机械故障诊断试题及答案

机械故障诊断试题及答案一、选择题（每题3分，共15分）1.机械故障诊断的核心环节是：A.信号采集B.特征提取C.状态识别D.决策处理答案：C2.用于采集旋转机械振动信号的常用传感器是：A.温度传感器B.加速度传感器C.压力传感器D.位移传感器答案：B3.对振动信号进行频域分析的主要目的是：A.观察信号幅值随时间变化B.识别振动的频率成分及能量分布C.计算信号的均方根值D.评估信号的稳定性答案：B4.油液分析技术中，铁谱分析的主要作用是：A.检测油液粘度B.分析油液水分含量C.观察磨粒形态与尺寸分布D.测量油液压力答案：C5.某滚动轴承参数：转速n=3000rpm，滚动体数z=8，滚动体直径d=10mm，轴承节圆直径D=50mm，接触角α=0°。其内圈故障特征频率约为（保留整数）：A.20HzB.30HzC.40HzD.50Hz（注：内圈故障频率公式：=·答案：B（计算：=··(1+×1)=二、简答题（每题8分，共24分）1.简述振动信号分析在机械故障诊断中的主要步骤。答案：振动信号分析主要包括以下步骤：①信号采集：通过加速度传感器或速度传感器获取设备振动信号；②信号预处理：对原始信号进行去噪（如均值滤波）、时域截断（提取有效数据段）及必要的滤波（如低通滤波去除高频噪声）；③特征提取：将预处理后的信号转换为时域统计量（如均方根值、峰值因子）、频域特征（如傅里叶变换得到频谱图）或时频域特征（如小波包分解）；④状态识别：将提取的特征与正常状态特征库对比，判断是否存在故障及故障类型（如轴承磨损、齿轮断齿）；⑤结果验证：结合其他诊断方法（如油液分析）确认故障结论。2.油液分析技术在机械故障诊断中的主要作用有哪些？答案：油液分析的作用包括：①磨损状态监测：通过分析油液中的磨粒成分（如铁谱分析）、数量及尺寸分布，判断设备摩擦副的磨损类型（如粘着磨损、疲劳磨损）及严重程度；②润滑状态评估：检测油液的物理化学性质（如粘度、酸值、水分含量），评估润滑油的性能退化程度，预防因润滑失效导致的故障；③故障预警：当磨粒数量异常增加（如每毫升超过1000个大尺寸磨粒）或油液性能指标超标时，提前发出故障预警，避免设备突发失效。3.红外测温诊断技术的基本原理及典型应用场景是什么？答案：红外测温原理：一切高于绝对零度的物体均会向外辐射红外线，其辐射能量与物体表面温度呈正相关（遵循普朗克黑体辐射定律）。红外热像仪通过接收设备表面的红外辐射，将其转换为温度分布图像（热谱图），从而检测设备表面温度异常。典型应用场景：①电气设备故障检测（如电机接线端子接触不良导致局部高温）；②机械传动部件故障检测（如轴承润滑不足导致摩擦生热）；③密封失效检测（如阀门内漏导致介质泄漏处温度异常）。三、分析题（共16分）某企业一台离心泵在运行中出现异常振动，振动加速度有效值从正常的2.5m/s²升至8.2m/s²。采集其振动信号并进行傅里叶变换后，得到频谱图（如图1所示，横坐标为频率Hz，纵坐标为加速度幅值）。已知该泵驱动电机转速为1480rpm，离心泵与电机通过弹性联轴器直联，轴承参数：滚动体数z=9，节圆直径D=80mm，滚动体直径d=15mm，接触角α=0°。频谱图中显著峰值出现在24.7Hz、49.4Hz、74.1Hz、98.8Hz处。（1）计算电机旋转频率（转频）及主要谐波频率；（2）结合轴承故障特征频率公式（外圈故障频率=·（3）提出可能的故障原因及排查建议。答案：（1）电机转速n=1480rpm，旋转频率（转频）=≈（2）计算轴承外圈故障频率：=·（3）可能的故障原因：频谱峰值为转频的1-4倍频，常见于转子不平衡（1倍频为主）、不对中（2倍频突出）或轴弯曲（高次谐波）。结合振动有效值显著升高，重点考虑：①转子动不平衡（如叶轮结垢、叶片脱落）；②联轴器不对中（弹性联轴器不对中时易激发2倍频）；③轴系弯曲（导致高次谐波）。排查建议：①检查叶轮