滚动轴承的故障诊断与预测维护考核试卷

滚动轴承的故障诊断与预测维护考核试卷考生姓名：答题日期：得分：判卷人：

本次考核旨在评估考生对滚动轴承故障诊断与预测维护方法的掌握程度，包括故障机理分析、诊断技术、维护策略等方面。通过本试卷，检验考生能否运用所学知识解决实际问题，提高滚动轴承系统的可靠性和使用寿命。

一、单项选择题（本题共30小题，每小题0.5分，共15分，在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的）

1.滚动轴承的主要故障形式不包括（）

A.滚动体疲劳

B.保持架变形

C.滚道磨损

D.轴承箱体破裂

2.滚动轴承的径向间隙通常用（）表示。

A.μ

B.Δ

C.ε

D.γ

3.在滚动轴承的故障诊断中，常用的振动信号处理方法是（）

A.时域分析

B.频域分析

C.时频分析

D.以上都是

4.轴承的径向游隙过大可能导致（）

A.轴承温升

B.轴承噪声

C.轴承振动

D.以上都是

5.滚动轴承的预紧力过大会引起（）

A.轴承内圈与轴的相对位移

B.轴承外圈与座孔的相对位移

C.轴承温度升高

D.以上都是

6.轴承的润滑不良通常表现为（）

A.轴承温度升高

B.轴承噪声增大

C.轴承磨损加剧

D.以上都是

7.下列哪种故障特征频率属于滚动轴承故障（）

A.轴的临界转速

B.轴承座的固有频率

C.轴承内外圈的固有频率

D.轴承滚动体的固有频率

8.在滚动轴承故障诊断中，频谱分析中常用的处理方法不包括（）

A.窗函数处理

B.傅里叶变换

C.小波分析

D.数字滤波

9.滚动轴承的径向载荷通常由（）提供。

A.轴承内外圈

B.轴承滚动体

C.保持架

D.轴承座

10.下列哪种情况不会引起滚动轴承振动（）

A.滚动体疲劳剥落

B.轴承游隙过大

C.轴承内圈与轴的配合过紧

D.轴承润滑不良

11.滚动轴承的径向游隙过小可能导致（）

A.轴承温升

B.轴承噪声

C.轴承振动

D.以上都是

12.下列哪种故障诊断技术不属于基于振动信号的分析方法（）

A.时域分析

B.频域分析

C.火花放电法

D.时频分析

13.轴承的轴向载荷通常由（）提供。

A.轴承内外圈

B.轴承滚动体

C.保持架

D.轴承座

14.下列哪种情况不会导致滚动轴承温度升高（）

A.轴承润滑不良

B.轴承游隙过大

C.轴承预紧力过小

D.轴承滚动体磨损

15.滚动轴承的故障诊断中，常用的信号处理方法不包括（）

A.窗函数处理

B.快速傅里叶变换

C.滤波

D.线性预测

16.下列哪种故障特征频率属于滚动轴承的径向载荷（）

A.轴承座的固有频率

B.轴承内外圈的固有频率

C.轴承滚动体的固有频率

D.轴承保持架的固有频率

17.滚动轴承的预紧力过小可能导致（）

A.轴承内圈与轴的相对位移

B.轴承外圈与座孔的相对位移

C.轴承温度升高

D.以上都是

18.下列哪种故障诊断技术属于基于温度信号的分析方法（）

A.时域分析

B.频域分析

C.热声法

D.时频分析

19.轴承的径向游隙过大会导致（）

A.轴承温升

B.轴承噪声

C.轴承振动

D.以上都是

20.滚动轴承的轴向载荷通常由（）提供。

A.轴承内外圈

B.轴承滚动体

C.保持架

D.轴承座

21.下列哪种情况不会导致滚动轴承振动（）

A.滚动体疲劳剥落

B.轴承游隙过大

C.轴承内圈与轴的配合过紧

D.轴承润滑不良

22.滚动轴承的故障诊断中，常用的信号处理方法不包括（）

A.窗函数处理

B.快速傅里叶变换

C.滤波

D.线性预测

23.下列哪种故障特征频率属于滚动轴承的轴向载荷（）

A.轴承座的固有频率

B.轴承内外圈的固有频率

C.轴承滚动体的固有频率

D.轴承保持架的固有频率

24.滚动轴承的预紧力过小可能导致（）

A.轴承内圈与轴的相对位移

B.轴承外圈与座孔的相对位移

C.轴承温度升高

D.以上都是

25.下列哪种故障诊断技术属于基于温度信号的分析方法（）

A.时域分析

B.频域分析

C.热声法

D.时频分析

26.轴承的径向游隙过大会导致（）

A.轴承温升

B.轴承噪声

C.轴承振动

D.以上都是

27.滚动轴承的轴向载荷通常由（）提供。

A.轴承内外圈

B.轴承滚动体

C.保持架

D.轴承座

28.下列哪种情况不会导致滚动轴承振动（）

A.滚动体疲劳剥落

B.轴承游隙过大

C.轴承内圈与轴的配合过紧

D.轴承润滑不良

29.滚动轴承的故障诊断中，常用的信号处理方法不包括（）

A.窗函数处理

B.快速傅里叶变换

C.滤波

D.线性预测

30.下列哪种故障特征频率属于滚动轴承的轴向载荷（）

A.轴承座的固有频率

B.轴承内外圈的固有频率

C.轴承滚动体的固有频率

D.轴承保持架的固有频率

二、多选题（本题共20小题，每小题1分，共20分，在每小题给出的选项中，至少有一项是符合题目要求的）

1.滚动轴承故障诊断常用的信号分析方法包括（）

A.时域分析

B.频域分析

C.时频分析

D.相干分析

2.滚动轴承的主要故障形式有（）

A.滚动体疲劳剥落

B.滚道磨损

C.保持架断裂

D.轴承座变形

3.滚动轴承的预紧力对轴承性能的影响包括（）

A.提高轴承的刚度和精度

B.减少轴承的振动和噪声

C.增加轴承的磨损

D.降低轴承的温升

4.诊断滚动轴承故障时，常用的振动信号处理技术有（）

A.窗函数处理

B.快速傅里叶变换

C.小波分析

D.线性预测

5.滚动轴承的故障诊断系统通常包括（）

A.振动传感器

B.数据采集系统

C.故障诊断软件

D.故障预警系统

6.影响滚动轴承寿命的主要因素有（）

A.轴承的制造质量

B.轴承的安装精度

C.轴承的润滑条件

D.轴承的工作环境

7.滚动轴承的润滑方式有（）

A.润滑脂润滑

B.液体润滑

C.油雾润滑

D.粉末润滑

8.滚动轴承故障诊断中的特征参数包括（）

A.速度比

B.临界转速

C.振动频率

D.振幅

9.滚动轴承故障诊断的步骤包括（）

A.故障信号采集

B.信号预处理

C.特征提取

D.故障诊断

10.滚动轴承故障诊断中的时域分析方法有（）

A.峰值分析

B.时域平均

C.自相关分析

D.均方根分析

11.滚动轴承故障诊断中的频域分析方法有（）

A.频率分析

B.功率谱分析

C.频率分辨率分析

D.频率响应分析

12.滚动轴承故障诊断中的时频分析方法有（）

A.小波变换

B.短时傅里叶变换

C.频率小波变换

D.频率域小波变换

13.滚动轴承故障诊断中的故障诊断方法有（）

A.人工神经网络

B.支持向量机

C.诊断专家系统

D.模糊逻辑

14.滚动轴承故障诊断中的故障预警系统应具备的功能有（）

A.故障监测

B.故障预警

C.故障诊断

D.故障处理

15.滚动轴承故障诊断中的信号预处理方法有（）

A.低通滤波

B.高通滤波

C.带通滤波

D.线性滤波

16.滚动轴承故障诊断中的特征提取方法有（）

A.时域特征

B.频域特征

C.时频特征

D.空间特征

17.滚动轴承故障诊断中的故障诊断结果评估方法有（）

A.误差分析

B.诊断置信度

C.故障分类

D.故障趋势预测

18.滚动轴承故障诊断中的故障诊断系统应具备的特点有（）

A.高可靠性

B.高准确性

C.高实时性

D.高可扩展性

19.滚动轴承故障诊断中的数据采集系统应具备的功能有（）

A.信号采集

B.信号传输

C.信号处理

D.数据存储

20.滚动轴承故障诊断中的故障诊断软件应具备的特点有（）

A.易于使用

B.可靠性强

C.功能全面

D.适应性强

三、填空题（本题共25小题，每小题1分，共25分，请将正确答案填到题目空白处）

1.滚动轴承的主要失效形式包括_______、_______和_______。

2.滚动轴承的径向游隙是指_______与_______之间的间隙。

3.滚动轴承的预紧力是指_______与_______之间的相对位移。

4.滚动轴承的故障诊断通常分为_______、_______、_______和_______四个步骤。

5.滚动轴承的振动信号处理中，时域分析常用的方法有_______、_______和_______。

6.频域分析中，常用的滤波方法有_______、_______和_______。

7.滚动轴承故障诊断中，常用的时频分析方法包括_______和_______。

8.滚动轴承故障诊断中，特征参数提取包括_______、_______和_______。

9.滚动轴承故障诊断中，常用的故障诊断方法有_______、_______和_______。

10.滚动轴承故障诊断中，常用的信号预处理方法包括_______、_______和_______。

11.滚动轴承故障诊断中，常用的故障诊断软件有_______、_______和_______。

12.滚动轴承故障诊断中，常用的振动传感器有_______、_______和_______。

13.滚动轴承故障诊断中，常用的振动分析仪有_______、_______和_______。

14.滚动轴承故障诊断中，常用的故障诊断专家系统有_______、_______和_______。

15.滚动轴承故障诊断中，常用的故障诊断模型有_______、_______和_______。

16.滚动轴承故障诊断中，常用的故障诊断数据库有_______、_______和_______。

17.滚动轴承故障诊断中，常用的故障诊断报告有_______、_______和_______。

18.滚动轴承故障诊断中，常用的故障诊断设备有_______、_______和_______。

19.滚动轴承故障诊断中，常用的故障诊断工具有_______、_______和_______。

20.滚动轴承故障诊断中，常用的故障诊断手册有_______、_______和_______。

21.滚动轴承故障诊断中，常用的故障诊断标准有_______、_______和_______。

22.滚动轴承故障诊断中，常用的故障诊断规范有_______、_______和_______。

23.滚动轴承故障诊断中，常用的故障诊断指南有_______、_______和_______。

24.滚动轴承故障诊断中，常用的故障诊断书籍有_______、_______和_______。

25.滚动轴承故障诊断中，常用的故障诊断期刊有_______、_______和_______。

四、判断题（本题共20小题，每题0.5分，共10分，正确的请在答题括号中画√，错误的画×）

1.滚动轴承的故障诊断主要依赖于视觉检查。（）

2.滚动轴承的预紧力越大，其寿命越长。（）

3.滚动轴承的径向游隙对轴承的振动影响不大。（）

4.滚动轴承的故障诊断过程中，信号的采集和预处理非常重要。（）

5.时域分析可以直观地反映信号的时变特性。（）

6.频域分析可以消除噪声对信号的影响。（）

7.小波分析可以同时提供信号的时域和频域信息。（）

8.滚动轴承的故障诊断中，特征提取是关键步骤之一。（）

9.故障诊断专家系统是基于规则的推理系统。（）

10.人工神经网络在故障诊断中的应用主要是通过训练学习来识别故障模式。（）

11.滚动轴承的故障诊断可以通过振动信号的功率谱密度来进行分析。（）

12.滚动轴承的故障诊断中，频率分辨率越高，诊断结果越准确。（）

13.滚动轴承的故障诊断过程中，信号预处理主要是为了提高信号的信噪比。（）

14.滚动轴承的故障诊断可以通过温度变化来监测故障的发展。（）

15.滚动轴承的故障诊断中，诊断置信度越高，故障诊断结果越可靠。（）

16.滚动轴承的故障诊断可以完全依赖于振动信号进行分析。（）

17.滚动轴承的故障诊断过程中，故障诊断软件的界面设计对诊断结果没有影响。（）

18.滚动轴承的故障诊断中，故障预警系统的目的是在故障发生前发出警告。（）

19.滚动轴承的故障诊断可以通过分析噪声信号来识别故障。（）

20.滚动轴承的故障诊断中，故障诊断报告的内容应当包括故障原因、诊断过程和预防措施。（）

五、主观题（本题共4小题，每题5分，共20分）

1.请简要阐述滚动轴承故障诊断的基本原理，并说明其在预测维护中的应用价值。

2.分析滚动轴承故障诊断过程中可能遇到的主要挑战，并提出相应的解决方法。

3.设计一个基于振动信号的滚动轴承故障诊断流程，并简要说明每个步骤的具体内容。

4.讨论滚动轴承预测维护策略的制定原则，并结合实际案例说明如何实施。

六、案例题（本题共2小题，每题5分，共10分）

1.案例题：

某工厂的机械设备中使用了型号为6205的深沟球轴承，近期设备运行中出现了明显的振动和噪声。现场技术人员采集了轴承的振动信号，并进行了初步分析。请根据以下信息，完成以下要求：

（1）描述振动信号的初步分析结果。

（2）提出可能的故障原因及相应的诊断步骤。

（3）根据诊断结果，给出相应的维护建议。

2.案例题：

某矿山使用的矿用滚筒轴承在运行一段时间后，轴承座出现温度异常升高现象。现场技术人员进行了现场调查，并采集了轴承座的温度和振动数据。请根据以下信息，完成以下要求：

（1）分析轴承座温度异常升高的可能原因。

（2）设计一个故障诊断方案，包括数据采集、信号处理和分析步骤。

（3）根据分析结果，提出相应的维修措施和建议。

标准答案

一、单项选择题

1.D

2.B

3.D

4.D

5.D

6.D

7.C

8.D

9.A

10.C

11.D

12.C

13.A

14.A

15.D

16.C

17.D

18.B

19.D

20.A

21.B

22.D

23.A

24.D

25.D

二、多选题

1.ABCD

2.ABCD

3.ABCD

4.ABC

5.ABCD

6.ABCD

7.ABC

8.ABCD

9.ABCD

10.ABCD

11.ABCD

12.ABCD

13.ABCD

14.ABCD

15.ABC

16.ABCD

17.ABCD

18.ABCD

19.ABC

20.ABCD

三、填空题

1.滚动体疲劳、保持架变形、滚道磨损

2.轴承内圈、轴承外圈

3.轴承内外圈、轴或轴承座

4.故障信号采集、信号预处理、特征提取、故障诊断

5.峰值分析、时域平均、自相关分析

6.低通滤波、高通滤波、带通滤波

7.小波分析、短时傅里叶变换

8.时域特征、频域特征、时频特征

9.人工神经网络、支持向量机、诊断专家系统

10.窗函数处理、快速傅里叶变换、小波分析

11.诊断专家系统、故障诊断软件、数据挖掘工具

12.振动传感器、加速度传感器、速度传感器

13.振动分析仪、声发射分析仪、频谱分析仪

14.诊断专家系统、故障诊断软件、数据挖掘工具

15.人工神经网络、支持向量机、决策树

16.数据库管理系统、知识库、案例库

17.报告生成工具、数据可视化工具、分析工具

18.振动分析仪、声发射分析仪、频谱分析仪

19.故障诊断软件、数据挖掘工具、分析手册

20.故障诊断手册、维修手册、操作手册

21.国家标准、行业标准、企业标准

22.国家标准、行业标准、企业标准

23.国家标准、行业标准、企业标准

24.国家标准、行业标准、企业标准

25.国家标准、行业标准、企业标准

四、判断题

1.×

2.×

3.√

4.√

5.√

6.×

7.√

8.√

9.√

10.√

11.√

12.×

13.√

14.√

15.√

16.×

17.×

18.√

19.×

20