2026年机械工程师进阶培训设备故障样本分析题集

2026年机械工程师进阶培训：设备故障样本分析题集一、故障现象描述与初步分析（共5题，每题8分）1.题目：某化工厂反应釜（内径3米，容积30立方米）在运行过程中出现间歇性剧烈振动，伴随有异常噪音和温度升高，但压力波动不大。请描述可能的故障原因，并简述初步分析步骤。2.题目：某矿山球磨机（直径3米，长度5米）在运行中突然出现轴承部位温度急剧升高，且振动幅度增大，但电流曲线无明显异常。请分析可能的故障原因，并说明应优先排查哪些部件。3.题目：某水泥厂回转窑（直径4米，长度60米）在煅烧过程中出现局部耐火材料脱落，并伴随有火焰颜色变化和温度异常。请描述可能的故障原因，并简述如何通过声音特征进行初步判断。4.题目：某港口起重机（起重量20吨）在吊运过程中突然出现制动器抱死，导致吊钩下坠，但电机电流和温度正常。请分析可能的故障原因，并说明应如何进行现场检查。5.题目：某风电场主齿轮箱（功率2MW）在运行中突然出现油温升高，并伴随有异响，但振动曲线无明显变化。请描述可能的故障原因，并简述如何通过油液分析进行初步诊断。二、振动数据分析题（共4题，每题10分）1.题目：某汽轮机（功率100MW）运行时，监测到轴承振动频谱图显示存在明显的倍频成分，且转速共振峰不明显。请分析可能的故障原因，并说明应重点关注哪些频率成分。2.题目：某空压机（排气量100m³/min）运行时，监测到振动信号中存在显著的侧频成分，且相位角随时间变化。请分析可能的故障原因，并简述如何通过包络分析进行诊断。3.题目：某大型水泵（流量300m³/h）运行时，监测到振动信号中存在明显的低频成分（<10Hz），且幅值随负荷变化。请分析可能的故障原因，并说明应如何通过频谱分析进行排查。4.题目：某风力发电机（叶片长度50米）在运行中，监测到振动信号中存在显著的冲击性成分，且幅值随风向变化。请分析可能的故障原因，并简述如何通过时域分析进行诊断。三、油液分析题（共3题，每题12分）1.题目：某石化装置的离心泵（流量200m³/h）运行时，油液分析结果显示铁元素含量异常升高，且存在大量细小磨粒。请分析可能的故障原因，并说明应重点关注哪些磨损特征。2.题目：某发电机组（功率200kW）的润滑油分析结果显示，水分含量超标，且存在大量腐蚀性产物。请分析可能的故障原因，并简述如何通过油液粘度变化进行诊断。3.题目：某冶金设备（轧机）的润滑油分析结果显示，粘度显著下降，且存在大量粘附性磨损颗粒。请分析可能的故障原因，并说明应如何通过油液光谱分析进行排查。四、温度数据分析题（共3题，每题12分）1.题目：某工业炉（额定温度1200℃）运行时，监测到炉膛某区域温度异常升高，且热电偶信号存在波动。请分析可能的故障原因，并说明应如何通过热成像进行排查。2.题目：某变压器的油浸式绕组运行时，监测到顶层油温超过额定值，但冷却系统运行正常。请分析可能的故障原因，并简述如何通过绕组电阻测量进行诊断。3.题目：某大型空压机（排气量100m³/min）运行时，监测到某级压缩机的排气温度异常升高，且电流曲线无明显变化。请分析可能的故障原因，并说明应如何通过气体成分分析进行排查。五、故障树分析题（共2题，每题15分）1.题目：某化工厂反应釜（容积30立方米）出现泄漏故障，请构建故障树分析可能的故障原因，并计算最小割集。2.题目：某水泥厂回转窑（长度60米）出现窑体倾斜故障，请构建故障树分析可能的故障原因，并说明应优先排查哪些因素。六、维修决策题（共3题，每题15分）1.题目：某港口起重机（起重量20吨）的减速器出现故障，维修工提出两种方案：①更换新减速器，②修复旧减速器。请分析两种方案的优缺点，并给出决策建议。2.题目：某风电场主齿轮箱（功率2MW）出现油液污染故障，维修工提出三种方案：①更换新润滑油，②清洗油路，③更换齿轮箱。请分析三种方案的适用性，并给出决策建议。3.题目：某矿山球磨机（直径3米）的轴承出现磨损，维修工提出两种方案：①更换新轴承，②采用高分子复合材料修复。请分析两种方案的适用性，并给出决策建议。答案与解析一、故障现象描述与初步分析1.答案：可能的故障原因包括：①转子不平衡；②不对中；③轴承损坏；④联轴器问题。初步分析步骤：①检查运行参数（振动、温度、压力）；②进行外观检查（紧固件、润滑）；③使用便携式振动分析仪进行初步频谱分析；④根据结果确定重点排查部件。2.答案：可能的故障原因包括：①轴承损坏；②轴弯曲；③齿轮损坏。优先排查部件：①轴承；②轴；③齿轮。排查方法：①使用轴承检测仪进行温度和振动检测；②检查轴的直线度；③检查齿轮啮合情况。3.答案：可能的故障原因包括：①耐火材料老化；②高温气蚀；③支撑结构损坏。通过声音特征判断：①异常的“嘶嘶”声可能表明局部高温气蚀；②“咚咚”声可能表明支撑结构损坏。进一步检查：①检查耐火材料厚度；②检查支撑梁的变形情况。4.答案：可能的故障原因包括：①制动器卡滞；②制动块磨损；③液压系统故障。现场检查方法：①检查制动器间隙；②检查制动块磨损情况；③检查液压油压力和油路。5.答案：可能的故障原因包括：①油液污染；②轴承损坏；③齿轮磨损。通过油液分析进行初步诊断：①油液光谱分析检测金属元素含量；②油液颗粒分析检测磨损颗粒类型；③油液粘度分析检测油液老化程度。二、振动数据分析题1.答案：可能的故障原因包括：①轴承故障；②转子不平衡。重点关注频率成分：①轴承故障频率（BPFI、BPFO）；②转速谐波。分析方法：①对比轴承故障频率与转速关系；②检查是否存在外力干扰。2.答案：可能的故障原因包括：①齿轮磨损；②轴承故障。通过包络分析进行诊断：①提取高频包络信号；②分析包络信号的频率和幅值变化。排查方法：①检查齿轮啮合间隙；②检查轴承内外圈磨损情况。3.答案：可能的故障原因包括：①基础不平稳；②联轴器问题；③轴弯曲。通过频谱分析进行排查：①分析低频成分的频率和幅值变化；②检查基础振动情况；③检查联轴器对中情况。4.答案：可能的故障原因包括：①叶片不平衡；②气动干扰。通过时域分析进行诊断：①分析冲击性成分的时序特征；②检查叶片表面损伤。排查方法：①进行叶片动平衡；②检查叶片气动设计参数。三、油液分析题1.答案：可能的故障原因包括：①轴承磨损；②齿轮磨损。重点关注磨损特征：①磨损颗粒的大小、形状和分布；②腐蚀产物的类型。排查方法：①检查轴承和齿轮的磨损状态；②分析油液污染源。2.答案：可能的故障原因包括：①密封失效；②冷却系统泄漏；③油液氧化。通过油液粘度变化进行诊断：①测量油液粘度随时间的变化；②检查水分来源。排查方法：①检查密封件；②检查冷却系统。3.答案：可能的故障原因包括：①轴套磨损；②液压系统污染。通过油液光谱分析进行排查：①分析金属元素含量和分布；②检查油液清洁度。排查方法：①更换轴套；②进行油液净化。四、温度数据分析题1.答案：可能的故障原因包括：①热电偶损坏；②耐火材料脱落；③燃烧不充分。通过热成像进行排查：①检查热成像图像是否存在异常热点；②对比不同区域温度分布。进一步检查：①检查热电偶校准情况；②调整燃烧参数。2.答案：可能的故障原因包括：①绕组过载；②冷却系统故障；③绝缘老化。通过绕组电阻测量进行诊断：①测量绕组电阻随温度的变化；②检查冷却风扇运行状态。排查方法：①增加冷却风量；②更换绝缘材料。3.答案：可能的故障原因包括：①气阀卡滞；②压缩级间压差过大；③冷却系统故障。通过气体成分分析进行排查：①分析排气中氧气和二氧化碳含量；②检查冷却水流量。排查方法：①清洗气阀；②调整压缩级间压差。五、故障树分析题1.答案：故障树如下：泄漏├──密封件老化│├──材料疲劳│└──高温老化├──紧固件松动│├──振动疲劳│└──维护不当└──管道腐蚀├──介质腐蚀└──防护层破损最小割集：{密封件老化}，{紧固件松动}，{管道腐蚀}。2.答案：故障树如下：窑体倾斜├──基础沉降│├──地基不均匀│└──荷载过大├──支撑结构损坏│├──高温变形│└──材料疲劳└──砌筑质量缺陷├──砂浆强度不足└──砌筑不规范优先排查：基础沉降，支撑结构损坏。六、维修决策题1.答案：-更换新减速器：优点是可靠性高，缺点是成本高，停机时间长。适用于重要设备或频繁启停的场合。-修复旧减速器：优点是成本低，停机时间短，缺点是修复后寿命有限。适用于非关键设备或停机成本高的场合。建议根据设备重要性和维修成本综合决策。2.答案：-更换新润滑油：优点是简单易行，缺点是治标不治本。适用于轻度污染。-清洗油路：优点是能去除部分污染，缺点是操作复杂，效果有限。适用于油路污染较轻。-更换齿轮箱：优点是彻底解决问题，缺点是成本高，停机时间