机械故障诊断技术思维导图

XX大学机械交通学院

机 械 故 障 诊 断 论 文

题 目： 旋转机械故障诊断技术 姓名学号： 指导教师：

年级专业： 机械设计制造及其自动化084班 所在学院： 机 械 交 通 学 院 课程评分：

二零一一年12月18日

旋转机械故障诊断技术

摘要：通过分析旋转式机械各种故障产生机理的基础上，归纳和概括了传统故障诊断的基本原理和典型故障振动特征分析方法及模糊理论、神经网络、遗传算法等在诊断决策算法研究中的应用，并对国内外旋转机械故障诊断的发展现状进行了详细论述最后对其发展趋势进行了展望。旋转机械是各种类型机械设备中数量最多应用最广的一类机械，特别是一些大型旋转机械，如汽轮机、球磨机、离心式压缩机等支持国家经济命脉的一些工业门是属于关键设备。由于检测技术在当今轻工业广泛应用，如电力、石化、冶金、汽车和造船等国民经济重要部门，都需要用机械振动的测试和分析，来检测机械是否正常运作。

关键字：机械故障诊断；旋转机械

前言

机械故障诊断讲义

第1章 机械故障诊断技术绪论

随着现代工业及科学技术的迅速发展，生产设备日趋大型化、集成化、高速化、自动化和智能化，设备在生产中的地位越来越重要，对设备的管理也提出了更高的要求，能否保证一些关键设备的正常运行，直接影响到一个行业发展的各个层面。现代工业生产，一旦因故障停机，损失将十分巨大。因此，设备诊断这一技术，日益引起人们的重视，并在理论和实践应用方面得到了迅猛的发展。 1．1 机械故障诊断的基本概念、研究内容和分类 1.1.1故障的定义和分类

关于机械设备故障(Fault)这一概念，目前并没有一个严格、统一的定义。基于不同的文献资料或不同的应用环境往往有不同的解释。 按照国标(GB3187-82)的规定，给定层次级上的子分系统的故障是指该子分系统“丧失规定的功能”，或者说，给定层次织上的子分系统的输出与所预期的输出不相符合。

按电子工业部部标(SJ-2166-82)的规定，所谓故障是指： （1）设备（系统）在规定条件下，不能完成规定的功能。 （2）设备（系统）在规定的条件下，一个或几个性能参数不能保持在规定的上下限值之间。

机械学院 杨文志

1

机械故障诊断讲义

（3）设备系统

中国矿业大学成人教育学院2013-2014第一学期脱产班

《机械故障诊断技术》 A卷 闭卷

站点： 题 号 得 分 阅卷人 专业年级：

一 姓名：

二 学号： 三 总 分 一、填空题（每空1分，共40分）

1、故障诊断的基础是建立在 原理上的。

2、机械故障诊断的基本方法可按不同观点来分类，目前流行的分类方法有两种；一种是按机械故障诊断方法的难易程度分类，可分为 和 ；二是按机械故障的测试手段来分类，主要分为 、 、 、 、 。 3、按照振动的动力学特性分类，可将机械振动分为三种类型： 、 、 。 4、在非线性机械系统内，由非振荡能量转变为振荡激励所产生的振动称为 。 5、构成一个确定性振动有三个基本要素，即 、 和 。 6、机械故障诊断技术的应用分为 和 。

7、安装加速度传感器时，在安装面上涂一层硅脂的目的是

第1卷第!卯 6年

期 3月

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机械故障诊断技术进展陈安华(机械工程系 )摘要

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本文简要地回顾了现代机械故障诊断理论与技术的诞生与发展概况;论述了其研。

究与应用现状及当前存在的主要问题关键词

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指出了该领域的研究动态与发展趋势

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诊断技术博士生副教授

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陈安华

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振动力学与机械故障诊断

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n显得越来越难以适应因而作为视情维修制 (O

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—所谓机械故障诊断确定故障的性质与部位

状态监测与故障诊断理论与方法的研究已理所当然地成为当代工程科技热点之一,,

就是通过机械运行中的相关信息来识别其技术状态是否正常寻找

机械故障诊断讲义

第1章 机械故障诊断技术绪论

随着现代工业及科学技术的迅速发展，生产设备日趋大型化、集成化、高速化、自动化和智能化，设备在生产中的地位越来越重要，对设备的管理也提出了更高的要求，能否保证一些关键设备的正常运行，直接影响到一个行业发展的各个层面。现代工业生产，一旦因故障停机，损失将十分巨大。因此，设备诊断这一技术，日益引起人们的重视，并在理论和实践应用方面得到了迅猛的发展。 1．1 机械故障诊断的基本概念、研究内容和分类 1.1.1故障的定义和分类

关于机械设备故障(Fault)这一概念，目前并没有一个严格、统一的定义。基于不同的文献资料或不同的应用环境往往有不同的解释。 按照国标(GB3187-82)的规定，给定层次级上的子分系统的故障是指该子分系统“丧失规定的功能”，或者说，给定层次织上的子分系统的输出与所预期的输出不相符合。

按电子工业部部标(SJ-2166-82)的规定，所谓故障是指： （1）设备（系统）在规定条件下，不能完成规定的功能。 （2）设备（系统）在规定的条件下，一个或几个性能参数不能保持在规定的上下限值之间。

机械学院 杨文志

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机械故障诊断讲义

（3）设备系统

机械故障诊断技术总复习题

第一章 绪论

l—l掌握如下几组重要的概念：

故障与失效； 设备状态监测与设备故障诊断； 状态监测维修体制、事后维修体制与定期维修体制； 简易诊断与精密诊断；

l—l掌握如下几组重要的概念：

1故障-----指装置在应达到的功能上丧失了能力，它可以排除而恢复其达到的功能。 2失效-----指装置丧失了在预定期限内的正常功能，而它强调预定期限内的功能丧失。

3设备状态监测------通常是指通过测定设备的某个较为单一的特征参数（如振动，温度），来检查其状态是正常或异常。

4设备故障诊断-----不仅要检查设备是否正常，还要对设备故障的原因，部位以及严重程度进行深入分析并作出判断。

5状态监测维修体制-----提高设备利用率。 6事后维修体制-----损失大。 7定期维修体制-----盲目性大。

8简易诊断-----是使用各种便携式诊断仪器和工况监视仪表，对设备有无故障及故障严重程度作出判断和区分。

9精密诊断-----可以分为人工诊断技术，系统诊断技术和专家系统诊断等三种。人工诊断技术是指使用

机械故障诊断学内容及习题与思考题

第1部分 绪论

1.1 机械设备故障诊断技术的意义、目的和内容 1.2 设备故障的信息获取和检测方法 1.3 机械设备故障诊断方法的分类 1.4 机械设备故障诊断技术的发展概况

习题与思考题

1-1 机械设备监测与故障诊断主要内容是什么？ 1-2 机械设备状态监与故障的常用识别方法有哪些？ 1-3 简述获取诊断信息的方法。

1-4 设备状态识别方法有哪些不确定性？确定性？会产生哪几类错误？

第2部分 机械故障诊断的信号分析与处理

2.1 机械物理信号分析的基础知识 2.2 检测信号的时域分析方法 2.3 检测信号的频域分析方法 2.4 倒频谱分析方法 2.5 小波分析

习题与思考题

2-1 新、旧机器的振动噪声信号的概率分布密度函数有什么区别？自相关函数有什么不同？ 2-2 机械故障诊断常用的幅值指标有哪些？无量纲指标有哪些？对无量纲指标有什么要求？

2-3 什么是自相关函数？自相关函数有什么性质？在机械设备状态监测中有什么用途？ 2-4 什么是互相关函数？互相关函数有什么性质？在机械设备状态监测中有什么用途？ 2-5 设一信号x(t)，它是由两个频率、相角均不相等的余弦函数叠加而成，其教学表达式为

x(t)

机械故障诊断考试--题库

（部分内容可变为填空题）

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、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

机械故障诊断学作业 简答题部分

1. 简述通常故障诊断中的一般过程？

机械设备状态信号的特征的获取；故障特征的提取；故障诊断；维修决策的形成 2. 简述设备故障的基本特性。

3. 什么是轴颈涡动力？并用图示说明轴颈涡动力的形成。

4. 简述设备故障的基本特性。

5. 简述突发性故障的特点。

不能通过事先的测试或监控预测到的，以及事先并无明显征兆亦无发展过程的随机故障。 振动值突然升高，然后在一个较高的水平2，矢量域某一时刻发生突变，然后稳定。 6. 请详细分析一下，转子不对中的故障特征有哪些？ 1.故障的特征频率为基频的2倍；

2.由不对中故障产生的对转子的激励力随转速增大而增大。

3.激励力与不对中量成正比，随不对中量的增加，激励力呈线性增大。 7. 请详细分析防止轴承发生油膜振荡的措施主要有哪些？ 改进转子设计，尽量提高转子的第一阶临界转速；

改进轴承型式、轴瓦与轴颈配合的径向间隙、承载能力、长径比和润滑油粘度等因素，使失稳转速尽量提高。

8. 设备维修制度有哪几种？试对各种制度进行简要说明。 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。 2o 预防维修（定期维修）

在规定时间基础上执行的周期性

机械故障诊断学作业 简答题部分

1. 简述通常故障诊断中的一般过程？

机械设备状态信号的特征的获取；故障特征的提取；故障诊断；维修决策的形成 2. 简述设备故障的基本特性。

3. 什么是轴颈涡动力？并用图示说明轴颈涡动力的形成。

4. 简述设备故障的基本特性。

5. 简述突发性故障的特点。

不能通过事先的测试或监控预测到的，以及事先并无明显征兆亦无发展过程的随机故障。 振动值突然升高，然后在一个较高的水平2，矢量域某一时刻发生突变，然后稳定。 6. 请详细分析一下，转子不对中的故障特征有哪些？ 1.故障的特征频率为基频的2倍；

2.由不对中故障产生的对转子的激励力随转速增大而增大。

3.激励力与不对中量成正比，随不对中量的增加，激励力呈线性增大。 7. 请详细分析防止轴承发生油膜振荡的措施主要有哪些？ 改进转子设计，尽量提高转子的第一阶临界转速；

改进轴承型式、轴瓦与轴颈配合的径向间隙、承载能力、长径比和润滑油粘度等因素，使失稳转速尽量提高。

8. 设备维修制度有哪几种？试对各种制度进行简要说明。 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。 2o 预防维修（定期维修）

在规定时间基础上执行的周期性