机械故障诊断考试题目

1、机械故障诊断考试 - 题库 （部分容可变为填空题） 第一章：1、试分析一般机械设备的劣化进程。答： 1）早期故障期 阶段特点：开始故障率高，随着运转时间的增加，故障率很快减小， 且恒定。早期故障率高的原因在于：设计疏忽，制造、安装的缺陷，操作使用 差错。2）偶发故障期 阶段特点：故障率恒定且最低，为产品的最佳工作期。 故障原因：主要是使用不当、操作失误或其它意外原因。3）耗损故障期阶段特点：故障率再度快速上升。 故障原因：零件的正常磨损、化学腐蚀、物理性质变化以及材料的疲劳 等老化过程。2、根据机械故障诊断测试手段的不同，机械故障诊断的方法有哪些？答：1直接观察法传统的直接观察法如“听、摸、看

2、、闻”是最早的诊 断方法，并一直沿用到现在，在一些情况下仍然十分有效。2'振动噪声测定法-机械设备在动态下 （包括正常和异常状态）都会产生振 动和噪声。进一步的研究还表明，振动和噪声的强弱及其包含的主要频率成分 和故障的类型、程度、部位和原因等有着密切的联系。3'无损检验无损检验是一种从材料和产品的无损检验技术中发展起来 的方法4'磨损残余物测定法（污染诊断法 5'机器性能参数测定法机器的性能参数主要包括显示机器主要功能的 一些数据3、设备维修制度有哪几种？试对各种制度进行简要说明。答： 1o 事后维修 特点是“不坏不修，坏了才修” ，现仍用于大批量的非重要设备

3、。2o 预防维修（定期维修） 在规定时间基础上执行的周期性维修3o 预知维修 在状态监测的基础上，根据设备运行实际劣化的程度决定维修时间和规 模。预知维修既避免了“过剩维修” ，又防止了“维修不足” ；既减少了 材料消耗和维修工作量，又避免了因修理不当而引起的人为故障，从而 保证了设备的可靠性和使用有效性。第二章：1、什么是故障机理？答： 机械故障的因，即导致故障的物理、化学或机械过程，称为故障机理。2、什么是机械的可靠性？机械可靠性的数量指标有哪两个？他们之间互为什么 关系？答： 1 机械的可靠性是指机械产品在规定条件下，在规定时间，无故障地完成 其规定功能的能力。规定时间：产品应达到的工作

4、期限。 用时间或相当于时间的指标来表示， 如运转次数、行驶里程等。2 机械可靠性的数量指标1o 可靠度 即机械产品在规定条件下，在规定时间，无故障地完成其规定功能的概 率，用 R(t) 表示。2o 故障概率 机械产品发生故障的概率称为不可靠度，又称故障概率，用 F(t) 表示。两者是对立事件，R(t) + F(t) = 13、常见的磨损机理有哪些？答：1o粘着磨损2 o 磨粒磨损接触面之间存在硬质粒子， 或摩擦一方的硬度比另一方大得多时产生 的类似金属切削过程的磨损。3 o 表面疲劳磨损两接触面作滚动摩擦或滚动、 滑动复合摩擦时， 在交变接触应力的作 用下，使材料表面疲劳而产生物质损失的现象。

5、4 o 腐蚀磨损在摩擦过程中，金属同时与周围介质发生化学、电化学反应，引起金 属表面的腐蚀产物剥落的现象。4、常见的断裂机理有哪些？答： 1 疲劳断裂 机件的工作应力低于材料的屈服极限， 在重复以及交变载荷的长期作 用下，发生断裂的现象。常见于轴、齿轮、弹簧等。2 静载断裂 机件在静载荷(如一次冲击或恒定的载荷)作用下发生断裂的现象3 环境断裂 第三章：1 、监测与诊断系统应具备有哪些工作目标？监测与诊断系统的一般工作过程与 步骤是怎样的？答： 1 能了解被监测系统的运行状态，保证其运行状态在设计约束之；2 能提供机器状态的准确描述；3 能预报机器故障，防止大型事故产生，保证人民生命的安全。

6、故障诊断技术的实施过程主要包括诊断文档建立和故障诊断实施两大部分。 其中故障诊断技术在实施过程中包括以下几个关键的容：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2、比较简易诊断系统与精密诊断系统。答：一、简易诊断系统即使用各种便携式诊断仪器和工况监测仪表（如 振动分析仪、温度计、声级计等） ，仅对设备有无故障及故障严重程度作 出判断和区分。它可以宏观地、高效地诊断出众多设备有无异常，因而 费用较低二、 精密诊断系统1 即使用较为复杂的诊断设备和分析仪器，除了能对设备有无故障和 故障的严重程度作出判断和区分外，在有经验的工程技术人员的参与下， 还能对某些特殊类型的典

7、型故障的性质、类别、部位、原因及发展趋势 作出判断及预报。2 费用较高，由专业技术人员实施。第四章：1、什么是转子的临界转速？挠性转子是如何定义的？ 答：当转子的转速达到横向振动的固有频率附近时，将出现振动急剧增大的现 象，有时甚至在工作转速下振动也比较强烈。此时的转速即为临界转速。2、根据转子系统在坐标平面发生的振动形式，转子的振动可分为哪几种？ 答：根据转子系统在坐标平面发生的振动形式，转子的振动可分为：1o 横向振动振动发生在包括转轴在横向平面；2o 轴向振动振动发生在转轴的轴线方向上；3o 扭转振动沿转轴轴线发生的扭振。 旋转机械大多数故障所激发的振动为横向振动，是主要的研究对象。3、

8、对旋转机械进行振动信号采集时应如何合理地布置测点？4、旋转机械产生转子不平衡故障时的振动特征是什么 ?5、转子不对中故障的振动特征是什么？6、什么是滑动轴承的油膜涡动与油膜振荡？油膜涡动、油膜振荡的振动特征是 什么？油膜涡动、油膜振荡发生在哪类机械？ 答：转轴的转速在失稳转速以前转动是平稳的。当达到失稳转速后即发生半速 涡动。随着转速升高、涡动角速度也将随之增加，但总保持着约等于转动速 度之半的比例关系，半速涡动一般并不剧烈。当转轴转速升到比第一阶临界转速的 2 倍稍高以后，由于此时半速涡 动的涡动速度与转轴的第一阶临界转速相重合即产生共振，表现为强烈的振动 现象，称为油膜振荡。油膜振荡的特征

9、主要有：1 油膜振荡在一阶临界转速的二倍以上时发生。 一旦发生振荡， 振幅急剧变大， 即使再提高转速，振幅也不会下降。2 油膜共振时，轴颈中心的涡动频率为转子一阶固有频率，即使转速再升高， 其频率基本不变。3 油膜振荡具有突然性和惯性效应，升速时产生油膜振荡的转速和降速时油 膜振荡消失时的转速不同。4 油膜振荡时轴心涡动的方向和转子旋转方向相同，轴心轨迹呈花瓣形，正进动。5 油膜振荡时，转子的挠曲呈一阶振型。6 油膜振荡剧烈时， 随着油膜的破坏， 振荡停止， 油膜恢复后， 振荡再次发生， 这样持续下去，轴颈与轴承不断碰摩，产生撞击声，轴瓦油膜压力有较大波动。第五章1、简要分析滚动轴承失效的主要

10、形式 答： 1 疲劳剥落失效2 磨损失效3 塑性变形失效4 腐蚀失效5 断裂失效6 胶合失效 2、如何确定滚动轴承振动测量的位置与方向 ? 答：测定位置和方向的选择由于滚动轴承振动具有各向异性的特点，测定位置通常在水平 (x) 、垂 直 (y) 、轴向 (z) 三个方向。但由于设备构造和安全等方面的限制，有时三个方 向不能都可进行，这时可在 x 与 y 或 y 与 z 两个方向上测定。对于高频振动， 一般因无方向性，也可在一个方向上进行。3、滚动轴承振动的特征频率有哪些？按频率高低一般分为哪三类？ 答：特征频率参考课本 根据频带不同，在轴承故障诊断中可利用的固有振动有三种：(1) 轴承外圈一阶

11、径向固有振动， 其频带在(1 8)kHz 围。在诸如离心泵、风机、 轴承寿命试验机这类简单机械的滚动轴承故障诊断中，这是一种方便的诊断信 息。(2) 轴承其它元件的固有振动其频带在 (20 一 60)kHz 围，能避开流体动力噪 声，信噪比高。(3) 加速度传感器的一阶固有频率。合理利用加速度传感器 ( 安装) 系统的一阶 谐振频率作为监测频带，常在轴承故障信号提取中收到良好效果，其频率围通 常选择在 10kHz 左右。4、当滚动轴承发生表面剥落、裂纹、压痕等滚动面局部损伤时，会引起哪些振 动？答：冲击振动5、滚动轴承磨损后的振动与正常轴承的振动相比，有什么不同？ 答：唯一区别：峰值和有效值变

12、大6、什么是波峰系数？波峰系数法能用于判定滚动轴承的什么故障？ 答：峰值与有效值的比值叫波峰系数，可判定：表面剥落、裂纹、压痕等7、简述接触电阻法对滚动轴承进行监测的原理。8、包络法有什么特点？答：在包络法中，将上述经调制的高频分量拾取，经放大，滤波后送入解调器， 即可得到原来的低频脉动信号，再经谱分析即可获得功率谱。 包络法不仅可根据某种高频固有振动的是否出现，判断轴承是否异常，且 可根据包络信号的频率成分识别出产生故障的元件 ( 如圈、外圈，滚动体 )来。 包络法把与故障有关的信号从高频调制信号中解调出来，从而避免与其它 低频干扰的混淆，故有很高的诊断可靠性和灵敏度。第六章：1、齿轮的失效

13、形式主要有哪些？答： 1 齿面损伤 齿面磨损、齿面粘着撕伤、齿面疲劳、齿面塑性变形、齿 面烧伤2 轮齿折断 轮齿裂纹、过载折断、疲劳折断3 组合损伤 腐蚀磨损、轮齿塑性变形、严重磨损断齿、气蚀损伤、电蚀损 伤 2、齿轮振动的特征频率主要有哪些？ 答： 1 齿轮及轴的转动频率 fr 一对齿轮啮合作用时，产生最原始的作用频率为转频，其值是齿轮旋转 速度的函数2 齿轮的啮合频率 f z3 齿轮的固有频率 3、试分析齿轮装置振动的机理。4、对齿轮进行振动信号检测时应如何选择检测参数？一般使用何种传感器？5、对齿轮振动信号如何进行边频带分析？ 答：频带分析一般从两方面入手：一是利用边频带的频率对称性，找

14、出 f 土 nf r(n= 1,2,)的频率关系，确定是否为一组边频带。如果是边频带，则可知道 啮合频率fz和调制信号频率fr ；二是比较各次测量中边频带幅值的变化趋势。 第七章：1、当前常用的油样分析方法主要有哪些？答： 1 称重法是测定单位容积油液中所含颗粒污染物的重量，反映的是 油液中污染物的总值，而不反映污染物的特性、尺寸大小和分布状况。2 计数法 颗粒计数法是测定单位容积油液中颗粒污染物的尺寸及分布，来表示油 液的污染度等级。3 光测法 以可见光照射油液，并用光接收器接收油液的透射光，由于油液中污染物的存在，将发生吸收、散射或反射，所以采用光接受器接受透射光，并将其 转化成电信号显示

15、，即能反映油液污染程度。4 电测法 电测法是通过检测油液的电化学性能，来分析油液的污染状况。可分为电容法与电阻法。5 淤积法 污染的油液流经微小间隙或滤网时，固体颗粒会逐渐淤积堵塞，引起压 差和流量的相应变化，油液污染程度不同，其变化量也不同。以滤网作传感元 件时，淤积法可分为压差恒定测量和流量恒定测量两种。6 综合法 综合法就是通过物理、化学分析和观察对比的方法对油液品质进行综合 评价。2、常见的铁谱仪有哪几类？ 答：根据测取的标志磨损状态变化的信息不同，铁谱仪分分析式铁谱仪、在线 式铁谱仪、直读（DR式铁谱仪、旋转式铁谱仪四类：3、进行油液分析时，应如何从机械系统中取出油样？答：1 在管路

16、中取样 从通过所有磨损零件后的润滑油流过的回油管，并在滤清器 之前取出油样。显然这种取样方法必须是在机械正运转中进行。应避免从管子 底部取样。2 在油箱中取样 在系统处于运转时或停机后 2h 取样取出油样，取样管插入池 面的深度应随停机时间的延长适当增加。3 取样间隔 取样间隔应根据机械摩擦副的特性和机械的使用情况，并考 虑实验研究的目的和对故障早期预报准确度等要求而定。通常对新的或刚大修后的机械，应增加取样频率，以判断磨 合是否已结束。4、简要分析直读式铁谱仪的工作原理。5、旋转式铁谱仪与分析式、直读式相比什么特点？6、对铁谱片进行磨损状态定性分析常用哪两种方法？分别可获取什么信息？ 答：

17、1 铁谱片的图象分析法2 铁谱片的加热分析法第八章：1、根据故障热信号获取方法的不同，温度诊断可分为被动式和主动式两类哪两 类？两者有什么区别？ 答：根据故障热信号获取方法的不同，温度诊断可分为被动式和主动式两类。被动式温度诊断是通过机件自身的热量来获取故障信息的，可应用于 静态或运转中机件的故障诊断；主动式温度诊断是通过人为地给被测机件注入 一定的热量后，再获取其故障信息的，一般只适用于静态机件的故障诊断。2、当前常用的红外探测器主要有哪些？ 答：在红外测温中，用于感受红外辐射能量并将其转换成与被测温度有关电信 号的器件称为红外探测器。按其工作原理可分为热敏探测器和光电探测器两类。3、红外线

18、按波长可分为哪几个波段？红外探测主要利用哪些波段？4、试述红外辐射的斯蒂芬 - 玻尔兹曼定律及维恩位移定律。答：维恩位移定律入 mr= 2897" 2900（卩 m? K）该式称为维恩位移定律，它表明：当黑体温度升高时，其峰值波长向 短波方向移动。由此又进一步说明，一切物体只要它不是处在绝对温度的零度 以下，总会发射出一定波长的红外辐射，而且物体的温度愈高，发射出来的辐 射功率的波长就愈短。所以，也可以通过测量峰值波长入 m来计算物体温度第九章：1、超声波因为有哪些特点得以在机械故障诊断中广泛应用？答：超声波波长很短，具有方向性好、能量高、能在界面上产生反射、折射和 波型转换、穿透力强等特