题 型
名词解释（5?3分）、选择题（10?2分）、填空题（15?1分）、简答题（5?6分）、论述（2?10分）
机械故障诊断与维修总结
第一章 绪论 1. 基本概念
（1）机械故障：机械设备丧失工作效能，或指设备丧失所要求的规定性能或状态，即机械设备的各项技术指标偏离正常状态。
（2）机械故障诊断：根据机械设备运行过程中的状态信息，对机械设备出现故障的机理、原因、部位和故障程度进行识别和诊断，并根据诊断结论，确定设备的维修方案和防范措施。
（3）状态监测：通过监视和测量设备或部件运行状态信息和特征参数（例如振动、温度、压力等），并以此来判断设备运行状态是否正常，一旦出现异常可以报警或跳闸停车。
2. 设备的寿命曲线（浴盆曲线）
3. 机械故障诊断的意义
（1）预防事故，保证人身和设备安全 （2）产生巨大的经济效益
（3）推动设备维修制度的改革 （4）带动和促进其它相关学科的发展
4. 常用状态监测诊断技术的方法
振动信号监测振动技术、声信号监测诊断技术、温度信号监测诊断技术、润滑油分析诊断技术、声信号监测诊断技术、其它无损检测技术（超声波检测技术、射线照相检测技术、表面缺陷的检测技术）
5. 常用故障识别的技术与方法
信息比较诊断法、参数变化诊断法、模拟试验诊断法、函数诊断法、故障树分析诊断法、模糊诊断法、神经网络诊断法、专家系统诊断法、支持向量机诊断法、生物智能计算诊断法、小波分析法、盲源分离、
6．故障诊断技术的发展趋势
（1）不解体检测的研究：其方向是开发可预埋在设备内部的传感器。
（2）高精度化：在信号处理方面，指提高信号分析的信噪比，提高特征信息的提取能力。
（3）智能化：开发诊断型专家系统，使数据处理、分析、故障识别自动完成，以减轻诊断的工作量，并提高诊断速度及正确性。
（4）网络化：利用各种通讯手段将多个故障诊断系统联系起来，实现资源共享，提高诊断的质量和精度，实现远程故障诊断。
7. 影响故障诊断成功率的因素
（1）是否有足够的有用信息，即需要对设备现场的工艺参数、运行状态以及机械零部件的安装数据等多方面作深入的、详细的调查研究。
（2）是否具备多方面的诊断知识，即要对机械设备的工作原理、结构特点、各零部件工作过程中的结构动力学、转子动力学以及流体力学等方面的知识有所了解和认识。
第二章 机械故障诊断的基本原理 1. 基本概念：
故障机理：引起机械设备故障的物理、化学变化等内在的原因、规律及其原理。
2. 几种基本的故障机理：
（1）磨损机理：粘着磨损、磨粒磨损、表面疲劳磨损、腐蚀磨损
粘着磨损：接触表面局部发生粘着，在相对运动时粘着处分开，使接触表面的材料从一个表面转移到另一个表面，并经过多次反复而发生破坏的现象。常见于机械性能接近的两种材料之间的磨损。 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。
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。
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。
（2）变形机理：机件在外力作用下，产生形状或尺寸变化的现象称为变形。 （3）断裂机理：机件分成两个或几个部分的现象，断裂使机件完全丧失工作能力，是最危险的故障类型。
（4）裂纹机理：金属的局部断裂称裂纹。断裂的发展过程可归纳为裂纹的产生、裂纹的扩展以及最终断裂三个阶段。 （5）腐蚀机理
包括化学腐蚀机理与电化学腐蚀机理。
1）有化学腐蚀机理：单纯由化学作用而引起的腐蚀叫化学腐蚀
2）电化学腐蚀机理：当金属接触电解质溶液时，其腐蚀过程为电化学过程，这种腐蚀过程称为电化学腐蚀，即在化学反应过程中产生了电流作用。
3．机械设备故障分类
（1）按故障发生的原因分：先天性故障、磨损性故障、错用性故障 （2）按故障的形成速度分：突发性故障、渐发性故障 （3）按故障持续时间分：临时性故障、持久性故障 （4）按故障性质分：功能故障、参数故障
（5）按故障危害分：灾难性故障、一般性故障 （6）按故障存在形式分：实际故障、潜在故障
（7）按故障发生的范围分：部分性故障、完全性故障 （8）按故障发生的频率分：偶发性故障、多发性故障
4．机械故障诊断分类
（1）按故障诊断目的分：功能诊断、运行诊断 （2）按故障诊断方式分：在线监测、巡回检测 （3）按提取信息的方式分：直接诊断、间接诊断
（4）按诊断时所要求的机械运行工况条件分：常规工况诊断、特殊工况诊断 （5）按功能分：简易诊断、精密诊断
5. 故障诊断的内容与基本环节 （1）信号采集 （2）特征提取 （3）故障识别 （4）诊断决策
第三章 机械故障的信号分析与处理技术 1.基本概念
（1）信号：信号是传递信息的载体。 测量信号是对系统的某物理量，如位移、速度、加速度、应力、应变等进行观测获得的数据
（2）时域分析：对所测得的时域信号直接实行各种运算且运算结果仍然属于时域范畴，则这样的分析运算即为时域分析。
（3）相关分析：又称时延域分析，用于描述信号在不同时刻的相互依赖关系，是提取信号中周期成分的常用手段，在相关测速和相关定位以及传递路径识别中均有应用。
（4）自相关分析：描述同一信号中不同时刻的相互依赖关系。 （5）互相关分析：描述两个不同信号不同时刻的相互依赖关系。
（6）频域分析：把以时间为横坐标的时域信号通过傅里叶变换分解为以频率为横坐标的频域信号，从而求得关于原始信号频率成分的幅值和相位信息的一种分析方法。
（7）时域平均方法：从混有噪声干扰的信号中提取周期性信号的过程，又称相干检波(Coherent detection)。
2. 信号分类
（1）根据信号描述形式分 确定性信号、非确定性信号 周期性信号、非周期性信号 平稳随机信号
（2）根据信号的幅值和能量分 能量信号、功率信号 （3）根据信号连续性分
连续信号、离散信号、模拟信号、数字信号 （4）根据信号的特性分 静态信号、动态信号
3. 周期信号的频谱特性 离散性、谐波性、收敛性
4. 非周期信号的频谱特性
其频谱是连续的，由无限多个、频率无限接近的频率成分所组成。谱线幅值在各频率上趋于无穷小。
第四章 机械故障的振动诊断技术 1. 基本概念
（1）振动诊断：以机械系统在某种激励下的振动响应作为诊断信息的来源，通过对所测得的振动参量（振动位移、速度、加速度）进行各种分析处理，并以此为基础，借助一定的识别策略，对机械设备的运行状态作出判断，进而识别机械的故障部位、故障程度、以及故障原因等。
（2）机械振动：由于受外界条件的影响，机械系统将会围绕其平衡位置作往复运动，是一种特殊的运动形式。
2. 机械振动的分类
（1）按对系统的输入不同分类 自由振动、强迫振动、自激振动 （2）按对系统的输出特性分类
随机振动
振动
确定性振动
周期振动
简谐振动
非简谐周期振动
准周期振动
非周期振动
瞬态振动
（3）按系统的自由度分类
单自由度系统的振动、多自由度系统的振动、弹性振动 （4）按描述系统的微分方程分类 线性振动、非线性振动 （5）按位移振动特征分类 直线振动、扭转振动 （6）按振动频率范围分
低频振动、中频振动、高频振动
3. 测振传感器分类
根据所测振动参量和频响范围的不同，测振传感器分为三大类 ：振动位移传感器、振动速度传感器、振动加速度传感器。
4.电涡流传感器基本工作原理：利用导体在交变磁场作用下的电涡流效应，将形变、位移与压力等物理参量的改变转化为阻抗、电感等电磁参量的变化。
5. 振动传感器的选用原则及需要考虑的问题
在实际测试中，选用振动传感器应本着可用和优化的原则。 可用：就是要使所选的传感器满足最基本的测试要求；
优化：就是在满足基本测试要求的前提下，尽量降低传感器的费用，即取得最佳的性能价格比。 需要考虑的问题： （1）测量范围
测量范围又称量程，必须保证不超过传感器的测量量程。 （2）频响范围
振动参量的最显著特性就是其频率构成特性，即一个机械振动信号往往是由许多频率不同的信号叠加而成。 传感器的频响特性要好，也就是要求其幅频特性的水平范围尽可能宽，频率下限
机械故障诊断与维修复习资料
