和条件下，设备所产生的振动特性也会有所不同。
例如，在高温、高湿或者腐蚀性气体环境中工作的设备，其振动值标准需要相应地进行调整，以适应特殊的工作环境。
此外，振动值标准的制定还需要考虑到设备的安全和稳定性。
过大的振动会对设备的结构和零部件造成损坏，甚至可能导致设备的故障和事故。
因此，振动值标准的制定旨在保障设备在运行过程中的安全性和稳定性，以确保设备能够正常运行并具有较长的使用寿命。
总之，转动设备的振动值标准的制定是为了保障设备的安全运行和延长设备的使用寿命。
通过对设备的振动特性进行分析和评估，可以制定出适用于该设备的振动值标准，以确保设备的振动处于安全范围内。
振动值标准的制定需要考虑到设备的类型、用途、运行环境和工作条件，以及设备的安全和稳定性。
只有严格遵守振动值标准，才能有效地保障设备的安全运行和延长设备的使用寿命。
机械故障诊断技术2_机械振动及信号
按振动规律分类
这种分类，主要 是根据振动在时间 按振动的动力学特征分类
（1）自由振动与固有频率
这种振动靠初始激励一次性获得振动能量，历程有限，一般不会 对设备造成破坏，不是现场设备诊断所需考虑的目标。描写单自由度 线性系统的运动方程式为： d 2 x(t ) m kx(t ) 0 dt 2 通过对自由振动方程的求解，我们导出了一个很有用的关系式： 无阻尼自由振动的振动频率为:
物体在持续的周期变化的外力作用下产生的振动叫强迫振动，如 不平衡、不对中所引起的振动。
由图2—3所见，衰减自由振动随时间 推移迅速消失，而强迫振动则不受阻 尼影响，是一种振动频率和激振力同 频的振动。从而可见，强迫振动过程 不仅与激振力的性质（激励频率和幅 值）有关，而且，与物体自身固有的 特性（质量、弹性刚度、阻尼）有关， 这就是强迫振动的特点。
m
d x dx c kx Fo sin t dt dt 2
（ 惯 性 力 ） （ 阻 尼 力 ） （ 弹 性 力 ） （ 激 振 力 ）
2
图2－2强迫振动力学模型
图2－3 强迫振动响应过程 a)强迫振动 b)衰减振动 c)合成振动
(3) 自激振动
自激振动是在没有外力作用下，只是由于系统自身的原因所产生的 激励而引起的振动，如油膜振荡、喘振等。自激振动是一种比较危险的 振动。设备一旦发生自激振动，常常使设备运行失去稳定性。 比较规范的定义是：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。
第二章 机械振动及信号
在冶金、化工、机械等企业中旋转机械设备 约占80％，这些旋转设备主要包括发电机、电动 机、透平制氧机、鼓风机、大型轧钢机等，在众 多的诊断技术中，没有任何技术能比振动信号分 析对机器设备状况提供更深刻的了解。另外，由 于旋转机械设备在运行中易出现不对中或受外力 作用而产生振动的现象，其大小与安装质量和使 用中的故障有直接关系。由此可见，振动分析及 测量在诊断旋转机械中有着重要的地位。
机械故障诊断—第一章绪论
总起来说，设备故障诊断既要保证设备的安全可靠运行， 又要获取更大的经济效益和社会效益。
3．故障增加的原因，以及设备故障诊断所要解 决的问题
（1）现代生产设备向大型化、连续化、快速化和自动 化方向发展，一方面提高了生产率，降低了成本，节 约了能源和人力；但另一方面，由于设备故障率的增 加和因设备故障停工而造成的损失却成十倍，甚至成 百倍地增大。维修费用也大幅度增加。
（3）按发生的快慢分：
①突发性故障：故障发生前无明显征兆，难 以通过早期试验或测试来预测。
②渐发性故障：设备在使用过程中零部件因 疲劳、腐蚀、磨损等而导致设备性能逐渐 下降，最终超出允许值而发生的故障。
（4）按发生的范围分 ： ①部分性故障：设计功能部分丧失的一类
故障。 ②完全性故障：设计功能完全丧失的一类
由此应指出，征兆既用于由外表现象推
断内部状态，此时可称为症侯；又用于由现 在现象推断未来状态，此时可称为预兆。状 态诊断既包括诊断设备是否将发生什么故障， 此即早期诊断，也包括诊断设备已发生什么 故障，此即故障诊断。
3. 根据征兆正确地进行设备的状态诊断 不能直接采用征兆来进行设备的故降诊断、
识别设备的状态。这时，可以采用多种的模式 识别理论与方法，对征兆加以处理，构成判别 准则，进行状态的识别与分类。
因此，保证设备的安全运行，消除事故，是十分迫 切的问题。因设备故障而造成的严重事故，不但会造 成巨大的经济损失，而且还可能会造成很大的人员伤 亡和环境污染。
状态监测及故障诊断的重要意义
随着现代设备的日趋大型化、复杂化、 自动化和连续化，设备一旦发生故障，给生 产和质量以至人们的生命财产安全造成的影 响往往大得难以估算。 采煤机 运输设备 提升系统
基于频域盲解卷积的机械设备状态监测与故障诊断
关键词 ：频域盲解卷积 ； 机械故 障诊断 ； 循环一部分卷积误差 ； 复数盲分离算法 ； 次序不确定性
中图分类号 ：Ｔ ６ ． Ｈ１５３ 文献标识码 ：Ａ
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ＰＡＮ ｎ，Ｗ Ｕ Ｎａ Ｘ ｇ，Ｃ ｉｌｎ，Ｌ Ｕ ａ — ｉ ＨＩ Ｙ —ｉ Ｉ Ｘｉ ｏ ｑｎ，ＨＵ ｈ ｎ Ｃ ａ ｇ
振 第３ １卷第 １ ２期
动
与
冲
击
Ｊ ＯＵＲＮＡＬ ＶＩ ＯＦ ＢＲＡＴ ＯＮ Ｉ ＡＮＤ ＨＯＣ Ｓ Ｋ
基 于频域 盲 解卷 积 的机 械 设 备状 态 监测 与故 障诊 断
潘 楠 ，伍 星 ，迟毅林 ，柳小 勤 ，刘
６０ ９ ） ５０ ３
畅
（ 明 理 工 大 学 机 电工 程 学 院 ， 明 昆 昆
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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
五种逻辑方法（穆勒五法）
1. 契合法(求同法);
2. 差异法(求异法);
3. 契合差异并用法(求同求异法); 4. 共变法；
5.
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一、形式逻辑推理（续）
3. 逻辑推理方法：（1）契合法(求同法)
精选课件
二、机械故障诊断及其分类
1. 按目的分
(1) 功能诊断：即对新安装或刚维修过的机械系统诊断 其功能是否正常，也就是投入运行前的诊断。
(2) 运行诊断：即对服役中的机械系统进行的诊断。
2. 按方式分
(1) 在线监测：就是连续地对服役中的机械系统进行监 测，测试传感器及二次仪表等安装在设备现场，随 机械系统一起工作。
监测，判断其是否正常，当出现异常时分析其产生的原因、 部位和严重程度，并预报其发展趋势。
分类的目的: 主要是为了便于信息分析和处理。 分类方法: 机械故障诊断可以分类如下：
(1) 按其目的分; (2) 按其方式分; (3) 按其提取信息的方式分; (4) 按诊断时所要求的机械运行工况条件分; (5) 按功能分。
第一章 机械故障诊断的基本原理
机械故障诊断学包括机械故障诊断的 原理与技术两大部分。
本章首先讨论几个与机械故障诊断有关 的基本问题，主要包括： 机械故障诊断概述 ; 故障特征参量;
精选课件
第一节 机械故障诊断概述
一、机械故障及其分类 二、故障诊断及其分类 三、机械故障诊断的基本环节
精选课件
精选课件
二、机械故障诊断及其分类
5.
(1) 简易诊断：对机械系统的状态作出相对粗略的判断。 一般只回答“正常与否”、“有无故障”等问题，而不 分析故障原因、故障部位及故障程度等。又称“状态监 测”。 (2) 精密诊断：是在简易诊断基础上更为细致的一种诊断 过程，它不仅要回答“正常与否”、“有无故障”的问 题，而且还要详细地分析出故障原因、故障部位、故障 程度及其发展趋势等一系列的问题。又称“故障诊断”。
机械故障的诊断参数识别技术
（ 有量纲的参数 ） １
有峰值朴 均方根值ｘ 、绝对均值、、 、 ， 偏斜度ｍ、 ３
峭度 ｍ 等。其中参数 义 ； 丽、ｍ 和 两 分别定义如下： ，
其诊断出来 川 ，以避免事故的发生将具有重要意义，这 ］ ２ ［ 为实现设备从现行的定期维修向更合理的预测维修的转变
提供了良好的条件。
Ｘ训二 （ｄ 一 二二 ，） ｘ
了 苦 ．、
１ 足
少 、 万
ｍ！ Ｘ〕（、 ３ 一争二 ＝ 、 ） 万〔
了 ． 、
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产 、 ，
在机械故障诊断中，振动信号是最常用的检测信号。 直接对振动时域信号进行评估和分析是状态监测和故障诊 断最简单和最直接的方法 ，尤其当检测信号中含有简谐信 号或冲击信号时更有效。观测时域波形有时可直接看出谐 波或冲击信号；通过波形分析可识别共振或拍频现象。当 然 ，这种简单分析对含有的这类信号比较明显时才适用 ， 一般来说 ，可借助于各类动态指标即振动信号的描述参数 ］ ３ ［ 一起综合诊断。由运行的设备上监测得到的振动值或状 态信号，有时可直接作出有无故障的判断或经过简单分析 和处理就能得出有关故障状态的判断，因此 ，直接根据振 动信号的描述参数来评判故障的存在，对简单机械故障的 快速诊断很有必要。这里所述的诊断参数还涉及直接 由时 间信号获取的部分频域参数 ，并且所述的全部参数力求计 算获取相对简单。
数。频带功率计算式为：
（） ８
入 又称为频率均方值 ；诊断中也可用频率均方根值 ， ： 对应量纲为 Ｈ 。此外 ，还有频带功率、故障系数等诊断参 ｚ
＊艺５ ） 忧好
３ 诊断实验
（） ９
本实验诊断对象是齿轮故障。齿轮故障源产生的振动 传递到箱壁 ，根据振动方向的敏感性 ，在轴承座的两个方 向上布置测点 ，用两个加速度传感器同时分别拾取两个方 向上的振动状态信号。图 １ 是齿轮轮齿带有裂纹时测得 的
压缩空气检查判断机械故障法
压缩空气检查判断机械故障法压缩空气是现代工业中最为常见和重要的能源形式之一，广泛应用于各种机械设备的动力传输和控制系统中。
然而，由于各种原因，压缩空气系统中的机械故障时有发生，给生产运行带来了很大的困扰。
因此，如何快速、准确地检查和判断压缩空气系统中的机械故障，成为了工程技术人员亟待解决的问题。
一、异常噪音检测法在压缩空气系统中，机械故障往往会伴随着异常噪音的产生。
因此，通过对压缩空气系统的噪音进行检测和分析，可以初步判断机械故障的存在和程度。
具体的方法是使用噪音测量仪器对系统各部位进行噪音监测，并对噪音进行频谱分析和比较，以判断是否存在异常噪音，并初步确定可能的机械故障原因。
二、压力波动检测法压缩空气系统中的机械故障往往会导致系统的压力波动，尤其是在压缩机和储气罐等关键部位。
通过对压缩空气系统的压力进行实时监测和分析，可以判断是否存在压力波动，并通过波动的特征和规律来初步判断机械故障的原因和位置。
同时，压力波动检测法还可以用于判断系统中的压力损失以及管路堵塞等问题，提供了更为全面的故障检测和判断依据。
三、温度异常检测法在压缩空气系统中，机械故障也会导致系统的温度异常升高或降低。
通过对系统各部位的温度进行实时监测和分析，可以判断是否存在温度异常，并通过异常的特征和规律来初步判断机械故障的原因和位置。
例如，当压缩机的出口温度异常升高时，可能存在气体压缩效率下降或内部部件磨损等问题；当储气罐的温度异常升高时，可能存在冷却系统故障或气体质量问题等。
四、震动检测法压缩空气系统中的机械故障往往会引起系统的震动，尤其是在压缩机、冷却器和管路等关键部位。
通过对系统各部位的震动进行实时监测和分析，可以判断是否存在异常震动，并通过震动的特征和规律来初步判断机械故障的原因和位置。
例如，在压缩机的机械密封部位发生泄漏时，会引起异常的振动，并伴随着噪音的产生；在冷却器的散热片堵塞时，也会引起异常的震动等。
综上所述，通过对压缩空气系统中异常噪音、压力波动、温度异常和震动等参数进行检测和分析，可以较为准确地判断系统中的机械故障存在和程度。
油品储运调合操作中级工
工种理论知识试题判断题1.通过检测密度，就可判别油品储运过程中是否产生混油或变质。
（√）2.当密度单位用g/cm3表示是，任何物质的相对密度和密度数值相等。
（×）3.汽油的终馏点的温度低，表示重组分含量多，汽油不能完全燃烧。
（×）4.马达法辛烷值和研究法辛烷值的平均值称抗爆指数。
（√）5.柴油十六烷值越高，则燃烧越完全。
（×）6.闪点是在规定条件下，加热油品时油品遇火燃烧的最低温度。
（×）7.凝点时评价油品低温度流动性能的指标。
（√）8.对于同一式样来说，倾点一定高于凝点。
（×）9.冷滤点比凝点更能反映柴油低温实际使用性能。
（√）10.浊点在规定条件下，试样由于蜡晶体呈针状出现而呈现雾状或浑浊时最高温度（√）11.灯用煤油中的烷烃和烷烃燃烧不完全，冒黑烟，但亮度下降慢。
（×）12.烟点只能辅助性表明灯焰冒烟的程度。
（√）13.实际胶质会使油品颜色变深，酸度变大。
（√）14.实际胶质的大小取决于燃烧的密度。
（×）15.诱导期是指汽油在规定条件下，油品被完全氧化所经过的时间。
（×）16.汽油的饱和蒸汽压越大，在储运过程中，油品蒸发损失也越大。
（√）17.水分是指油中水的含量，它是以体积百分数表示。
（×）18.机械杂质是指存在于油中、不溶于油的所有杂质。
（×）19.水溶性酸碱是指存在于油品中能溶于水的酸性和碱性物质的总称。
（√）20.中和1g石油产品中的酸性物质所需氢氧化钾的毫克数叫酸值。
（√）21.燃料油无需进行腐蚀试验。
（×）22.馏分的轻重不影响残炭值的大小。
（×）23.在润滑油中加入抗氧、抗磨和清净分散等添加剂后，会导致油中灰分增大，促进积炭生成，增加机件磨损。
（×）24.油品的硫含量以体积百分数表示。
（×）25.动力粘度值为所加流动液体的剪切力和剪切速率之比。
《机械故障诊断》考试试卷(附答案)
《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。
（V)2、数字化网络监测是离线监测的发展趋势。
（X )3、超声波诊断方法中包括超声波测厚技术。
（V)4、利用声响判断物品的质量是人们常用的简易方法。
（V)5、膨胀式温度计里面包括有水银温度计。
机械故障诊断阶段考试答案
江南大学现代远程教育第二阶段练习题考试科目:《机械故障与诊断》第三章至第五章（总分100分）__________学习中心（教学点）批次：层次：专业：学号：身份证号：姓名：得分：一、填空题（每空1分，共20分）1、诊断步骤可分为、、决策与验证。
2、机器上被测量的部位称为。
3、常用的振动测量参数有、、。
4、加速度传感器可以用固定、用绝缘螺栓固定、固定、用渗腊层黏结、用黏结剂固定。
5、加速度传感器，特别是压电式加速度传感器，在及的振动监测与诊断中应用十分广泛。
6、加速度计类型有、、。
7、磨损和疲劳属于最主要的失效机理。
8、铁谱分析技术主要需要油液颗粒、形态、、类型、、分布和材料等数据信息。
9、目前已经使用或正在研究的油样分析监测方法包括、和等。
二、判断题（每题2分，共20分）1、确定、了解诊断对象是实施现场振动诊断的第一个步骤。
（）2、选择测点不用考虑安全操作要求。
( )3、若要检测机器上某些连接部件是否存在不对中，最简单的办法是采用位移比较法。
( )4、传感器是将数字电信号转换成物体的运动的一种灵敏的换能器件。
( )5、传感器是诊断装置的“眼”和“耳”。
( )6、数据采集、谱分析、数据分析、动不平衡等操作可用数据采集器实现。
( )7、设备故障诊断专家系统是利用各种类型的诊断知识，对设备运行状态(正常和异常)进行判断和推理的硬件系统。
( )8、振动传感器主要有位移探测器、速度传感器、加速度计三种。
( )9、物理化学性能分析与污染分析是对油液的主要分析方向。
（）10、油液取样无特殊要求，随时、随处都可以。
（）三、选择题（每题2分，共20分）1、一般情况下，首选诊断对象不会选择（）设备。
A．稀有 B 昂贵 C．大型 D．有备台2、一般在（）上选择评定机械振动水平时的测点。
A．基础 B．轴 C．基座 D．管子3、（）在旋转机械及往复机械的振动监测与诊断中应用最广泛。
A．位移探测器 B．速度传感器C．加速度计 D．计数器4、当仅需要拾取低频信号时，采用（）滤波器。
IAI机械手故障内容
信号为 OFF 状态）后再输入。 原因 ：示教模式下，未完成原点复位时输入了写入当前位置信号
（PWRT）。 对策 ：先输入 HOME 信号执行原点复位，确认原点复位完成（HEND
输出信号为 ON 状态）后再输入。 原因 ：参数区域的数据输入范围不合理。
参数数据异常
位置数据异常
原因 / 对策 原因 ：伺服 OFF 状态下通过数值指令输入了移动指令。 对策 ：输入 SON 信号，接通伺服（SV 信号或 PEND 为 ON 状态）。
如果参数 No.21 为无效状态，发生本错误时，请联系本公司。 原因 ：未完成原点复位时输入了位置移动指令。 对策 ：输入 HOME 信号执行原点复位，确认原点复位完成（HEND 信
ࡘၤߙڵፑዏ ঐ٫ڵქၤ
0BA 原点传感器 未检出
0BE 原点复位超时
0C0 实际速度过大
ࡉၤ
原因 ：移动途中变更速度时，发出下一移动指令的时间延迟。 对策 ：提前切换的时间，避免超出软限位导致超出指令值。 表示在使用了原点确认传感器的驱动轴上，显示原点复位动作 未正常完成。 原因 ：①原点复位途中工件与周围产生干涉。
154
代码
错误名称
0F4 PCB 不匹配
0F8 非挥发性存储器 损坏
0FA CPU 异常
0FB FPGA 异常
0FC 逻辑异常
原因 / 对策 本控制器的马达驱动回路因马达容量而异，因而通过印刷电路板（PCB） 进行分类贴片。 因此在启动时的初始处理中，应检查厂家参数中设定的马达种类与电路 板是否一致。 本错误表示此时不一致。 原因 ：参数的输入错误或电路板的组装错误。 对策 ：万一发生本错误时，请联系本公司。 启动时通过非挥发性存储器检查检测出异常数据。 原因 ：①非挥发性存储器的故障。
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4．3 机械振动信号的分析与处理基础
实际测量的某机械设备振动信号
4．3机械振动信号的分析与处理基础
4. 3. 1 信号分析与处理中的常用数学变换 （1）付里叶（Fourier）变换 • 付里叶级数 j 2ft • 付里叶变换 X ( f ) x(t )e dt
• 付里叶逆变换 x(t ) X ( f )e j 2ft df
方根幅值
1 X r | x | 2 P( x)dx 2
平均幅值（均值）
x | x | P( x)dx
均方幅值（均方根值）
峰值
X rms | x | 2 P( x)dx
1 2
X p Emax | x(t ) |
4．3 机械振动信号的分析与处理基础
4. 3. 4 时间序列分析 （1）时间序列与时间序列分析
时间序列：是指按时间先后顺序排列的一组数据。 时间序列分析：依据时间序列，建立数学模型， 揭示产生时间序列的系统特性。
（2）时间序列分析的数学模型
ARMA模型、AR模型。 应用：气象、经济、股票市场。 分析未来趋势。 预测分析的重要性和难度。
第4章 振动监测技术
4．1 机械振动基础
4. 1. 1 振动的分类及其特点 • （1）按激振方式分 自由振动: 外界有初始激励,自身弹性力 或惯性力的作用, 阻尼 受拍振动: 外界施加交变力 自激振动: 外界有输入,自身产生交变力 • （2）按振动规律分 确定性振动: 周期(简谐振动\复杂周期)、 非周期
4．3 机械振动信号的分析与处理基础
4. 3. 5 信号处理的一些特殊方法 （1）时域平均法 从混有噪声干扰的信号中提取周期性信号的 过程。以一定的时间间隔去截取所测得的信号， 然后将所截取的信号段叠加再平均，这样可消除 信号中的非周期分量和随机干扰，保留预定的周 期成分。 x(t ) f (t ) n(t )
VF
Fc
0
fS ( f )df S ( f )df
0
MSF
0
f 2 S ( f )df
0
S ( f )df
0
( f Fc ) 2 S ( f )df
0
S ( f )df
2
VF MSF (Fc )
4．3 机械振动信号的分析与处理基础
• 莱斯频率
fL 1 2 MSF
（2）功率谱图的变化监测 • 当机械设备出现故障时，其振动信号的功 率谱的形状或谱值会发生变化。 局部变化：某一特征频率或频带下的谱 能量增加。 整体变化：整个谱图的变化。 • 机械设备状态等级的划分：A级、B级、C 级、D级等。描述功率谱变化有一些定量指 标，当这些指标达到某级别的门限值时， 相应把机器归到某一状态。
4．3 机械振动信号的分析与处理基础
如何识别： (a) 计算相关的振动频率，如轴的转动 频率(n/60)、滚动轴承的通过频率、齿轮的 啮合频率、结构固有频率等。 (b) 分析对象的振动机理。比如：有 无调制（调频与调幅）现象出现。 (c) 实验测量； (d）比较测试得到的谱图。分析推理!
4．3 机械振动信号的分析与处理基础
• 诊断机械故障的部位在很大程度上依赖于 各类缺陷的激振频率识别。 • 识别? 哪个零件或部件是激振源?
4．3 机械振动信号的分析与处理基础
• 识别 ?
• 激振频率主要有两类：
• 1）缺陷引起的:
• 2）结构引起的:
在很多情况下，这两类的激振频率是 一样的。 例如：齿轮正常振动和齿面磨损激发 的振动频率都是齿轮啮合频率。
4．3 机械振动信号的分析与处理基础
• 例：相同齿轮箱的两种自相关函数图形。 自相关函数快速衰减的齿轮箱状态比不衰 减的或衰减缓慢的要好。为什么？很多故 障的振动有周期性。 2）互相关函数 • 分析信号传递途径，寻找信号源。比如： 振动源或噪音源。
作业
1. 编制数字信号发生器，输出下叙函数信号的 图形及数据文件。然后再编制一信号处理程序，对信
• 离散付里叶变化（DFT）工程计算方法 • 快速付里叶变换（FFT）快速工程计算方法
4．3 机械振动信号的分析与处理基础
• 数学原理到工程应用： 函数、信号、时间 历程、揭示信号的频率分布； （2）拉普拉斯（Laplace）变换 （3）Z变换：离散系统的拉斯变换 （4）西尔伯特（Hilbert）变换：同一域中函 数互相映射； （5）小波变换：寻找突变信号；突变信号信 息量大。
学习难点： • （1）功率谱诊断方法、数学变换的工程作用。 • （2）齿轮、滚动轴承的故障振动特征。
第4章振动监测技术
内容概述：
本章介绍机械振动基本知识、测试仪器、 信号分析与处理中的常用数学变换、时域诊 断方法、功率谱诊断方法、时间序列分析及 信号处理的一些特殊方法。另外着重介绍了 转轴组件、齿轮、滚动轴承等典型机械零部 件故障振动的基本特征和它们的故障诊断方 法。
4. 2. 1 常用的振动传感器原理
（4）振动传感器的选用原则 主要性能指标 • 测量范围: 测量的幅度范围 • 频响范围: 测量的频率范围 • 灵敏度 • 精度 • 稳定性
4．2 振动测试系统
• 4. 2. 2 信号记录与处理设备 • （1）磁带机 • （2）数据采集器 数据采集的基本原理：完成一个采样过程， 将数据存储起来。 采样定理： 为防止混叠，采样频率必须不小 于2倍信号中的最大频率成分。 fs>2fmax。 数据采集器的主要性能指标： 数据采集器的两种主要类型：同步采集、巡回 采集。 • （3）信号分析与处理设备 计算机、其他信号分析及记录仪、Hp3562
作业
N: 1024 ; Fs=1000, ( >2*320) dt=0:N-1 X=10*sin(2*pi*320*dt/fs) S(f)= Pxx=sqrt(abs(fft(X,N).^2)/N); for i=1:512 ; Pxx1(i)=Pxx(i) ; end plot(N,X) xlabel('Time(s)'); ylabel('Signal(X(t))'); title('Time Series N=1024 振动测试系统
4. 2. 1 常用的振动传 感器原理 （1）压电加速度传感 器 1）工作原理 发电原理, 机械能 转换成电能! 电荷微弱, 需要放 大
（1）压电加速度传感器
2）测量电路: 电荷放大器和电压放大器 3）传感器的结构 4）性能指标 5) 安装方法: 尽量保证: 传感器壳体与被测对象的振动 一致性! 6）测量误差来源及使用注意事项
号进行时域统计分析和功率谱分析,用图形输出。时
域统计分析包括计算均值、均方根值、概率密度函 数。（建议用Matlab编写！） 函数(1) X(t)=10sin(2π×320t) (2) X(t)=50×RND
(3) X(t)=10sin(2π×320t) +50×RND
采样点数: 1024 功率谱谱线数: 512条(点)
（2）磁电式速度传感器 • 工作原理: 线圈运动切割磁力线产生感生电流 • 结构与性能指标
（3）电涡流振动位移传感器 • 工作原理: 高频电流通过线圈-高频电磁场-金属板 产生电涡流-对抗磁场-线圈阻抗变化 • 等效电路\测量电路\电涡流传感器的结构 • 性能特点及使用注意事项。
电涡流传感器
4．3 机械振动信号的分析与处理基础
1）标准谱 所谓标准谱可以理解为机器某种状态 的标准功率谱。正常状态下得到的标准谱 可作为正常标准谱，异常状态得到的标准 谱作为异常标准谱。建立标准谱需要大量 的数据。
4．3 机械振动信号的分析与处理基础
2）描述功率谱特征的几个指标 • 频率重心 • 均方频率 • 频域方差
Hx fL fu
• 谐波指标
f u ——积分过程的莱斯频率，
fu 1 2
0
S ( f )df
S( f ) df 2 f
• 频率重心、均方频率、莱斯频率都是描述功率谱 主频带位置变化的指标； • 频域方差、谐波指标描述功率谱的分布状态和谱 宽。
4．3 机械振动信号的分析与处理基础
• 例：某台电动机进行2000小时疲劳实验。 得到电动机轴承盖振动速度的莱斯频率和 谐波指标，该两个指标在1000小时处开始 缓慢增加，1500小时后加速增长。后期的 增长，反映了滚动轴承的疲劳损伤。（冲 击振动增强） （图） • 作业：如何利用振动信号的功率谱诊断皮 带运输机械动力传递系统的机械故障？ （电机至驱动滚筒）
4．1 机械振动基础
随机振动: 不确定性 平稳随机振动 非平稳随机振动 许多机械故障产生的振动具有周期性, 但经常淹没在随机信号的噪音中! • （3）按振动频率分 低频（小于10Hz）、中频（1000Hz）、 高频（大于1000Hz）
4．1 机械振动基础
4. 1. 2 振动参量 • （1）振幅: 用位移\速度\ 加速度表示 • （2）频率: 每秒振动的次 数 周期的倒数 角频率: （3）相位:
4．3 机械振动信号的分析与处理基础
例：汽车后桥齿轮在不同运行状态下振动加 速度信号的无量纲指标：脉冲指标I、峰值 指标C、波形指标K。从图形上看，脉冲指 标I、峰值指标C变化明显，可以作为齿轮 状态的诊断指标，I比C变化幅度更大。而 波形指标K的变化很小。
4．3 机械振动信号的分析与处理基础
（2）相关分析 • 1）自相关函数 • 自相关函数的一个重要性质：周期信号的 自相关函数仍然是同频率的周期信号，但 不具有原信号的相位信息。 • 不衰减的自相关函数与衰减的自相关函数。
——倒频率，时间量纲。
• 作用： （1）识别复杂功率谱图上的周期结构； （2）解卷积。能将信号中的输入信号和传递途径 的效应分离开来，使分析结果受传递途径的影响 较小，去回声。