设备状态监测与故障诊断复习题答案.docx
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设备状态监测与故障诊断复习题答案
设备状态监测与故障诊断复习题（答案）
第一章绪论
一、填空
1、润滑技术
2、不拆卸产生故障的部位和原因
3、经济效益社会效益。
4、设备故障诊断阶段
5、人工智能和网络化。
6、诊断技术、修复技术润滑技术
7、设备运行
8、故障诊断
9、大型化、、快速化、
10、老化。
11检测、、、分析
12、正常状态、异常状态故障状态
13、正常状态。
14、异常状态状态信号维持工作
15、设备性能指标
16、早期故障、一般功能性故障、突发性紧急故障
17、早期故障
18、一般功能性故障
19、突发性紧急故障
20、指示灯光的颜色
21、正常，预警，报警。
22、记录，。
23、运行记录故障及维修记录
24、感性阶段、、、人工智能和网络化阶段。
25、设备的安全可靠运行经济效益社会效益。
26、设备诊断、修复润滑
27、故障诊断预测、预报
28、安全可靠社会效益，
29、状态，正常；
30、设备故障诊断诊断故障；
31、管理和维修，设备故障诊断
32、预测、预报
33、故障趋势
34、感性阶段诊断阶段
35、故障诊断
36、快速化、自动化
37、老化故障
38、、监测、判别
39、正常、异常故障
40、劣化，维持工作，
41、故障正常
42、早期故障、一般功能性故障、。
43、勉强
44、瞬间
45、指示灯光的颜色
46、正常，预警，报警。
47、状态原因。
48、运行记录故障及维修记录
49、多种征兆
50、一一、困难
二、单项选择题（在A、B、C、D中选出一个正确答案，并填在题干中的横线上）
1．A
2、
A
3、
A
4、
C
5、B
6、D
7、
C
8、
A
9B
10、A
11、C
12、D
13、C
14、C
15、B
16、A
17、D
三、判断题（正确的在括号内打“√一，错误的在括号内打“×”）
1．（√）
2．（×）
3．（×）
4．（√）
5．（√）
6、（√）
7、（×）
8、（×）
9、（√）
10、（√）
11、（×）
12、（√）
13、（√）
14、（√）
15、（√）
16、（×）
17、（×）
18、（×）
19、（√）
20、（×）
21、（×）
22、（×）
23、（√）
24、（√）
25、（×）
四、思考题
1、
答：
设备故障诊断是指在设备运行中或在基本不拆卸设备的情况下，通过各种手段，掌握设备运行状态，判定产生故障的部位和原因，并预测、预报设备未来的状态，从而找出对策的一门技术。
它是防止事故和计划外停机的有效手段。
2、
答：
要点如下
1）提高设备运行可靠性、安全性、有效性
2）延长服务期限与使用寿命
3）为设备结构修改、优化设计、合理制造及生产过程提供数据和信息。
3、
答：
现代成产设备发展方向主要为大型化、连续化、快速化、自动化。
4、
答：
要点如下
1）状态监测方面
2）故障诊断方面
3）指导设备的管理维修方面
5、
答：
主要分为4个阶段
1）感性阶段
2）量化阶段
3）诊断阶段
4）人工智能和网络化阶段
6、
答：
分为3种状态
1）正常状态（定义略）
2）异常状态（定义略）
3）故障状态（定义略）
7、
答：
一般过程如下
1）信息提取征兆
2）进行诊断
3）得出初步结论
4）提出处理对策
5）调整、测试
6）重新验证
第二章设备故障诊断的基本概念
一、填空
1、系统论
2、传感技术二次效应，
3、层次性
4、系统的功能。
5、简单系统、复合系统、复杂系统。
6、故障状态。
7、暂时性故障永久性故障。
8、磨损、腐蚀、老化、
9、横向纵向。
10、征兆
11、人工智能
12、振动诊断。
13、振动诊断
14、定期诊断。
15、简易诊断、精密诊断
16、层次性、传播性、放射性、
17、事后维修定期预防视情维修。
18、不平衡、不对中、松动、
19、设备状态维修
20、机构型、参数型
21、故障状态。
22、层次性、放射性、相关性、
23、对故障进行分类的目的、诊断方法。
24、智能、数学方法。
25、维修体制、事后维修定期预防维修视情维修。
26、早期故障、使用期故障
27、暂时性故障、永久性
28、破坏性非破坏性
29、随机故障、有规律
30、生产流程、传送装置
31、利用率，最大寿命
32、能源，浪费。
二、单项选择题（在A、B、C、D中选出一个正确答案，并填在题干中的横线上）
1、C
2、A
3、D
4、C
5、B
6、B
7、D．
8、B
9、A
10、A
11、A、C
12、D
13、B
14、C
15、C
16、B
17、D
18、D
19、C
20、A
三、判断题（正确的在括号内打“√”，错误的在括号内打“×”）
1．（×）
2．（√）
3．（√）
4．（×）
5、（√）
6．（√）
7．（×）
8．（√）
9．（×）
10．（√）
11.（×）
12.（×）
13．（√）
14．（×）
15．（√）
16．（×）
17.（×）
18.（√）
19.（√）
20.（×）
21.（×）
22.（×）
23.（×）
24、（√）
25.（×）
26（√）
27.（√）
28.（√）
29.（×）
30.（√）
31.（×）
32.（×）
33.（√）
34.（√）
35.（×）
36．（√）
37（√）
38．（√）
39．（√）
40、（×）
41．（√）
42.（×）
43.（√）
44.（√）
45.（×）
46.（√）
47、（√）
48.（√）
四、思考题
1、
答：
工程中设备种类繁多，基于构造与功能可分为三类
1）简单系统
2）复合系统
3）复杂系统
2、
答：
要点如下
1）其工作环境变化不正常
2）正常工作环境下，元素及其联系的状态变化超过允许的范围
3）上述两者联合作用
3、
答：
要点如下
1）按故障性质
2）按故障与时间的关系和有无发展过程
3）按故障的严重程度和危险性
4）按故障原因
5）按故障的相关性
6）按故障发生的时期
7）按故障发生、发展规律性
8）按故障的表现形式
4、
答：
出现故障前无明显征兆，难以靠早期试验或测试来预测。
这类故障发生时间很短，一般带有破坏性，如转子的断裂，人员误操作引起设备的损毁等属于这一类故障。
5、
答：
要点如下
1）层次性（解释略）
2）传播性（解释略）
3）放射性（解释略）
4）相关性（解释略）
5）延时性（解释略）
6）不确定性（解释略）
6、
答：
（略）
7、
答：
（略）
8、
答：
1）状态维修是一种以设备技术状态为基础的，按实际需要进行修理的预防维修方式。
2）状态维修是今后企业设备维修的发展方向，也是所有设备管理工作者的努力方向。
应用状态监测与故障诊断手段，推行设备状态维修，正是设备现代化管理的精髓和关键所在。
五、名词解释
1、
解：
衡量修理复杂程度、工作量大小的及确定各项定额指标的一个参考单位
2、
解：
完成设备修理工作所需要的标准工时，一般是一个修理复杂系数的劳动时间。
3、
解：
设备（或系统）或零部件丧失了规定功能的状态（即出了问题），这种不正常的状态称为故障。
六、读图分析
1、读给定图示曲线图，补充图中各段含义说明，
并简要说明各段特点
解：
（特点略）
2、下图是设备状态维修方式示意图，分析该图，并在方框内填上适当的内容。
答案：
第三章设备故障诊断的技术基础
一、填空
（1）信息采集、信号处理、状态识别、
（2）磨损残渣测、性能指标
（3）振动、噪声工艺参数
（4）绝对判断标准、平均法
（5）周期成分位移、速度加速度
（6）伪存真、、信噪比，
（7）傅里叶频谱仪，
（8）绝对判断
（9）烈度
（10）直接观测法。
（11）耳朵、手模、
（12）眼睛、鼻子。
（13）直接经验影响。
（14）异曲同工之妙。
（15）简谐信号
（16）磨损残渣测定
（17）频率、振幅、初相位。
（18）强度
（19）光纤内窥技术
（20）有效值，均方根幅值。
（21）相反减振
（22）噪声。
23、振动量。
24、快速傅里叶变换频谱图，
25、20平均值。
26、听棒、螺钉
27、振动、温度、
二、单项选择题（在A、B、C、D中选出一个正确答案，并填在题干中的横线上）
1．C.
2．D
3．D
4．B
5.C
6.D
7．D
8．C
9．A．
10.D．
11.D
12A
13.B
14.D
15.C
三、判断题（正确的在括号内选择打“√”，错误的在括号内打“×”）
1．（√）
2．（√）
3．（×）
4．（×）
5．（×）
6．（√）
7．（×）
8、（×）
9．（×）
10．（√）
11．（×）
12．（×）
13．（×）
14.（×）
15．（×）
16.（×）
17．（√）
18．（×）
19．（×）
20.（×）
21.（√）
22.（×）
23.（√）
24.（√）
25.（√）
26（×）
27.（√）
28.（×）
29.（√）
四、思考题
1．简述设备故障诊断的内容和具体实施过程。
2．设备故障信息的获取方法有哪些?
请举出几例设备故障的检测方法。
3．如何判断设备是否存在故障及故障的程度?
简述相对判断标准的制定方法。
4．何谓简谐振动的三要素？
同一简谐振动的位移、速度。
加速度三者之间的关系如何?
5．对振动信号在频率域中进行描述，其数学基础是什么?
请描述之。
五、名词解释
1、
解：
把振动信号按其频率范围和结构进行分类分析，从而进行故障诊断的方法叫频率分析。
2、
解：
把在同一部位或按一定的要求测得的表征设备状态的值与相应的判断标准进行比较，以作出判断。
3、
解：
将设备的正常工作情况的值定为初始值，将实测值与初始值比较进行判断。
六、作图分析
1、根据给出信号的时域正弦波波形，作出相对应的频谱图。
解：
2、根据给出信号的时域方波波形，作出相对应的频谱图。
解：
3、根据给出信号的时域三角波波形，作出相对应的频谱图。
解：
4、根据给出信号的时域脉冲波波形，作出相对应的频谱图。
解：
5、某电子器材厂新购进一台设备空气压缩机，为了今后衡量其噪音是否合格，需建立一个相对比较标准，拟对该设备进行振动幅度数据收集，以下是对该设备活塞处收集的数据：
次数
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
幅值（mm）
0.10
0.13
0.15
0.11
0.10
0.17
0.14
0.15
0.15
0.13
0.17
次数
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
幅值（mm）
0.12
0.17
0.14
0.11
0.14
0.13
0.13
0.15
0.10
0.12
0.14
请用常用的平均方法计算报警限Vt。
时隔6月之后，技术人员再次对同一测点进行测量，共测量五次，结果为0.60，0.75，0.68，0.70，0.65，试判断该设备的状态。
答案：
①Vm=（V1+V2+…V22）/22=0.134mm
报警因子K=3～10现取K=6
则达到Vt=0.134×6=0.804Vmm时系统报警.
②第2次测试的数据平均值为：
Vm=0.676mm
结果表明该设备尚在允许范围之内，但磨损速度在加快，从时间上看，该设备平时维护不到位，应加强监测。
第四章振动诊断方法
一、填空
（1）振动信号
（2）概率分析法、相关函数
（3）旋转机械振动
（4）机械状态信息，
（5）旋转频率项、滚动轴承频率项、电机频率项、
（6）倒频谱
（7）均方根幅值滚动轴承
（8）量值变化范围大、便于在线诊断、无损检查。
（9）旋转机械振动
（10）振动信号
（11）周期、谐波、脉冲
（12）振动
（13）时间历程的概率分布
（14）通频幅值。
（15）周期性分量
（16）峰态因数、脉冲因数、
（17）传播路径
（18）互相关函数振动源
（19）工频、基频。
（20）齿轮振动、调频
21、直齿轮缓慢，
22、调制边频带。
二、单项选择题（在A、B、C、D中选出一个正确答案，并填在题干中的横线上）
1.（D）
2.（C）
3.A
4.（D）
5.B
6.C
7、B
8.A
9.C
10.A
11. D
12.D
13.C
14．A
15．D
三、判断题（正确的在括号内选择打“√”，错误的在括号内打“×”）
1．（√）
2．（×）
3．（×）
4．（×）
5．（√）
6．（×）
7．（×）
8．（×）
9．（√）
10．（√）
11、（√）
12．（√）
13．（×）
14．（×）
15．（√）
16、（√）
17、（×）
18、（√）
19、（×）
20、（√）
21、（√）
22、（×）
23、（√）
24、（×）
25、（×）
26、（√）
27、（×）
28、（√）
29、（√）
30、（×）
四、思考题
1．振动诊断主要有哪几种方法?
2．时域分析的示性指标包括哪些?
举例说明示性指标的应用。
3．频域分析的主要内容是什么?
试说出几种频率项。
4．齿轮振动信号中的边带频成分是如何产生的?
请简述之。
5．什么是滚动轴承的“通过振动”和“通过频率”?
6．简述倒频谱诊断法的概念和特点。
四、计算题
1、在图示的传动系统中，若主电动机M输出转速1750r／min，挂轮传动比iT1T2=1，试计算出第三牵伸机牵伸辊的旋转频率和第二牵伸机牵伸辊到浸渍辊之间齿轮传动的啮合频率。
2、在图示的传动系统中，若主电动机M输出转速
1450r／min，试计算出第三牵伸机牵伸辊、输入
轴、过桥轴的旋转频率，以及过桥轴和输入轴、过
桥轴和牵伸辊之间齿轮传动的啮合频率。
解：
1）、旋转频率
输入轴
10.05Hz
过桥轴
6.28Hz
牵伸辊
2.45Hz
2）、啮合频率
输入轴与过桥轴
301.44Hz
牵伸辊与过桥轴
175.84Hz
2、在图示的传动系统中，若主电动机M输出转速
1750r／min，试计算出第二牵伸机牵伸辊、输
入轴、过桥轴的旋转频率，以及过桥轴和输入
轴之间齿轮传动的啮合频率。
（设T1、T2速比iT1T2=1）
解：
1）、旋转频率
输入轴
10.54Hz
过桥轴
7.91Hz
牵伸辊
=1.54Hz
2）、啮合频率
输入轴与过桥轴
61.6Hz
3、图示为高速精密车床的传动系
统图，设飞轮转速为1000r/min，试求
以图中传动路线运行时II轴、Z9的旋
转频率和Z9、Z10齿轮的啮合频率。
（其中Z1=65、Z4=30、Z7=23、Z8=51
Z9=25、Z10=60）
1）旋转频率
II轴
36.11Hz
Z9齿轮
=16.28Hz
2）啮合频率
Z9、Z10齿轮
407.12Hz
第五章旋转机械故障诊断技术
一、填空
（1）轴向振动。
（2）负荷
（3）不平衡。
（4）旋转机械。
（5）附加弯矩。
（6）定子、转子、
（7）喘振、、不均匀气流涡动。
（8）有效值和峰值判别法、
（9）啮合频率谐频、边频带
（10）机械故障、电气故障
（11）代表性主导。
（12）冲击脉冲法。
（13）齿磨损，，齿轮偏心
（14）不平衡、不对中。
15、力动
16、力偶转子
17、中心偏心
18、振动出、转速
19、水平方向00
20、垂直方向、1800
21、00、转子
22、轴向、180
23、相位差弯曲，
24、底脚、基础
25、松动、裂纹
26、2倍
27、1/2、1/3
28、10%～20%。
29、初始阶段、、宏观故障阶段
30、轻微故障故障最后
二、单项选择题（在A、B、C、D中选出一个正确答案，并填在题干中的横线上）
1．B
2.C．
3.A．
4.C．
5．B．
6．A．
7．B.
8．D．
9、C
10．
D
11．C.
12.A
13．D．
14．D．
15、B．
16．D.
17．A
18．C．
19．B.
20．B.
21．B．
22．B．
23．C．
24．C
25．B．
26．D．
27．A．
28．B．
39．D．
三、判断题（正确的在括号内打“√”，不正确的在括号内打“×”）
1．（√）
2.（×）
3.（√）
4.（×）
5．（×）
6．（√）
7．（×）
8．（√）
9．（×）
10．（×）
11．（×）
12.（√）
13．（×）
14．（×）
15．（√）
16．（√）
17．（√）
18．（√）
19．（×）
20．（√）
21．（×）
22．（×）
23．（√）
24．（×）
25．（√）
26．（√）
27（×）
28．（×）
29．（√）
30．（×）
31．（√）
四、思考题
1．引起转子不平衡的原因有哪些?
转子不对中有哪3种基本形式?
简述不平衡与不对中故障特征的主要区别。
2．简述C型机械松动与转子摩擦的主要征兆区别。
3.什么是油膜涡动和油膜振荡?
如何预防和消除油膜振荡?
4.紊流与喘振是如何产生的?
简述它们的主要征兆区别。
5．试比较共振与拍振的主要区别。
6.滚动轴承异常的基本形式有哪些?
简述g／SE技术、冲击脉冲法的基本原理。
7．试述滚动轴承故障发展4阶段的频谱特征。
8．齿轮异常的基本形式有哪些?
如何对齿轮故障进行边带频分析?
9.电动机故障诊断技术包括哪些方面?
交流感应电动机诊断转子绕组故障所采用的谱分析法的基本原理是什么?
10．利用征兆诊断故障的主要困难是什么?
在诊断策略上可遵循哪几点?
五、综合分析题
1、一台高速精密车床的主轴箱如图1所示，测量获得谱图如图2所示，各相关的频率计算于表中，试对其进行诊断分析。
频率表
峰值编号
回算频率（Hz）
计算频率（Hz）
说明
所指故障体
1
833.33
841.01
Z3的二阶下边带
Z3
2
625.0
312.84×2
倍频
Z8
3
555.56
4
178.57
97.88×2
倍频
轴承No.14内环
5
71.43
35.57×2
倍频
轴承No.14滚动体
6
52.88
13.01×4
4倍频
轴承No.8外环
7
40.32
39.31
基频
轴承No.12外环
8
23.36
13.01×2
倍频
轴承No.17外环
9
21.74
11.23×2
倍频
轴承No.7滚动体
10
19.23
20.49
基频
轴承No.13滚动体
11
17.24
17.38
转频
轴Ⅱ
答案：
故障分析：
1）与轴承有关的振动发生在No.7、8、12、13、14、17轴承及相关的零件上。
齿轮引起的振动主要由Z3、Z8啮合引起，Z3的二阶下边带显示该齿轮有缺陷。
2）分析发现许多较大幅值的谱线与Ⅱ轴上的零件有关
①结构上：
主轴箱与带轮之间无卸货装置，使Ⅰ轴挠曲，啮合变差。
②工艺上：
花键轴上轴承No.12轴径处圆柱度可能超差而产生振动。
③传动上：
Ⅱ轴上三联齿因花键轴因长期滑动而磨损，定位精度下降，故偏心产生振动。
2、有一台电动机，监测人员在某次巡查中用CCL—225型轴承故障诊断仪对其进行诊断，共测量了5组数据，测得数据如下：
名称
1
2
3
4
5
电阻
38
42
44
35
37
油压
18
18
25
20
23
名称
1
2
3
4
5
电阻
70
77
84
77
75
油压
22
28
14
22
20
前轴承后轴承
试判断该电动机轴承状态。
右图为该仪表面板图
第六章设备振动诊断实施方法
一、填空决
（1）准备工作、诊断实施、
（2）诊断对象
（3）原动机、工作机、传动系统。
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