[机械故障诊断技术]试卷A
中国矿业大学
《机械故障诊断技术》试卷A
考试形式: ___闭卷____ 考试时间：90分钟
一 、填空题（每空1分，共21分）
1、故障诊断的基础是建立在__能量耗散___原理上的。
2、浴盆曲线沿时间轴可分为磨合期、正常使用期_、耗损期__三个阶段。
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：_自由振动与固有频率__、___强
迫振动和共振__、__自激振动___。
4、安装加速度传感器时，在安装面上涂一层硅脂的目的是__增加不平整安装表面的连接可靠性
_________。
5、当采用模/数转换测量时，___鉴相标记的__宽度决定鉴相脉冲的最低采样频率。 6、非周期信号分为__准周期信号___和__瞬变信号____。
7、轴系不对中可分为轴线平行不对中_、轴线交叉不对中、轴线综合不对中三种情况8、滚动轴承的振动诊断方法包括有效值和峰值判别法、峰值因数法、概率密度分析法(用峭度衡量)等。
9、齿轮的各种损伤发生概率：齿的断裂41%，齿面疲劳31%，齿面磨损10%，齿面划痕10%，其他故障如塑性变形、化学腐蚀、异物嵌入等8%。
10、定子电磁振动异常主要原因 ___定子三相磁场不对称、定子铁心和定子线圈松动 、电动机座底脚螺钉松动 等。 二、选择题（10分）
1、对于减速箱、电动机、低速旋转设备等机械故障，主要以强迫振动为特征，通过对强迫振动的频率成分、振幅变化等特征参数分析，来鉴别故障。 A 强迫振动 B 自由振动 C 自激振动 D 任一个都可以 2、下列参数中，不属于简谐振动三要素的是 D 。 A．频率 B．振幅 C．初相位 D．时间
3、峭度指标对信号中的冲击特征很敏感，正常情况下其值在___3___左右。
A．3 B、2 C．4 D．5
4、对于大多数机器设备，最佳参数是速度。 A 振幅 B 速度 C 加速度 D 位移
5、齿轮啮合频率仅存在下边带频时，常常说明存在 A 。
A．齿轮偏心 B.转轴上联轴节不对中 C．齿轮点蚀 D.断齿
4、冲击频率在_______Hz以上称为高频凿岩机。 A 48 B42 C 46 D 50 三、名词解释（20分） 1、自由振动
这种振动靠初始激励（通常是一个脉冲力）一次性获得振动能量，历程有限，一般不会对设备造成破坏。 2、速度传感器
利用电磁感应原理，将运动速度转换成线圈中的感应电势输出。直接从被测件吸取机械能量并转换成电信号输出，是一种典型的发生器型变换器。 3、 栅栏效应
离散谱线之间的频谱被忽略，其能量分配到相邻的离散谱线上，由此造成频率误差，这就是栅栏效应。
4、刚性转子
转动频率低于转子一阶横向固有频率的转子为刚性转子
5、齿面胶合
大功率软齿面或高速重载的齿轮传动，当润滑条件不良时易产生齿面胶合（咬焊）破坏，即一齿面上的部分材料胶合到另一齿面上而在此齿面上留下坑穴，在后续的啮合传动中，这部分胶合上的多余材料很容易造成其他齿面的擦伤沟痕，形成恶性循环。 四、简答题（7×7＝49分）
1、机械故障诊断包括哪几个方面的内容？
答：机械故障诊断的内容包括以下三个方面
1、运行状态的检测：根据机械设备在运行时产生的信息判断设备是否运行正常，其目的是为了早期发现设备故障的苗头。
2、设备运行状态的趋势预报：在状态监测的基础上进一步对设备运行状态的发展趋势进行预测，其目的是为了预知设备劣化的速度，以便为生产安排和维修计划提前做好准备。 3、故障类型、程度、部位、原因的确定:最重要的是故障类型的确定，它是在状态监测的基础上，确认当机器已处于异常状态时所需要进一步解决的问题，其目的是为了最后的诊断决策提供。 2、 强迫振动有什么特点？
强迫振动过程不仅与激振力的性质（激励频率和振幅）有关，而且与物体自身固有特性（质量、弹性刚度、阻尼）有关。
具体说：1、物体在简谐力作用下产生的强迫振动也是简谐振动，其稳态响应频率与激励力频率相等。
2、振幅B的大小除了与激励力大小成正比、与刚度成反比外，还与频率比、阻尼比有关。
3、物体位移达到最大值的时间与激振力达到最大值的时间是不相同的，两者之间存在有一个相位差
3、 电流信号和电压信号相比有什么优点？
1、在信号传输线中，电流不受交流感应的影响，干扰问题易于解决
2、电流信号不受传输线中的电感、电容等参数变化的影响，使传输接线简单。 3、直流信号便于A/D转换。
4、 什么是频率细化分析？基本思想是什么？
频率细化分析或称为局部频谱放大，能使某些感兴趣的重点频谱区域得到 较高的分辨率。
利用频移定理，对被分析信号进行复调制，再重新采样作傅里叶变换，即可得到更高的频率分辨率。
5、 点巡检制度设备诊断模式是指什么？
采用便携式仪器，对设备进行定期的巡检，记录所测定的参数，根据时间历程的数据进行故障判断、劣化趋势分析，这类模式称为点巡检制度，又称定人员、定时间、定测点参数、定测量仪器的五定作业制度。
6、如何消除油膜涡动与油膜振荡？ ① 设计时使转子避开油膜共振区； ② 增大轴承比压，减小承压面； ③ 减小轴承间隙；
④ 控制轴瓦预负荷，降低供油压力； ⑤ 选用抗振性好的轴承结构； ⑥ 适当调整润滑油温；
⑦ 从多方面分析并消除产生的因素。
7、分析齿轮边频带出现的机理及如何分析？
齿轮啮合频率fz的振动受到了齿轮旋转频率fr的调制而产生，边频带的形状和分布包含了丰富的齿面状况信息。
一般从两方面进行边频带分析，
一是利用边频带的频率对称性，找出 fz±nfr（n=1、2、3 … ）的频率关系，确定是否为一组边频带。如果是边频带，则可知道啮合频率ƒZ和调制信号频率ƒr。 二是比较各次测量中边频带幅值的变化趋势
《机械故障诊断技术》试卷B
考试形式: ___闭卷____ 考试时间：90分钟
一 、填空题（每空1分，共21分）
1、故障诊断的基础是建立在__能量耗散___原理上的。
2、浴盆曲线沿时间轴可分为磨合期、正常使用期_、耗损期__三个阶段。
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：_自由振动与固有频率__、___强
迫振动和共振__、__自激振动___。
4、安装加速度传感器时，在安装面上涂一层硅脂的目的是__增加不平整安装表面的连接可靠性
_________。
5、当采用模/数转换测量时，___鉴相标记的__宽度决定鉴相脉冲的最低采样频率。 6、非周期信号分为__准周期信号___和__瞬变信号____。
7、轴系不对中可分为轴线平行不对中_、轴线交叉不对中、轴线综合不对中三种情况8、滚动轴承的振动诊断方法包括有效值和峰值判别法、峰值因数法、概率密度分析法(用峭度衡量)等。
9、齿轮的各种损伤发生概率：齿的断裂41%，齿面疲劳31%，齿面磨损10%，齿面划痕10%，其他故障如塑性变形、化学腐蚀、异物嵌入等8%。
10、定子电磁振动异常主要原因 ___定子三相磁场不对称、定子铁心和定子线圈松动 、电动机座底脚螺钉松动 等。 二、选择题（10分）
1、对于减速箱、电动机、低速旋转设备等机械故障，主要以强迫振动为特征，通过对强迫振动的频率成分、振幅变化等特征参数分析，来鉴别故障。 A 强迫振动 B 自由振动 C 自激振动 D 任一个都可以 2、下列参数中，不属于简谐振动三要素的是 D 。 A．频率 B．振幅 C．初相位 D．时间
3、峭度指标对信号中的冲击特征很敏感，正常情况下其值在___3___左右。
A．3 B、2 C．4 D．5
4、对于大多数机器设备，最佳参数是速度。 A 振幅 B 速度 C 加速度 D 位移
5、齿轮啮合频率仅存在下边带频时，常常说明存在 A 。
A．齿轮偏心 B.转轴上联轴节不对中 C．齿轮点蚀 D.断齿
4、冲击频率在_______Hz以上称为高频凿岩机。
A 48 B42 C 46 D 50 三、名词解释（20分） 1、自由振动
这种振动靠初始激励（通常是一个脉冲力）一次性获得振动能量，历程有限，一般不会对设备造成破坏。 2、速度传感器
利用电磁感应原理，将运动速度转换成线圈中的感应电势输出。直接从被测件吸取机械能量并转换成电信号输出，是一种典型的发生器型变换器。 4、 栅栏效应
离散谱线之间的频谱被忽略，其能量分配到相邻的离散谱线上，由此造成频率误差，这就是栅栏效应。
4、刚性转子
转动频率低于转子一阶横向固有频率的转子为刚性转子
5、齿面胶合
大功率软齿面或高速重载的齿轮传动，当润滑条件不良时易产生齿面胶合（咬焊）破坏，即一齿面上的部分材料胶合到另一齿面上而在此齿面上留下坑穴，在后续的啮合传动中，这部分胶合上的多余材料很容易造成其他齿面的擦伤沟痕，形成恶性循环。 四、简答题（7×7＝49分）
1、机械故障诊断包括哪几个方面的内容？
答：机械故障诊断的内容包括以下三个方面
1、运行状态的检测：根据机械设备在运行时产生的信息判断设备是否运行正常，其目的是为了早期发现设备故障的苗头。
2、设备运行状态的趋势预报：在状态监测的基础上进一步对设备运行状态的发展趋势进行预测，其目的是为了预知设备劣化的速度，以便为生产安排和维修计划提前做好准备。 3、故障类型、程度、部位、原因的确定:最重要的是故障类型的确定，它是在状态监测的基础上，确认当机器已处于异常状态时所需要进一步解决的问题，其目的是为了最后的诊断决策提供。 6、 强迫振动有什么特点？
强迫振动过程不仅与激振力的性质（激励频率和振幅）有关，而且与物体自身固有特性（质量、弹性刚度、阻尼）有关。
具体说：1、物体在简谐力作用下产生的强迫振动也是简谐振动，其稳态响应频率与激励力频率相等。
2、振幅B的大小除了与激励力大小成正比、与刚度成反比外，还与频率比、阻尼比有关。
3、物体位移达到最大值的时间与激振力达到最大值的时间是不相同的，两者之间存在有一个相位差
7、 电流信号和电压信号相比有什么优点？
1、在信号传输线中，电流不受交流感应的影响，干扰问题易于解决
2、电流信号不受传输线中的电感、电容等参数变化的影响，使传输接线简单。 3、直流信号便于A/D转换。
8、 什么是频率细化分析？基本思想是什么？
频率细化分析或称为局部频谱放大，能使某些感兴趣的重点频谱区域得到 较高的分辨率。
利用频移定理，对被分析信号进行复调制，再重新采样作傅里叶变换，即可得到更高的频率分辨率。
9、 点巡检制度设备诊断模式是指什么？
采用便携式仪器，对设备进行定期的巡检，记录所测定的参数，根据时间历程的数据进行故障判断、劣化趋势分析，这类模式称为点巡检制度，又称定人员、定时间、定测点参数、定测量仪器的五定作业制度。
6、如何消除油膜涡动与油膜振荡？ ① 设计时使转子避开油膜共振区； ② 增大轴承比压，减小承压面； ③ 减小轴承间隙；
④ 控制轴瓦预负荷，降低供油压力； ⑤ 选用抗振性好的轴承结构； ⑥ 适当调整润滑油温；
⑦ 从多方面分析并消除产生的因素。
7、分析齿轮边频带出现的机理及如何分析？
齿轮啮合频率fz的振动受到了齿轮旋转频率fr的调制而产生，边频带的形状和分布包含了丰富的齿面状况信息。
一般从两方面进行边频带分析，
一是利用边频带的频率对称性，找出 fz±nfr（n=1、2、3 … ）的频率关系，确定是否为一组边频带。如果是边频带，则可知道啮合频率ƒZ和调制信号频率ƒr。 二是比较各次测量中边频带幅值的变化趋势