设备故障诊断课后题答案

1、9月19日1. 机械故障诊断的特性？2. 开展机械故障诊断技术的社会和经济意义？3. 我国的故障维修制度？4. 故障诊断技术的发展方向？解答：1. 多样性 层次性 多因素和相关性 延时性 不确定性（模糊性）2. （P4-6）3. （P8）4.9月20日1. 机械故障的类型？2. 常见的状态监测的技术和方法？3. 设备故障诊断的功能和主要环节？4. 浴盆曲线的特点和表述？解答：1. （P9）2. （P13-17）3. （P12）4.9月22日1. 常见的设备故障状态的识别方法？2. 故障树分析法是如何定义的？3. 模糊诊断的具体过程是什么？4. 专家系统故障诊断方法？5. 故障诊断技术成功应用的

2、主要领域？6. 影响设备故障诊断成功率的主要因素？解答：1. （P17-23）2. （P19）3. （P22）4. （P25）5. 国内故障技术的应用是20世纪80年代初开始，首先由部分高等院校和位开展设备诊断技术的技术交流，理论研究和实际应用。随后爱一些大型企业内相继建立起状态监测与故障诊断的组织机构，对关键设备配置多种检测与诊断仪器或系统，多种多样的监测仪器和诊断系统为设备故障诊断技术的开展提供了强有力的手段。故障诊断技术在企业内的推广应用，使企业收到明显的经济效益，一些大型的流程工业，大修间隔时间大大延长，而设备的故障率却明显下降。已有不少企业的关键设备能够达到长周期，满负荷运行。6.

3、（P25）9月26日1. 试定义能量信号、功率信号、时限和频限信号？2. 什么是相关函数？相关函数有什么性质？主要用途有哪些？3. 设一信号x（t）， 求该信号的自相关函数？4. 已知信号的自相关函数 求出该信号的均方值和均方根值？解答：1. （P29）2. （P34）；主要用途：自相关分析的主要应用：用来检测混淆在干扰信号中的确定性周期信号成分。 互相关分析的主要应用：滞后时间确定、信号源定位、测速、测距离。3.设一信号x(t),x(t)=A1cos(w1t+q1)+A2cos(w2t+q2),求该信号的自相关函数。 自相关函数为：Rx(t)=11A1sin(w1t)+A2sin(w2t)

4、224.已知信号的自相关函数Rx(t)=Acos(wt)，求出该信号的均方值和均方根值。 x(t)=2Asin(wt+q) 均方值j2x1(t)=limòTT®¥T0x(t)dt=22A2w9月27日1. 周期信号形成的幅值谱所具有的性质？2. 何谓采样定理，为什么在进行频域分析时，对数据采样要满足采样定理？3. 试证明维纳·辛钦公式，即平稳随即过程的功率谱密度与自相关函数是一傅立叶变换偶对？4. 设一随机信号x（t）的自功率谱密度函数为Sx（f），输入到系统中，试求系统输出y（t）的自功率谱密度函数为Sy（f），及输入输出的互功率谱密度函数为Sxy（f

5、）？解答：1. （P36-37）2. 采样定理：采样频最小必须大于或等于信号中最高频率的两倍。原因：当采样频率max大于信号中最高频率的两倍时，即max>=，则采样之后的数字信号完整的保留了原始信号中的信息，一般取2.564倍的信号最大频率；进行频率分析时，为了避免混叠，所以对数据采样要满足采样定理。3. （P41最上面）4. P40自功率谱密度的公式和P41的互功率谱密度的公式。9月29日1. 旋转机械振动监测经常用到信号处理图形有哪些？2. 由波特图可以得到有关转子系统的哪些基本性能？3. 极坐标图所具有的主要优点？4. 全息谱技术的主要特点及功用？5. 为什么要对信号进行时频分析，

6、主要用于何处？6. 短时傅立叶变换的分析过程？7. 小波变换的基本思想？8. 多分辨分析和小波包分析的特点及应用价值？解答：1. （P42）2. （P47）3. （P48）4. 全息谱技术实质上是多传感器信息融合在大机组检测和诊断中的一种体现。它是在FFT算法基础上，通过内插技术，精确求得按各种方式采集的振动方式的幅值，频率，相位值，然后将转子截面水平和垂直方向上的振动进行合成，用不同频率分量下合成的一系列轴心轨迹（通常是椭圆）来刻画转子的振动情况。5. 时域信号是信号对时间的函数，因此在时间域内对其进行定量和定性的描述与分析，是一种最基本的信号分析方法，这种方法直观简便，物理概念强，易于理解

7、；主要用于：1、时域分解。2、信号的时域统计。3、时域相关分析6. （P53）7. 小波变换的基本思想是去寻找或构造一族特定都得正交函数，然后用这一族称为小波函数的特定函数去表示或逼近一个信号。8. 多分辨分析可以对信号进行有效的时频分解，但由于其尺度是按二进制变化的，所以在高频段其频率分辨率较差，而在低频段其时间分辨率较差，即对信号的频带进行指数等间隔划分；小波包能够为信号提供一种更加精细的分析方法，它将频带进行多层次划分，对多分辨分析中没有细分的高频部分进一步分解，并能够根据分析信号的特征，自适应的选择相应频带，使之与信号频谱相匹配，从而提高时频分辨率；因此小波包具有更广泛的应用价值。10

8、月8日1. 研究旋转机械故障诊断的目的？2. 发生不平衡振动时，其主要故障特征为何？3. 转子平衡状态被破坏有哪些故障类型？4. 何为定向振动，与不平衡振动故障的主要差异？解答：1. 研究旋转机械的故障机理，了解它们的故障类型和信息特征，熟悉故障诊断和处理方法，从中积累知识和经验。2. 1、主要引起转子和轴承径向振动，在转子径向测点上得到的频谱图，转速频率成分具有突出的峰值；2、单纯的不平衡振动，转速频率的高次谐波幅值很低，因此在时域的波形是一个正弦波；3、转子的轴心轨迹形状基本上为一个圆或椭圆；4、转子的进动方向为同步正进动；5、除了悬臂梁转子以外，对于普通两端支撑的转子，不平衡在轴向上的振

9、幅一般不明显；6、转子振幅对转速变化很敏感，转速下降，振幅将明显下降。3. 1、转子上零件碎裂或飞离 2、固体杂质在叶轮上沉积 3、叶轮除锈后产生的不平衡 4、轴上零件松动4. 定向振动：表现在轴心轨迹上是一条倾斜的直线或接近一条直线形状。主要差异：在振动方向并不是按照旋转力的方向变化，而是在某一个方向上出现同相位或接近180°反相位的振动。10月10日1. 引起转子不对中故障的原因有哪些？2. 转子不对中故障的主要特征表现为何？3. 齿式联轴节连接的两个转子不对中，表现的主要振动特点？4. 简述常见的不对中故障的监测方法？解答：1.P822.1、改变了轴承中的油膜压力2、轴承的振动

10、幅值随转子的负荷增大而增高3、平行不对中主要引起径向振动，角度不对中主要引起轴向振动4、不对中使刚性联轴节两侧的转子产生相位差5、从振动频率上分析不同类型的转子和不同形式的不对中情况引起的振动哦你律师不同的6、大型涡轮机械上多跨转子的不对中，一般是因为伴随有其他故障因素，因而振动情况更为复杂7、转子之间的不对中，由于在轴承不对中的方向上产生一个预加载荷，轴颈运动的轴心轨迹形状为椭圆形，随预加载荷的增大，轨迹形状将变为香蕉状、“8”字形或外圈中产生一个内圈的形状。3. P884. P90.1、静态检测法a打表法b激光对中法c联轴节表面状态检测法 2、动态监测法a振动检测法b激光对中法c Dood

11、棒测量法d电涡流绝对测量法 e轴承油膜要测量法10月11日1. 从动力学角度看滑动轴承的主要作用有哪些？2. 滑动轴承常见故障的原因有哪些？3. 高速滑动轴承发生油膜振荡的故障特征主要表现为何？4. 高速滑动轴承产生油膜不稳定的防治措施？5. 液体动压轴承的工作原理？解答：1. P952. P973. P1074. P1095. 靠液体润滑剂动压力形成的液膜隔开两摩擦表面并承受载荷的滑动轴承。液体润滑剂是被两摩擦面的相对运动带入两摩擦面之间的。10月13日1. 局部碰摩的故障特征有哪些？2. 摩擦接触弧增大时的故障特征有哪些？3. 防止滑动摩擦激振的方法？4. 浮动环密封产生的故障振动特征？解

12、答：1. P126。选取第一段话（局部碰撞是指.），第四段中的第一句话（如果转子不旋转.）第五、六、七段的第一句话。共5句话2. P1283. P1354. P13710月17日1. 往复式压缩机的故障种类主要有哪些？2. 压缩机热力参数异常的主要表现和原因？3. 压缩机主要零部件的机械故障有哪些？4. 目前对气阀的主要研究工作包括哪些方面？5. 提高气阀耐用性的措施有哪些？6. 曲轴断裂的原因有哪些？7. 阀片运动规律曲线在故障诊断方面的作用有哪些？解答：1. 从反映故障诊断状态的监测参数上可分为两大类：一类故障征兆表现在机器的热力参数变化上，另一类故障征兆表现在机器的动力性能参数变化上。2

13、. P1843. P189气阀故障、活塞杆断裂、连杆螺栓断裂、曲轴断裂、活塞卡住、咬住或撞裂4. P1905. 校核阀片运动规律、改变气阀结构、调整弹簧力、阀片边缘倒圆角、改善阀片制造工艺、控制压缩气体中的油水含量6. P1977. P20910月18日1. 利用示功图形状变化，可以判断压缩机的哪些故障？各对应的示功图形状为何？2. 阀片运动规律曲线在故障诊断方面的作用为何？3. 气流压力脉动的起因？影响结果与作用机理为何？4. 管道压力脉动的防治措施有哪些？解答：1. P2052. P2093. 起因：P210页；影响结果：P212、220；作用机理：P220/221/2244. P233-

14、237页10月20日1. 齿轮常见的故障有哪些？2. 齿面疲劳（点蚀、剥落）的故障机理为何？3. 齿轮故障的主要特征信息有哪些？4. 齿轮故障的主要诊断方法有哪些？解答：1. 齿的断裂，齿的磨损，齿面疲劳（点蚀，剥落），齿面擦伤和划痕2. 齿轮在啮合过程中，既有相对滚动，又有相对滑动，而且相对滑动的摩擦力在节点两侧的的方向相反，从而产生脉动载荷。这两种力的作用结果使齿轮表面层深处产生脉动循环变化的剪切力。当这种剪切力超过齿轮材料的剪切疲劳极限时表面将产生疲劳裂纹。裂纹扩展，最终会使齿面金属小块剥落，在齿面上形成小坑，成为点蚀。当点蚀扩大，连成一片时，形成齿面上金属块剥落3. 啮合频率及其谐波成

15、分，幅值调制和频率调制所形成的边频带，由齿轮转速频率的低次谐波所构成的附加脉冲，由齿轮加工误差形成的隐含成分。4. 细化谱分析法，倒频谱分析法，时域同步平均法，自适应消噪技术。10月24日1. 为什么说倒谱频分析对于齿轮故障诊断是一种有效的方法？2. 如何确定齿轮上损伤齿轮的位置？3. 为什么对齿轮箱故障诊断时，都要先对采集信号进行消噪处理？4. 齿轮振动信号的复制和频率调制是怎样产生的？它们有什么共同点？解答：1. 倒频谱分析方法在齿轮或齿轮箱故障诊断中的应用具有特殊的优越性，特别是用在边频带的分析上。利用倒频谱分析方法可有效地提取和识别频谱上的周期成分。倒频谱分析方法受传输途径的影响很小。

16、2. 利用噪声诊断齿轮故障，把正常的和不正常的啮合声音加以比较，从中发现齿轮啮合时是否存在异常情况，并判断齿轮可能出现故障的部位。利用声级计或声频记录仪记录齿轮发出的噪声，然后通过频率分析仪，从各种频率成分的分布和幅值大小来知诊断其中的故障。3. 一般机器噪声频率成分很复杂，这不仅因为机器运动的零部件很多，还有空气动力噪声的影响以及邻近机器噪声影响等方面的因素。4. 幅值调制是由于传动系统转矩的周期性变化引起的。齿轮的转速波动，因加工中分度误差而导致齿距不均匀，齿轮产生周期性的周节误差，齿轮轴偏心引起啮合速率的变化，周期性转矩变化引起的速度变化等因素均可引起频率调制现象。 幅值调制和频率调制具有载波频率相等、边带间隔均为齿轮