《设备状态监测与故障诊断》复习提纲

一、单项选择题见教材。

二、填空题1、通常设备的状态可分为正常状态，异常状态和故障状态几种情况。

2、“状态监测与故障诊断”的概念来源于仿生学，一台机器设备像人一样，有其生老病死的过程。

3、故障按与时间的关系和有无发展过程分为突发性故障和渐发性故障。

4、故障按发生的时期分为早期故障、使用期故障、后期故障，其故障率变化关系可以用“浴盆”曲线来表示。

5、故障模式是故障现象的一种表征，相当于医学上的疾病症状。

6、设备故障诊断按诊断的目的和要求可分为在线诊断和离线诊断。

7、设备故障诊断按诊断方法的完善程度可分为简易诊断和精密诊断。

8、设备状态维修的最主要作用是既防止失修，又防止过修。

9、状态监测与故障诊断应紧紧围绕中心问题四个“Ｗ”，即“Where”──故障部位；“What”──什么故障；“Why”──故障原因；“When”──什么时候发生。

10、设备故障诊断的具体实施过程可以归纳为以下四个方面：信息采集、信号处理、状态识别、诊断决策。

11、设备故障信息的获取方法中量化管理包括参数测定法、磨损残渣测定法和设备性能指标的测定。

12、判断标准包括绝对判断标准、相对判断标准和类比判断标准。

13、评定机器振动状态的物理量可以是振动加速度、振动速度及振动位移。

在航空工业上习惯用振动加速度来评定。

14、周期信号包括简谐信号和复杂周期信号。

从某种意义上讲，设备振动诊断的过程，就是从信号中提取周期成分的过程。

15、同一简谐振动的位移、速度、加速度三者之间的相位关系：加速度领先速度90º，速度领先位移90º。

16、傅里叶变换是由时域变换成频域。

17、按照傅里叶变换的原理，任何一个平稳信号，都可以分解成若干个谐波分量之和。

18、振动诊断的时域分析方法包括直接观察法、概率分析法、示性指标法、时域同步平均法及相关函数诊断法。

19、相关函数诊断法可用于诊断管道的泄漏故障。

20、每当一个轮齿开始进入啮合到下一个轮齿进入啮合，齿轮的啮合刚度就变化一次。

齿轮啮合刚度的变化频率即齿轮啮合频率。

21、齿轮传动频谱中的边频带是由于在齿轮振动信号中存在调幅和调频现象。

22、很多设备故障诊断系统软件均内置了轴承频率项数据库，只需输入轴旋转频率及选择轴承生产商、轴承型号即可自动计算出通过频率。

23、典型倍乘频率项为离心泵、离心风机、离心压缩机叶片通过频率。

24、某离心泵工作转速为1470RPM，共有8只叶片，则其叶片通过频率= 196 Hz。

25、倒频谱是由频域又回到了时域。

26、轴心运动轨迹是利用安装在同一截面内相互垂直的两支电涡流传感器对轴颈振动测量后得到的。

27、对仅由质量不平衡引起的转子振动，若转子各个方向的弯曲刚度及支承刚度都相等，则轴心轨迹为圆。

28、转子质量不平衡包括力不平衡、力偶不平衡、动不平衡和悬臂转子不平衡。

29、通常转子长径比越小，越容易出现不平衡。

30、转子不对中的三种基本型式分别是联轴器不对中、轴承不对中和带轮不对中。

31、当遇到共振时，应该采取改变自然频率的方式予以消除。

32、由于轴颈表面比轴瓦表面光滑及轴瓦与轴颈之间润滑油的端泄等因素的影响，一般涡动频率略小于转速的一半，约为转速的0.42~0.46倍。

33、强烈的紊流会进一步引起整个压缩机组系统的一种危险性更大的不稳定的气动现象，即喘振。

34、拍振的情形可以这样描述，当一个频率的时域波形与另一个频率的时域波形同相位进入时产生最大振动，而当这两个频率相位差180度时产生最小振动。

35、朝着滚动轴承故障发展的最后阶段发展，甚至影响转速频率的振动幅值。

36、冲击脉冲法是瑞典SPM公司的专利技术。

37、边带频是比齿轮啮合频率本身更好的齿磨损的指示。

38、齿轮不对中几乎总是激起第二阶或高阶齿轮啮合频率谐波频率。

39、在时域波形中，断的齿或裂的齿每次试图与跟它匹配的齿轮的齿相啮合时，都出现一个明显的尖峰。

40、电动机故障诊断包括机械故障诊断和电气故障诊断两个方面。

41、对三相感应电机进行电气故障诊断时，传感器应尽可能径向安装在电机的外壳上。

42、每一个测点可以有三个测量方位，即水平方向、垂直方向和轴向。

43、在测量转子振动时，有两种不同的测量方式，即测量绝对振动和相对振动。

44、在现场实行简易振动诊断主要是使用压电式加速度传感器测量轴承的绝对振动。

45、若要检测机器上某些连接部件是否存在松动，最简单的办法可采用幅值比较法。

46、共变法的基本判别准则是：如果当某一现象发生一定程度的变化时，另一现象也随之发生一定程度的变化，那么这两个现象之间就有因果联系。

47、测点越靠近振源，振动反映故障越敏感，得到的信息越可靠，判断越准确。

48、趋势管理一般分为量值趋势管理和数次趋势管理两种。

49、预测设备状态到达危险极值时间有两点法和最小二乘法。

50、目前常用的热成象主要有红外热象仪和红外热电视两类。

51、按照磨损机理，磨损可分为磨粒磨损、粘着磨损、接触疲劳磨损、腐蚀磨损和微动磨损。

52、疲劳过程包括裂纹产生、扩展和最终瞬时断裂三个阶段。

53、液压设备故障诊断中参量诊断法的两个最基本的参数是压力与流量。

54、油液分析包括油液本身的物理化学性能分析和油液的污染分析。

55、油液诊断方法的基本步骤为采样、检测、诊断、预测和处理。

56、在故障树分析中，最不希望发生的系统故障事件称为顶事件。

57、把顶事件、中间事件和底事件用适当的逻辑门自上而下逐级连结起来所构成的逻辑结构图就是故障树。

58、常用滤波器有高通、低通、带通、带阻四种。

59、知识库和推理机称为专家系统的核心。

三、判断题见教材。

四、名词解释1、设备故障诊断——是指在设备运行中或在基本不拆卸的情况下，通过各种手段，掌握设备运行状态，判定产生故障的部位和原因，并预测、预报设备未来的状态。

它是防止事故和计划外停机的有效手段。

2、设备故障——是指系统的构造处于不正常状态，并可导致设备相应的功能失调，致使设备相应行为（输出）超过允许范围，这种不正常状态称为故障状态。

3、类比判断标准——若有数台机型、规格均相同的设备，在相同工况和使用环境下对它们进行测定，经过相互比较作出判断，用这种方法对机器设备的状态进行评定而制订的标准称作类比判断标准。

4、傅里叶变换（FT）——数学算法把一个复杂的函数分解成一系列（有限或无限个）简单的正弦和余弦波，时域变换成频域，也就是将一个组合振动分解为它的各个频率分量，把各次谐波按其频率大小从低到高排列起来就成了频谱，这就是傅里叶变换。

5、轴承通过频率——由于轴承元件的缺陷，滚动体依次滚过工作面缺陷受到反复冲击而产生的低频脉动，称为轴承的“通过振动”，其发生周期的相应频率称为“通过频率”，我们通常也叫“故障频率”，因缺陷的位置不同而不同。

6、共振——强迫振动频率与系统的自然频率一致时出现的使振动幅值急剧放大，导致过早损坏或灾难性破坏的现象。

7、油膜振荡——当转子回转频率约为其一阶临界转速的两倍时，由于此时油膜涡动的涡动速度与转子的一阶临界转速相重合即产生共振，表现为强烈的振动现象，油膜可能不再具有支承能力，称为油膜振荡。

8、拍振——是两个频率非常接近、振幅近似相同的简谐波叠加时，彼此同步进入和退出的结果。

9、“看图识谱”——首先必须建立“基准谱”，即设备在一定的运行条件下处于“良好”状态时所测得的振动频谱，最好还能建立在各种故障状态下的“故障谱”。

将测得的振动频谱与标准谱比较，不但能知道设备有无故障，而且可以大概知道故障的严重程度。

10、疲劳——是材料在交变应力或应变循环作用下，逐渐产生带有选择性的累积损伤，经过一段时间后，发生带有局部特征的断裂现象。

11、铁谱分析技术——就是根据油液中的颗粒的浓度、形态、成分、类型、大小、分布和材料等数据信息，分析判断设备的磨损状态、磨损部位、磨损机理，进行故障诊断。

12、传感器——是感受物体运动并将物体的运动转换成模拟电信号的一种灵敏的换能元件，是诊断装置的“眼”和“耳”。

五、问答题1、试述东风汽车公司在状态监测工作中推行“三”、“五”、“七”管理体制的具体内容。

答：“三”即状态监测三必测：固定周期必测、修前修后必测、工艺变更必测；“五”即状态监测五确保：确保测量数据准确（含测点正确，测量正确，测量过程正确）、确保数据分析正确，数据归档及时、确保会用会管仪器、确保报表及时正确、确保信息传递及时；“七”即状态监测七固定：固定专人测量、固定监测设备、固定监测点、固定监测参数、固定检测仪器、固定测量周期、固定判定标准。

2、状态维修有何重大意义？答：设备状态维修被誉为维修技术的一次重大革命，其优点和经济性主要表现在：⑴可以防患于未然，最大限度地减少突发故障，保证设备经常处于良好的技术状态，稳定产品产量，并提高产品质量；⑵这样做能充分掌握维修活动的主动权，便于对整条生产线的装置设备进行整体考虑，并且可以和生产计划协调安排；⑶便于做好各项修前准备，保证备品备件的及时供应，并可避免不合理库存的产生；⑷可以避免过剩的维修，提高设备的可利用率，充分发挥零件的最大寿命；⑸节约能源，避免不必要的浪费；⑹能够合理地安排维修人员，并为维修社会化改革和进一步减员增效打下基础。

3、从振动频谱分析的角度来看，振动诊断的任务是什么？答：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。

这主要包括：⑴振动频谱中存在哪些频谱分量？⑵每条频谱分量的幅值多大？⑶这些频谱分量彼此之间存在什么关系？⑷如果存在明显的高幅值频谱分量，它的精确的来源？它与机器的零部件对应关系如何？4、引起转子不平衡的原因有哪些？转子不对中有哪三种基本型式？简述不平衡与不对中故障特征的主要区别。

答：引起转子不平衡的原因有：结构设计不合理，制造和安装误差，材质不均匀，受热不均匀，运行中转子的腐蚀、磨损、结垢、零部件的松动和脱落等。

转子不对中的三种基本型式包括：a)联轴器不对中；b)轴承不对中；c)带轮不对中。

不平衡与不对中故障特征的主要区别有：⑴不平衡的突出表现为一倍频振动幅值大，而不对中的突出表现为二倍频振动幅值大；⑵不平衡的轴心轨迹为椭圆形，而不对中的轴心轨迹为香蕉形。

5、简述滚动轴承宏观故障阶段的特征。

答：⑴在滚动轴承故障的第三阶段中，出现滚动轴承故障频率及其谐波频率。

⑵当滚动轴承的磨损扩展时，出现更多阶次的滚动轴承故障频率的谐波频率，边带频率数量增多，在轴承故障频率的谐波频率和轴承零件的自然频率的两侧的边带数量都增多，振动尖峰能量的总量值继续增大。

⑶这时，已经可以看到滚动轴承的磨损，并且，磨损扩展到滚动轴承的周围，尤其是伴随在轴承故障频率两侧有许多清晰的边带时。

⑷g/SE谱、高频解调和包络频谱帮助证实滚动轴承故障的第三阶段。