发布时间 : 星期一 文章设备状态监测与故障诊断技术题库(完全版)更新完毕开始阅读902d157ff46527d3240ce0c9
或者抽取频谱中某一频段的数据。
②常用的滤波器有高通、低通、带通、带阻四种。
评分标准：答对①占60%，答对②占40%。
37、数字化网络监测相对老式在线技术有什么优点? 37、答:①数字化：抗干扰、低成本。
②硬件标准化、模块化：易于安装维护。 ③软件中文组态：设计简单快速。
评分标准：答对①②各占30%，答对③占40%。 五、论述题
1、频域分析的主要内容是什么?试说出几种频率项。
1、答：①振动信号的频谱揭示了振动过程的频率结构，包含了机器零部件的机械状态信息，振动诊断的任务从某种意义上讲，就是读频谱把频谱上的每个频谱分量与监测的机械的零部件对照联系，给每条频谱以物理解释，包括：
1）振动频谱中存在哪些频谱分量？ 2）每条频谱分量的幅值是多大？
3）这些频谱分量彼此之间存在什么关系？
4）如果存在明显的高幅值频谱分量，它的精确来源是什么？它与机器的零部件对应关系如何？
②一台机器设备在其运转过程中会产生各种频率项，包括旋转频率项、常数频率项、齿轮频率
项、滚动轴承频率项、倍乘频率项、电机频率项、传输带频率项、链频率项和谐频频率项等。 评分标准：答对①占80%，答对②占20%。
2、齿轮振动信号中的边带频成分是如何产生的?请简述之。
2、答：①齿轮的振动信号中含有调制现象，信号调制分为幅值调制和频率调制。
②幅值调制是由于齿面载荷波动对振动幅值的影响而造成的，齿轮的加工误差及齿轮故障使齿
轮在啮合中产生短暂的“加载”和“卸载”效应，也会产生幅值调制。
③齿轮载荷不均匀、齿距不均匀及故障造成的载荷波动，除了对振动幅值产生影响外，同时也
必然产生扭矩波动，使齿轮转速波动，这种波动表现在振动上即为频率调制。
④调制后的信号中，啮合频率为载波成分，齿轮旋转频率为调制成分。调制成分分布于载波成
分两侧，称为边带频成分。 评分标准：答对①②③④各占25%。
3、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。
3、答：①引起转子不平衡的原因有结构设计不合理，制造和安装误差，材质不均匀，受热不均匀，运行中转子的腐蚀、磨损、结垢、零部件的松动和脱落等
②转子不对中有哪3种基本形式：联轴器不对中，轴承不对中，带轮不对中。其中联轴器不对
中的形式又分为：平行不对中，角向不对中，综合不对中。 ③转子不平衡的总体振动特征如下：
1）通常是水平方向刚度较小，振动幅值较大。 2）轴心轨迹为椭圆形。
3）稳态振动是一个与转速同频的强迫振动，振动幅值随转速变化，在临界转速处达到最大值。 ④不对中的总体振动特征如下：
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1）转子径向振动出现2倍频，以1倍频和2倍频分量为主，不对中越严重，2倍频所占比例
越大。
2）相邻两轴承的油膜压力反方向变化，一个油膜压力大，另一个则变小。。 3）典型的轴心轨迹为香蕉形，正进动。
4）联轴器不对中时轴向振动较大，振动幅值和相位稳定。
5）轴承不对中时径向振动较大，有可能出现高次谐波，振动不稳定。 6）振动对负荷变化敏感。
评分标准：答对①②占20%，答对③④各占30%。
4、什么是油膜涡动和油膜振荡?如何预防和消除油膜振荡?
4、答：①滑动轴承油膜涡动是转子中心绕轴承中心转动的亚同步现象，其回转频率即振动频率约为转子回转频率的一半，所以常称为半速涡动或半频涡动，一般涡动频率为转速的40％～48％。
②当转子回转频率约为其一阶临界转速的两倍时，由于此时油膜涡动的涡动速度与转子的一阶
临界转速相重合即产生共振。表现为强烈的振动现象，油膜可能不再具有支承能力，称为油膜振荡。
③预防和消除油膜振荡，可根据转子的系统实际情况采取以下措施。
1)消除油膜振荡的诱发因素：改善转子的平衡状态，限制振幅放大因子；消除转子不对中故障，
限制低次谐波分量；保证轴承的结构参数，防止轴承工作状态恶化；消除动静间隙不均匀，限制非线性激振力。
2)改变轴承参数：提高轴承比压；降低润滑油粘度；使轴承相对间隙处于最佳范围。 3)改变轴承型号：根据轴承类型和结构尺寸的不同，使其处于稳定的工作范围。
4)增加转子相同的刚度，提高转子系统的临街转速，转子的固有频率越高，发生油膜振荡的失
稳转速也越高。
评分标准：答对①②占20%，答对③各占60%。
5、紊流与喘振是如何产生的?简述它们的主要征兆区别。
5、答：①紊流是压缩机中流道中或管道中气体的压力或速度变化，引起的一种不稳定流动现象。
②紊流使压缩机中的流动情况恶化，压比下降，流量及压力随时间波动，在一定转速下，当入
口流量减少到某一值时，机组会产生强烈的紊流，强烈的紊流会进一步引起整个压缩机系统危险性更大的的不稳定的气动现象，即喘振。 ③紊流的振动特征:
1）旋转失速发生在压缩机上。
2）振动幅值随出口压力的增加而增加。
3）振动发生在流量减少时，且随着流量的减少而增大。 4）振动频率与工频之比为小于1的常数。 5）转子的轴向振动对转速和流量十分敏感。 6）一般排气端的振动较大。 7）排气压力有波动现象。
8）机组的压比有所下降，严重时压比突降。 ④喘振的振动特征:
1）喘振为压缩机组或其他带长导管、容器的流体动力机械。 2）振动发生时，机组的入口流量小于相应转速下的最小流量。
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3）机组及与之相连的管道都发生强烈的振动。
4）振动频率一般在0-10Hz之内，也可能出现随机的宽带高频振动。 5）有倒流现象。
6）出口压力呈大幅的波动。 7）机组的功率呈周期性的变化。 8）振动前有失速现象。 9）振动时有周期的吼叫声。 10）机组的工作点在喘振区。
评分标准：答对①占10%，答对②③④各占30%。
6、滚动轴承异常的基本形式有哪些?筒述g/SE技术、冲击脉冲法的基本原理。 6、答：①滚动轴承异常的基本形式:疲劳剥落；磨损；塑性变形；腐蚀；断裂；胶合。
②g/SE技术 是美国ENTEK公司开发的滚动轴承故障诊断的一个便捷平台，其基本原理为： 1）由于轴承元件缺陷，滚动体依次滚过工作面，缺陷受到反复冲击二产生的低频脉动，称为
轴承的“通过振动”，滚动轴承异常而在运行中产生脉动时不但引起高频冲击振动，而且此高频振动的幅值还受到脉动激发力的调制。
2）g/SE实际是一种滤波器，它运用包络法将上述经调制的高频分量拾取，经放大，滤波后送
入解调器，即可得到原来的低频脉动信号，再经快速傅里叶变换，即可获得g/SE谱。
3）包络法把与滚动轴承故障有关的信号从高频调制信号中解调出来，从而避免与其他如不平
衡、不对中等低频干扰的混淆，故有很高的诊断可靠性和灵敏度，可根据包络信号的频率成分识别出产生故障的远见来。
③冲击脉冲法:处于高速运转中的滚动轴承，承受着整个转子的动、静载荷，工作条件及其严
酷，因此，对轴承的质量、运转条件都有很高的要求。轴承上的每一点缺陷，如滚动体疲劳剥蚀、滚道磨损，保持架变形或者断裂，内外圈与轴、孔配合松动而产生摩擦，以及润滑油脏等，都会在轴承振动信号中反映出来，滚动体的冲击会产生宽带高频冲击脉动振动，冲击脉动形成高频压缩波，在金属内部传递给轴承座。这种高频压缩波一旦被安置在轴承座上的传感器所接收，经测量仪器处理后，显示出轴承的高频冲击脉冲，据此判断轴承处于何种状态。 评分标准：答对①占20%，答对②③各占40%。 7、试述滚动轴承故障发展4阶段的频谱特征。 7、答：①第一阶段——滚动轴承故障初始阶段
滚动轴承故障的最早的指示出现在20-60kHz频率范围内的超声频率，振动能量比较小，无离
散的轴承故障频率尖峰。后来，滚动轴承磨损增大时，通常频率下降到1-8kHz，这些可以用振动尖峰能量g/SE、高频加速度计和冲击脉冲SPM来评定这些频率。尖峰能量g/SE值首先出现为0.25g/SE。
②第二阶段——滚动轴承轻微故障阶段
轻微的滚动轴承故障开始“瞬态扰动”滚动轴承的零件的自然频率，这些自然频率主要出现在
500Hz-2kHz频率范围内，在滚动轴承故障的第二阶段末期，在自然频率的两侧出现边带频率。尖峰能量的总量值增大。g/SE值从0.25g/SE增大到0.5g/SE。
③第三阶段——滚动轴承宏观故障阶段
在滚动轴承故障的第三阶段中，出现滚动轴承故障频率及其谐波频率，当滚动轴承的磨损扩展
时，出现更多次的滚动轴承故障频率的谐波频率，在故障频率的谐波频率和自然频率的两侧的边带数量增多，尖峰能量的总量值增大从0.5g/SE增大到5g/SE。
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④第四阶段——滚动轴承故障最后阶段
滚动轴承故障发展到最后阶段，甚至影响转速频率的振动幅值。该频率的幅值增大，还引起转
速谐波频率的幅值增大，离散的 滚动轴承故障频率和轴承零件自然频率实际上开始“消失”，被随机的宽带高频“噪声地平”代替。 评分标准：答对①②③④各占25%。
8、油液分析的两大内容是指什么?试述油液诊断方法的基本步骤。
8、答：①油液分析包括两大内容：一是油液本身的物理化学性能分析；二是油液的污染分析。
②油液诊断方法的基本步骤为采样、检测、诊断、预测和处理。目前已经使用或正在研究的油
样分析监测方法包括油液光谱分析法、油液铁谱分析法和磁塞检查法等。 评分标准：答对①②各占50%。
9、简述铁谱分析法的工作原理。根据磨损颗粒的形态、尺寸和产生方式的不同，大致可分为哪几种主要类型?
9、答：①铁谱分析技术就是根据油液中的颗粒浓度、形态、成分、类型、大小、分布和材料等数据信息，分析判断设备的磨损状态、磨损部位、磨损机理，从而进行故障诊断。
②根据磨损颗粒的形态、尺寸和产生方式的不同，大致可分为： 1）正常摩擦磨损颗粒。
2）切削磨损颗粒。 3）疲劳磨损颗粒。 4）严重滑动磨损颗粒。 5）有色金属磨损颗粒。
评分标准：答对①②各占50%。
10、何谓专家系统?简述设备故障诊断专家系统的组成部分。
10、答：①设备故障诊断专家系统是利用各种类型的诊断知识，对设备运行状态(正常和异常)进行判断和推理的软件系统，一旦设备发生异常，它可以通过推理判断找出故障的原因和发生盼部位，最后给出诊断推理过程的解释和故障处理对策。
②设备故障诊断专家系统的基本组成部分包括：知识库、推理机、工作存储器、人机接口等。
还包括设备数据库、征兆事实库、信号分析程序、征兆获取程序、知识获取程序和故障处理程序等。 评分标准：答对①②各占50%。
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