故障诊断习题及答案

工况监测与故障诊疗复习题作业题1概论什么是工况监测与故障诊疗？书P3 工况监测与故障诊疗是指在一定工作环境下，查明造成系统某种功效失调原因或性质，判断劣化发生部位或部件，预测状态劣化发展趋势 开展工况监测与故障诊疗技术研究意义？书P4=1\*GB2⑴预防事故，确保人身和设备安全；=2\*GB2⑵推进设备维修制度改革；=3\*GB2⑶提升经济效益3、设备状态监测与故障诊疗技术包含哪几方面内容？书P5传统诊疗方法,数学诊疗方法，智能诊疗方法2故障概念与分类什么是故障？判断故障准则是什么？书P7故障：故障是指可修复产品“丧失了其要求功效”，可修复产品是指零、部件经故障再经修理后能继续使用；判断故障准则：在给定工作状态下，机械系统功效与约束条件下不能满足正常运行或原设计期望要求机械系统产生故障原因有哪些？书P7=1\*GB2⑴环境原因：=1\*GB3①机械能机械能不但能沿着各个零件传递，而且还和外部介质发生相互作用，以静载荷和动载荷形式对机械系统产生作用；=2\*GB3②热能因为周围介质温度发生改变以及机械在运转过程中发烧作用，会产生一定热能；=3\*GB3③化学能化学能也会对零件产生影响，如含有水分和侵蚀成份空气会使零件产生腐蚀破坏；=4\*GB3④其余能量除上述几个主要能量外，还有核能、电磁能以及生物原因等一样会对零件产生破坏作用，影响机械系统工作能力；=2\*GB2⑵人为原因：=1\*GB3①设计不良即使设计者认为是完美机械系统，实际上总是存在者微弱步骤；=2\*GB3②质量偏差制造过程中过失误差和显著缺点，在机械系统检验时通常都会暴露出来，能够在制造范围内给予消除=3\*GB3③使用不妥质量合格机械系统，在其整个生命周期内运输和保管技术要求、使用条件和使用方法、维护保养和修理制度以及操作人员技术水平等，对实际故障率将产生很大影响=3\*GB2⑶时间原因说明故障率曲线（浴盆曲线）意义？P124、什么是故障模式、故障机理？书P12 故障模式：故障模式是指由外因和内因对机械系统共同作用结果所显现出来故障形态故障机理：故障机理是指导起机械系统故障物理、化学改变等内在原因、规律及其原理。3工况监测与故障诊疗技术技术知识工况监测与故障诊疗详细包含哪几个阶段？其基本内容有哪些？书P17阶段：=1\*GB2⑴信号采集及其处理；=2\*GB2⑵状态监测；=3\*GB2⑶故障识别基本内容：=1\*GB2⑴在机械系统适宜部位，测取其关于状态特征信号，这需要选择适宜传感器和测量方法；=2\*GB2⑵采取适宜征兆提取方法与装置，从特征信号中提取机械系统关于状态征兆；=3\*GB2⑶采取适宜状态识别方法与装置，依据征兆进行推理而识别出机械系统关于状态；=4\*GB2⑷采取适宜状态趋势分析方法与装置，依据征兆与状态进行推理而识别出关于状态发展趋势，这里包含故障早期诊疗与预测；=5\*GB2⑸采取适宜决议形成方法与装置，从关于状态及其趋势形成正确干预决议；或者深入系统下一层次，继续诊疗；或者已达指定系统层次，做出调整、控制、自诊治、维修等关于决议。设备工况监测与故障诊疗技术区分与联络？书P18诊疗是目标，监测是伎俩，监测是诊疗前提工况监测通常是指经过检测伎俩，采集和测量机械系统或部件在运行状态下关于信息和特征参数，以此来检验机械系统或部件状态是否正常机械系统或部件故障诊疗，不但要检验出机械系统或部件是否正常，还要对机械系统或部件发生故障部位、产生故障原因、故障性质和程度、给出正确深入判断，即要求作出精密诊疗。工况监测与故障诊疗技术分类？书P19=1\*GB2⑴按诊疗对象类别分类：=1\*GB3①旋转机械诊疗技术；=2\*GB3②往复机械诊疗技术；=3\*GB3③工程结构诊疗技术；=4\*GB3④机械零件诊疗技术=5\*GB3⑤液压系统诊疗技术；=6\*GB3⑥电气设备诊疗技术；=7\*GB3⑦生产过程总和诊疗技术=2\*GB2⑵按诊疗方法分类：=1\*GB3①振动与噪声监测法：A.振动诊疗法B.声学诊疗法；=2\*GB3②声学监测法；=3\*GB3③性能参数法：A.温度诊疗法B强度诊疗法C.压力流量诊疗法D.表面形貌诊疗法=4\*GB3④电参数诊疗法；=3\*GB2⑶按诊疗目标、要求和条件不一样分类=1\*GB3①性能诊疗和运行诊疗；=2\*GB3②定时诊疗和连续诊疗；=3\*GB3③直接诊疗和间接诊疗=4\*GB3④在线诊疗和离线诊疗；=5\*GB3⑤简易诊疗和精密诊疗；系统分析在工况监测与故障诊疗中作用及工作过程？书P25作用：1.确定设计监测与诊疗系统目标和系统功效2.提出监测与诊疗系统初步技术方案3.提出监测与诊疗系统设计详细实施计划4.提出监测与诊疗系统关键技术问题，并进行分析研究。工作过程：主要分三步，第一，确定任务；第二，提出初步技术方案；第三，可行性分析监测与诊疗系统基本结构组成？书P26经典检测与诊疗系统由主机（PC机、工控机），分机（以单片机为关键、带有标准接口仪器和对应软件组成。4性能参数监测什么是性能参数监测？书P28机械系统操作人员从关于工作参数提醒中判断机械系统故障经验和方法，称之为性能参数监测选择监测参数基本要求？书P28=1\*GB2⑴具备足够信息量，并有经典意义；=2\*GB2⑵监测参数与故障形式之间应具备较高灵敏度和很好对应性；=3\*GB2⑶尽可能利用被监测对象现有测量元件，若要重新配置，应在测量装置造价低前提下，确保有一定测量精度，并能实现参数取得。温度监测方法有哪些？书P30温度测量范围甚广，测温仪表种类也很多。按工作原理分，有膨胀式、热电阻、热电偶以及辐射式等；按测量方式分，有接触式和非接触式两类4、非接触式温度测量方法有哪些？书P39=1\*GB2⑴热辐射温度计： =1\*GB3①物体热辐射能与温度关系；=2\*GB3②辐射高温计=2\*GB2⑵红外测温仪器：=1\*GB3①红外探测器：A.热敏探测器B.光子探测器=2\*GB3②红外成像：A.主动式红外成像B.被动式红外成像=3\*GB2⑶红外热电视=4\*GB2⑷红外测温仪5、振动监测技术1、振动分类？振动三要素是？书P54分类：=1\*GB2⑴按激振情况分：=1\*GB3①自由振动；=2\*GB3②受迫振动；=3\*GB3③自激震动=2\*GB2⑵按振动规律分：=1\*GB3①确定性振动：周期振动：a简谐振动b.周期振动非周期振动：a.准周期振动b.过渡振动=2\*GB3②随机振动：平稳随机振动：a.窄频带随机振动b.宽频带随机振动不平稳随机振动=3\*GB2⑶按振动频率分：=1\*GB3①低频振动；=2\*GB3②中频振动；=3\*GB3③高频振动=4\*GB2⑷按描述振动系统自由度划分=1\*GB3①单自由度系统振动；=2\*GB3②多自由度系统振动；=3\*GB3③无限自由度系统振动振动三要素：振幅d频率f相位ψ惯用测振传感器有哪些？书P58压电式加速度传感器、惯性式速度传感器、位移（电涡流式）传感器振动信号时域统计分析惯用参数有哪些？信号幅值分析包含哪两方面？书P70惯用参数：=1\*GB3①均值；=2\*GB3②均方值；=3\*GB3③方差。信号幅值分析包含：信号幅值概率密度函数、幅值概率密度分布函数信号频谱分析特点？书P71信号频谱分析采取傅立叶变换将时域信号x(t)变换为X（f），从而帮助人们从另一个角度来了解信号特征信号频谱代表了信号在不一样频率分量处信号成份大小，它能够提供比时域信号波形更直观、更丰富信息说明轴系不对中分类及故障特征？书P73分类：轴系不对中分为轴线平行且偏离一段距离、两轴线交叉和两轴线交织等几个形式故障特征：旋转时产生振动，使联轴节处于不正常工作状态说明轴承不对中故障机理？书P76=1\*GB2⑴轴承不对中实际上反应是轴承坐标高和左右位置偏差；=2\*GB2⑵轴承不对中同时又使轴颈中心和平衡位置发生改变，使轴系载荷重新分配，负荷大轴承油膜展现非线性，在一定条件下出现高次谐波振动；负荷较轻轴承易引发油膜涡动进而造成油膜震荡。支承负荷改变还会使轴系临界转速和振型发生改变。转子弯曲种类？振动机理及故障特征？书P77种类：永久性弯曲和暂时性弯曲振动机理：转子永久性弯曲和暂时性弯曲是两种不一样故障，但其故障机理相同，都与转子质量偏心类似，因而都会产生于质量偏心类似旋转矢量激振力。与质心偏离不一样之处于于轴弯曲会使轴两端产生锥形运动，因而在轴向还会产生较大工频振动故障特征：转子永久性弯曲和暂时性弯曲与转子质量偏心基本相同，其不一样之处是，具备转子永久性弯曲故障机器，开机开启时震动就较大；而转子暂时性弯曲机器，则是伴随开机升速过程振幅增大到某一值后有所减小。说明转子不平衡故障机理及特征？书P78故障机理：因为有偏心质量m和偏心距e存在，当转子转动时会产生离心力、离心力矩或两 者兼有之。离心力大小与偏心质量m、偏心距e及旋转角速度ω关于，即F=meω2。交变力（方向、大小均周期性改变）会引发振动，这就是不平衡引发振动原因。特征：①振动时域波形近似为正弦波；②频谱图中，谐波能量集中于基频，而且会出现较小高次谐波，使整个谱图呈所谓“枞树形”；③当ω<ωn时，即在临界转速以下，振幅伴随转速增加而增大；当ω>ωn后，在临界 转速以上，转速增加时振幅趋于一个较小稳定值；当ω靠近于ωn时，即转速靠近临界 转速时，发生共振，振幅最大值对转速改变很敏感；④当工作转速稳定时，转子相位稳定；⑤转子轴心轨迹为椭圆；⑥从轴心轨迹观察其运动特征为同时正进动。齿轮故障常见形式和齿轮振动类型？书P80常见形式：=1\*GB2⑴齿面磨损；=2\*GB2⑵齿面划痕胶合；=3\*GB2⑶齿面点蚀和剥落；=4\*GB2⑷弯曲疲劳和断齿齿轮振动类型：=1\*GB2⑴啮合过程中产生振动=2\*GB2⑵转子不平衡或不对中产生振动=3\*GB2⑶齿轮自由振动与自激振动什么是幅值调制和频率调制？P81幅值调制：载频时域信号幅值受到调制信号调制。频率调制：频率调制是一个以载波瞬时频率改变来表示信息调制方式，经过利用载波不一样频率来表示不一样信息。11、齿轮常见故障振动信号时域特征和频域特征？P81（1）均匀磨损①时域特征：齿轮发生均匀磨损时，造成齿侧间隙增大，通常会使其正弦波式啮合波形遭到破坏。②频域特征：齿面均匀磨损时，啮合频率及其谐波分量nfc（n＝1，2，…）在频谱图上位置保持不变，但其幅值大小发生改变，而且高次谐波幅值相对增大较多。（2）齿轮偏心①时域特征：当一对相互啮合齿轮中有一个齿轮存在偏心时，其振动波形因为偏心影响被调制，产生调幅振动。②频域特征：齿轮存在偏心时，其频谱结构将在两个方面有所反应：一是以齿轮旋转频率为特征附加脉冲幅值增大；二是以齿轮一转为周期载荷波动，从而造成调幅现象，这时调制频率为齿轮回转频率，比所调制啮合频率要小得多。（3）齿轮不一样轴①时域特征：当齿轮出现不一样轴或不对中时，其振动时域信号具备显著调幅现象。②频域特征：具备不一样轴故障齿轮，因为其振幅调制作用，会在频谱上产生以各阶啮合频率nfc(n＝1，2,…)为中心，以故障齿轮旋转频率fr为间隔一阶边频族，即nfc士fr（n＝1，2,…）。同时，故障齿轮旋转特征频率mfr（m＝1，2,…）在频谱上有一定反应。（4）齿轮局部异常①时域特征：局部异常齿轮振动波形是经典以齿轮旋转频率为周期冲击脉冲②频域特征：具备局部异常故障齿轮，因为裂纹、断齿或齿形误差影响，将以旋转频率为主要频域特征，即mfr（m＝1，2,…）（5）齿距误差①时域特征：具备齿距误差齿轮，其振动波形理论上应具备调频特征，但因为齿距误差一般在整个齿轮上以谐波形式分布，故在低频下也能够观察到显著调幅特征。②频域特征：有齿距误差齿轮，因为齿距误差影响到齿轮旋转角度改变，在频率域表现为包含旋转频率各次谐波mfr（m=1，2，…）、各阶啮合频率nfc(n=1，2，…)以及以故障轮旋转频率为间隔边频nfc士mfr（n，m＝1，2,…）等。12、滚动轴承异常基本形式？书P83=1\*GB2⑴疲劳剥落；=2\*GB2⑵磨损；=3\*GB2⑶腐蚀；=4\*GB2⑷断裂；=5\*GB2⑸塑性变形13、引发滚动轴承振动原因？书P83=1\*GB2⑴外界激振原因（如转子不平衡、不对中和结构共振等）=2\*GB2⑵轴承工作表面缺点引发震动=3\*GB2⑶滚动体经过载荷方向产生振动=4\*GB2⑷装配不正确=5\*GB2⑸轴承内、外圈加工波纹=6\*GB2⑹润滑不良=7\*GB2⑺非线性振动14、滚动轴承振动评定指标有哪些？书P85=1\*GB2⑴有效值也称均方根值，它是对时间平均=2\*GB2⑵峰值是振动波形中最大值，它大小反应轴承因为表面剥落、裂纹等缺点造成冲击力大小=3\*GB2⑶波峰因数定义为振动峰值与有效值比值6油液监测技术油液监测技术定义及特点？P87油液监测技术将采集到机械系统润滑油或工作介质样品，利用光、电、磁学等伎俩，分析其理化指标，检测所携带磨损和污染物颗粒，从而取得机械系统润滑和磨粒状态信息，定性和定量地描述机械系统磨损状态，找出诱发原因，评价机械系统工况和预测其故障，并确定故障部位、原因和类型。特点：油液监测技术是一个有效机械系统工况监测和故障诊疗方法油液取样时应考虑哪些原因？书P88取样时刻、取样点位置、取样周期、取样方法和统计等。油品理化检测方法有哪两种？=1\*GB2⑴定量。通常按国家或行业颁布标准进行，检验结果准确、可比性好，但需要专业仪器、一定费用和专业水平。=2\*GB2⑵定性。通常分为综合测定或单项检测，这类方法易于掌握，取得结果快，便于现场使用，但需要积累经验，才能正确判断惯用定性分析方法有哪几个？定量分析方法检验项目有哪些？定性分析方法。包含滤纸斑点试验和润滑油污染指数测定（2）定量分析方法。检测项目包含粘度、闪点、水分、酸值、机械杂质等油料光谱分析原理？惯用光谱分析方法有哪几个？书P93原理：油料光谱分析是将光谱分析用于分析在用润滑油中金属磨粒和污染物微粒元素组成和含量，以评价取样机械系统和零件磨损程度，并预报其剩下寿命。方法：发射光谱分析、原子吸收光谱分析和X射线荧光光谱分析。红外光谱分析原理？书P96不一样化合物分子结构不一样，在红外光谱上都会出现特定位置吸收峰，经过经典峰位和峰面积积分计算即可对油品一些特征进行定量或半定量分析。铁谱技术分析实质及应用铁谱技术分析机械系统磨损状态主要从哪几个方面进行？书P101实质：利用高梯度磁场作用将机械系统摩擦副中产生磨损颗粒从润滑油液中分离出来，并使其按照尺寸大小依次沉积在一显微基片上，而制成铁谱片，然后置于铁谱显微镜或扫描电子显微镜下进行观察；或者按照尺寸大小依次沉积在一玻璃管内，经过光学方法进行定量检测，以取得摩擦副磨损过程各类信息，从而分析机械系统磨损机理和判断磨损状态。四个方面：=1\*GB2⑴依照主要磨粒形成、颜色和尺寸等特征来判定机械系统（及关于零部件）所处磨损阶段以及对应阶段发生磨损类型（如疲劳、剥落、腐蚀等）及其磨损程度；=2\*GB2⑵依照磨损量（及磨损曲线）对机械系统磨损程度进行量判断；=3\*GB2⑶依照磨损严重性，确定机械系统磨损激烈程度；=4\*GB2⑷依照磨粒材质成份来判断机械系统磨损详细部位及磨损零件。铁谱分析特点？优点：=1\*GB2⑴具备较宽磨粒尺寸检测范围和较高检测效率=2\*GB2⑵能同时进行磨粒定性检测和定量分析=3\*GB2⑶能够准确监测机械系统中一些不正常磨损轻微征兆，具备磨损故障早起诊疗效果缺点：=1\*GB2⑴对润滑油中非铁系颗粒检测能力较低，故对含有多个材质摩擦副机械系统进行故障诊疗时，往往有所欠缺；=2\*GB2⑵铁谱分析规范化不够，分析结果对操作人员经验有较大依赖性，若缺乏经验，往往会造成误诊或漏诊。惯用铁谱仪原理及特点？P102-1067无损检测技术射线检测方法及检测原理？书P115方法：主要有透视摄影法、电离检测法、X射线荧光屏观察法、电视观察法及X射线计算机层析摄影等。原理：基本原理是利用了射线经过物质时衰减规律，即当射线经过物质时，因为射线与物质相互作用发生吸收和散射而衰减。超声波特点及分类？书P120特点:(1)超声波在传输时，方向性强，能量易于集中。(2)超声波能在各种不一样媒质中传输，且可传输足够远距离。(3)超声波与传声媒质相互作用适中，易于携带关于传声媒质状态信息（诊疗或对传声媒质产生效应）。分类:=1\*GB2⑴纵波；=2\*GB2⑵横波；=3\*GB2⑶表面波；=4\*GB2⑷兰姆波超声波检测方法有哪些？书P121(1)接触法（2）液浸法（3）纵波脉冲反射法（4）横波探伤法（5）表面波探伤法（6）兰姆波探伤法（7）穿透法（8）共振法超声波检测设备有哪些？超声波检测应用？书P124设备：（1）探头（2）超声波检测仪（3）试块（4）耦合剂应用：可用于压力容器、管道厚度检测，箱体、床身、轴类、焊缝探伤等磁粉检测原理？渗透检测原理？书P126磁粉检测原理：当材料或工件被磁化后，若在工件表面或近表面存在裂纹、冷隔等缺点，便会在该处形成一漏磁场。此漏磁场将吸引、聚集检测过程中施加磁粉，而形成缺点显示。渗透检测原理：利用渗透液润湿作用和毛细现象等特征在被检材料和工件表面上浸、涂一些渗透力比较强渗透液，将液体渗透孔隙中，然后用水或清洗剂清洗材料和工件表面剩下渗透液，最终再将显示材料施加在被检工件表面，经毛细管作用，将孔隙中渗透液吸出来并加以显示。涡流检测原理？书P131基本原理：当载有交变电流检测线圈靠近导电被检件时，因线圈磁场作用，被检件中会感生出涡流。涡流大小、相位及流动形式受被检件导电性等原因影响，而涡流产生反作用磁场又使检测线圈阻抗发生改变。所以，经过测定线圈阻抗改变。所以，经过测定线圈阻抗改变，就能够得出被检件导电性能差异及有没有缺点等结论。8状态监测数据自动获取与管理试设计一温度监测与控制系统，利用USB数据采集模块？试设计一温度监测与控制系统，用无线数传模块进行数据采集与控制？9液压系统故障分析与诊疗液压系统故障分析与诊疗内容和过程？书P155内容：包含识别、预测和监控三个方面过程：依照液压设备功效要求，对液压系统运行状态进行诊疗检测获取诊疗信息，并将据此反应运行状态特征与该系统要求运行状态特征进行比较，从而对其运行状态及其液压系统故障进行识别或作出判断，最终采取对应诊疗决议系统压力不正常故障分析与诊疗？书P165故障现象及原因消除方法压力不足溢流阀、旁通阀损坏修理或更换减压阀设定值太低重新设定集成通道块设计有误重新设计减压阀损坏修理或更换泵、马达或缸损坏、内泄大修理或更换压力不稳定油中混有空气堵漏、加油、排气溢流阀磨损、弹簧刚性差修理或更换油液污染、堵塞阀内阻尼孔清洗、换油蓄能器或充气阀失效修理或更换泵、马达或缸磨损修理或更换压力过高减压阀、溢流阀或卸荷阀设定值不对重新设定变量机构不工作修理或更换减压阀、溢流阀或卸荷阀堵塞或损坏清洗或更换系统动作不正常故障分析与诊疗？书P165故障现象及原因消除方法系统压力正常，执行元件无动作电磁阀中电磁铁有故障排除或更换限位或次序装置（机械式、电气式或液动式）不工作或调得不对调整、修复或更换机械故障排除没有指令信号查找、修复放大器不工作或调得不对调整、修复或更换阀不工作调整、修复或更换缸或马达损坏修复或更换执行元件动作太慢泵输出流量不足或系统泄漏太大检验、修复或更换油液粘度太高或太低检验、调整或更换阀控制压力不够或阀内阻尼孔堵塞清洗、调整外负载过大检验、调整放大器失灵或调得不对调整、修复或更换阀芯卡涩清洗、过滤或换油缸或马达磨损严重修理或更换动作不规则压力不正常油中混有空气加油、排气指令信号不稳定查找、修复放大器失灵或调得不对调整、修复或更换传感器反馈失灵修理或更换阀芯卡涩清洗、滤油缸或马达磨损或损坏修理或更换系统油温过高故障分析与诊疗？书P167故障现象及原因消除方法设定压力过高适当调整压力溢流阀、卸荷阀、压力继电器等卸荷回路元件工作不良改过各元件不正常工作情况卸荷回路元件调定值不适当，卸压时间短重新调定，延长卸压时间阀漏损大，卸荷时间短修理漏损大阀，考虑不采取大规格阀高压小流量，低压大流量时不要由溢流阀溢流变更回路，采取卸荷阀、变量泵因粘度低或泵有故障，增大了泵内泄漏量，使泵壳温度升高换油、修理、更换液压泵油箱内油量不足加油、加大油箱油箱结构不合理改进结构，使油箱周围温升均匀蓄能器容量不足或有故障换大蓄能器，修理蓄能器需要安装冷却器，冷却器容量不足，冷却器有故障，进水阀门工作不良，水量不足，油温自动调整装置有故障安装冷却器，加大冷却器，修理冷却器故障，修理阀门，增加水量，修理调温装置溢流阀遥控口节流过量，卸荷剩下压力高进行适当调整管路阻力大采取适当管径附近热源影响，辐射热大采取隔热材料反射板或变更布置场所；设置通风、冷却装置等，选取适宜工作油液泵不输油故障原因分析？书P170=1\*GB2⑴泵不转：=1\*GB3①电动机轴未转动：A.未接通电源B.电气线路及元件故障=2\*GB3②电动机发烧跳闸：A.溢流阀调压过高，超载和后闷泵B.溢流阀阀芯卡死、阀芯中心油孔堵塞或溢流阀内阻尼孔堵塞造成超压不溢流C