机械故障诊断技术
（第二版张建）课后答案
第一章
1、故障诊断的基础是建立在能量耗散的原理上的。
2、机械故障诊断的基本方法课按不同观点来分类，目前流行的分类方法有两种：一是按机械故障诊断方法的难易程度分类，可分为简易诊断法和精密诊断法；二是按机械故障诊断的测试手段来分类，主要分为直接观察法、振动噪声测定法、无损检测法、磨损残余物测定法、机器性能参数测定法。
3、设备运行过程中的盆浴曲线是指什么
答：指设备维修工程中根据统计得出一般机械设备劣化进程的规律曲线（曲线的形状类似浴盆的剖面线）
4、机械故障诊断包括哪几个方面内容
答：（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检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设备类型的确定，它是在状态检测的基础上，确定当机器已经处于异常状态时所需进一步解决的问题，其目的是为了最后诊断决策提供依据。
5、请叙述机械设备的故障诊断技术的意义
答：设备诊断技术是一种了解和掌握设备在使用过程中的状态，确定其整体或局部是正常或异常，早期发现故障及其原因，并能预报故障发展趋势的技术。机械设备的故障诊断可以保证整个企业的生产系统设备的运行，减少经济损失，还可以减少某些关键机床设备因故障存在而导致加工质量降低，保证整个机器产品质量。
6、劣化曲线沿横、纵轴分别分成的三个区间分别是什么，代表什么意义
答：横轴包括1、磨合期2、正常使用期3、耗损期纵轴包括1、绿区（故障率最低，表示机器处于良好状态）2、黄区（故障率有抬高的趋势，表示机器
处于警械注意状态）3、红区（故障率已大幅上升的阶段，表示机器处于严重或危险状态，要随时准备停机）
第二章
1、按照振动的动力学特性分类，可将机械振动分为三种类型：自由振动和固有频率、强迫振动与共振、自激振动。
2、固有频率与物体的初始情况无关，完全由物体的力学性质决定，是物体本身固有的。
3、在非线性机械系统内，由非震荡能量转换为震荡激励所产生的振动称为自激振动。
4、构成一个确定性振动有三个基本要素，即振幅S、频率f或w和相位。
5、机械故障诊断技术的应用分为事故前预防和事故后分析。
6、机械振动按照动力学特征分为几种类型，各有什么特征
答：自由振动和固有频率：自由振动是物体受到初始激励所引发的一种振动，一般不会对设备造成破坏，不是现场设备诊断所必须考虑的因素。这个振动频率与物体的初始情况无关，完全由物体的力学性质决定，是物体自身固有的。
强迫振动与共振：强迫振动过程不仅与激振力的性质有关，而且与物体自身固有的特性有关。
自激振动：1、随机性。2、振动系统非线性特征较强时才足以引发自激振动，使振动系统所具有的非周期能量转换为系统振动能量。3、自激振动与转速不成比例。4、转轴存在异步涡动。5、振动波形在暂态阶段有较大的随机振动成分，而稳态时，波形是规则的周期振动，与一般的强迫振动近似的正弦波有区别。
7、一个确定性振动的三个基本要素是什么
答：构成一个确定性振动有三个基本要素，即振幅S、频率f或w和相位。
8、强迫振动有什么特点
答：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励力达到最大值的时间是不同的，两者之间存在有一个相位差。
9、自激振动有什么特点
答：1、随机性。2、振动系统非线性特征较强时才足以引发自激振动，使振动系统所具有的非周期能量转换为系统振动能量。3、自激振动与转速不成比例。4、转轴存在异步涡动。5、振动波形在暂态阶段有较大的随机振动成分，而稳态时，波形是规则的周期振动，与一般的强迫振动近似的正弦波有区别。
10、按照振动频率的高低，通常把振动分为哪三种类型在各类型中主要测的是什么物理量为什么
在低频范围，主要测量的振幅是位移量。这因为在低频范围造成破坏的主要因素是应力的强度，位移量是与应变、应力直接相关的参数。
在中频范围，主要测量的振幅是速度量。这是因为振动不见的疲劳进程与振动速度成正比，振动能量与振动速度的平方成正比，在这个范围内，零件主要表现为疲劳破坏。
在高频范围，主要测量的振幅是加速度。加速度表征振动部件所有冲击力程度。冲击力的大小与冲击的频率与加速度值正相关。
第三章
1、安装加速度传感器时，在安装面上涂一层硅胶的目的是增加不平整安装表面的连接可靠性。
2、磁电式速度传感器有绝对式和相对式两种。
3、在选择速度传感器时首先要注意传感器的最低工作频率，其次要注意是传感器的灵敏度。
4、当采用模/数转换测量时，鉴相标记宽度决定鉴相脉冲的最低采样频率。
5、对模拟信号隔离而使用的隔离放大器有哪两种类型：一种是变压器耦合方式，另外一种是利用线性耦合器再加相应补偿的方式。
6、常用的信号转换主要有：电压转换为电流、电流转换为电压和电压与频率互换。
7、噪声的耦合方式有：静电耦合、电磁耦合、共阻抗耦合、漏电流耦合。
8、模数转化器的最基本的性能指标是转换时间、转换位数、分辨率以及通道数。
9、电涡流传感器根据什么原理实现对金属物体的位移、振动等参数的测量的
答：高频震荡电流通过延伸电缆流入探头线圈，在探头头部的线圈中产生磁场。当被测金属导体靠近磁场时，则在金属表面产生感应电流，同时该电涡流场也产生一个方向与头部线圈方向相反的交变磁场，由于其反作用，使头部线圈高频电流的幅度和相位得到改变，这一变化与金属导体的磁导率、电导率、线圈的几何形状和尺寸、电流频率以及头部线圈到金属导体表面的距离等参数有关。线圈特征阻抗可用Z=F（t，u，o，D，I，w）函数表示，输出信号的大小随探头线圈到被测件表面之间的间距而变化，电涡流传感器就是根据这个原理来实现对金属的位移、振动等参数的测量的。
10、用电压式加速传感器能测量静态或变化很缓慢的信号吗为什么
答：不能，压电式加速度传感器依赖质量块的惯性力产生对产生对压电晶体的作用力。由于在静止状态或者变化缓慢状态下，惯性力为零，因此，它只能用于动态测量。
11、简述速度传感器的工作原理。
答：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，它工作时不需要电源，而是直接从被测件吸取机械能量并转换成电信号输出，属发生器型变换器。
