機械設備故障診斷技術考題考試題

1、北京科技大學 2007-2008學年 第 二 學期 機械設備故障診斷技術 試卷裝 訂 線 內 不 得 答 題自 覺 遵 守 考 試 規(guī) 則，誠 信 考 試，絕 不 作 弊院(系) 班級 學號 姓名 試卷成績 (占課程考核成績的60 %)平時 成績課程考核成績題號一二三四小計得分得 分一、判斷題（對的打“ ”，錯的打“ × ”，每小題1分，共10分，）1、機械設備故障的特點主要包括：多樣性、層次性、多因素和相關性、延時性和不確定性。( )2、周期信號是由不同頻率的正弦信號迭加而成。( × )3、時間函數卷積的頻譜等于各個時間函數頻譜的乘積。( )4、受加窗的影響，經FFT 得

2、到的離散頻譜，其幅值、相位和頻率都可能產生較大的誤差。( )5、倒頻譜和幅值譜的橫坐標具有相同物理單位。( × )6、為了使加速度傳感器獲得線性范圍更寬的頻率響應特性，應該采用強力磁座的安裝方式來代替螺栓連接。( × )7、在旋轉機械中，轉子的不平衡將主要引起機器的軸向振動。( × )8、轉子的阻尼越大，轉子的一階臨界轉速就越高。( × )9、油膜軸承實際的渦動頻率，通常高于轉頻的一半。( × )10、沒有故障的正常齒輪在嚙合時，由于嚙合剛度的變化也將引起齒輪軸的振動。()得 分二、填空題（每空1分，共8分）1、周期信號的頻譜特性包括： 離散性

3、 、 諧波性 和 收斂性 。2、請列舉在工程信號分析中五個常用的幅域統(tǒng)計特征值： 均值 、 峰峰值 、 歪度 、 峭度 、 均方根值 。得 分三、選擇題（單選，每小題3分，共18分）1、非周期離散信號的傅里葉變換是 ( C )。(A) 非周期的連續(xù)譜 (B) 周期的離散譜 (C) 周期的連續(xù)譜 (D) 非周期的離散譜2、窄帶隨機信號的自相關信號為( C )。(A) (B) (C) (D) 3、正弦信號的概率密度函數曲線為( A )。(A) (B) (C) (D) 4、某濾波器在頻率f1的范圍內幅頻特性平直，它使信號中高于f1的頻率成分幾乎不受衰減地通過，而低于f1的頻率成分將受到極大地衰減，則

4、該濾波器屬于( B )。(A) 低通濾波器 (B)高通濾波器 (C)帶通濾波器 (D)帶阻濾波器5、由下列設備故障所引起的振動中，屬于自激振動的是( D )。(A) 轉子不平衡 (B)轉子不對中 (C) 轉子碰摩 (D) 油膜振蕩6、為了監(jiān)測軸承座的軸向振動，在傳感器的測點選擇時，應該選擇圖中( A )的位置。得 分四、簡答題（共64分）1、(10分)請簡述設備維修方式的變革，并介紹各種維修方式的優(yōu)缺點。答：（1）事后維修。優(yōu)點：不需要安排計劃；對有些設備，更換比維修更便宜。缺點：意外停機引起生產損失；可能引起災難性的設備事故；庫存?zhèn)浼顿Y多；容易引起設備的二次損壞。（2）計劃維修。優(yōu)點：機器

5、運行壽命相對較長；減少意外停機；備件庫存小。缺點：不能防止計劃外的突發(fā)事故；過剩維修導致維修費用增加；過剩維修引起人為維修故障；不足維修引起設備二次損壞。（3）預知維修。優(yōu)點：減少非計劃停機損失；延長維修時間間隔；大大減少庫存?zhèn)浼粶p少維修費用；過剩維修減小到最少。缺點：需要初始投資；需要學習培訓2、(10分)請利用傅里葉變換的卷積特性畫出被矩形窗截斷的余弦函數x(t)的頻譜示意圖, 其中。3、(10分)某機器工作軸轉速為6000r/min，如果要分析的故障頻率估計在工作軸軸頻的8倍頻以下，并且要求譜圖上頻率分辨率F=1 Hz ,則在進行數據采集時采樣頻率和采樣點數應該如何設置？答：頻率：60

6、00/60=100HZ,最大頻率Fm=8*100=800HZ,采樣頻率Fs=2.56*800=2048采樣點數N=2.56*(800/1)=20484、(10分)車床加工零件外圓表面時常產生振紋，表面振紋主要是由轉動軸上齒輪的不平衡慣性力使主軸箱振動而引起的。振紋的幅值譜 如下圖 a ）所示，主軸箱傳動示意圖如下圖 b) 所示。傳動軸 1 、 2 、 3 上的齒輪齒數分別為 z1=30，z2=40，z3=20，z4=50，傳動軸(1軸)轉速n1=2000 (r/min) ，試分析哪一根軸上的齒輪不平衡量對加工表面的振紋影響大？為什么？答：HZ=2000/60=100/3HZ; 2軸：100/3*30/40=25HZ5、(12分)請運用傅里葉變換和信號幅值調制的基本原理，簡述齒輪齒面出現集中缺陷和分布缺陷時的振動分析與診斷方法。答：局部缺陷：齒輪每轉一周產生一個脈沖激勵，齒輪的嚙合頻率被一個短的周期脈沖所調制，在頻譜中表現為在嚙合頻率兩側有大量的邊頻帶，其幅值較低，且分布均勻而平坦。（局部缺陷，沖擊歷程短，頻域分布寬）分布缺陷：指比較均勻分布的缺陷，它相當于時域包絡線較