设备故障诊断

1概论1

11设备故障诊断的目的和意义1

111设备故障诊断的含义和特性1

112设备故障诊断技术的应用与发展4

113设备故障诊断技术与维修方式的关系6

12设备故障的类型和状态监测技术8

121设备故障的类型及其可能原因8

122设备故障诊断的功能和环节12

123状态监测的技术和方法13

13设备故障状态的识别方法17

131信息比较诊断法17

132参数变化诊断法18

133模拟试验诊断法18

134函数诊断法18

135故障树分析诊断法19

136模糊诊断法21

137神经网络诊断法23

138结论25

参考文献26

2故障诊断的信号处理方法27

21信号处理基础知识27

211信号的定义和分类27

212信号的时域分析30

213信号的频域分析35

22旋转机械常用的振动信号处理图形42

221振动监测的基本参数42

222轴心轨迹43

223转子振型45

224轴颈涡动中心位置45

225波特图（Bode plots）46

226极坐标图（奈奎斯特图）47

227三维坐标图48

228阶比谱分析49

229全息谱技术50

23信号的时频分析53

231短时傅里叶变换53

232小波分析的基本原理55

233多分辨分析和小波包分析58

234小波分析的应用59

参考文献61

3旋转机械故障诊断63

31转子不平衡故障诊断63

311转子不平衡概念63

312临界转速对不平衡振动的影响64

313转子不平衡振动的故障特征67

314不平衡振动的故障原因和防治措施68

315定向振动与不平衡振动故障的鉴别80

32转子不对中故障诊断82

321转子不对中故障的特征83

322联轴节不对中的振动频率84

323不对中故障的监测方法90

324故障诊断实例93

33滑动轴承故障诊断95

331滑动轴承工作原理95

332滑动轴承常见故障的原因和防治措施97

333高速滑动轴承不稳定故障的特征和防治措施99

334结构共振产生的轴承工作不稳定118

335转子轴承电流故障诊断120

34转子摩擦故障诊断125

341干摩擦故障的机理和特征125

342转子内摩擦引起失稳的机理133

35浮动环密封故障诊断136

351浮动环密封故障的机理和特征136

352故障诊断实例138

36叶片式机器中流体激振故障诊断141

361非接触式密封中的流体激振故障141

362叶片式机器中的气流不稳定故障150

363流体冲击和声学共振故障161

37高速旋转机械不稳定自激振动故障的分析方法169

371亚异步不稳定振动的特性170

372诱发亚异步不稳定振动的因素及其分析方法171

373转子稳定性评判173

374故障诊断实例174

参考文献180

4往复式压缩机的故障分析和管道振动184

41往复式压缩机的故障类型与故障原因184

411压缩机热力参数异常及其故障原因184

412压缩机主要零部件的机械故障189

413压缩机故障振动197

42示功图及阀片运动规律的测量与故障分析205

421压缩机示功图显示的故障205

422阀片运动规律曲线图207

43压缩机的气流压力脉动与管道振动210

431气流压力脉动引起的故障分析210

432管道压力脉动的防治措施225

433管道的机械共振及其防治措施238

参考文献242

5齿轮故障诊断243

51齿轮常见故障243

511齿的断裂243

512齿的磨损244

513齿面疲劳（点蚀、剥落）244

514齿面擦伤和划痕245

52齿轮故障振动的诊断246

521齿轮传动的动态激励246

522齿轮故障的特征信息249

523齿轮故障的诊断方法257

53齿轮故障噪声的诊断265

参考文献267

6滚动轴承故障诊断269

61滚动轴承的故障形式与故障原因269

611轴承转速n＜1r/min时，轴承的损坏形式269

612轴承转速n>10r/min时，轴承损伤的主要形式269

62滚动轴承故障的检测方法272

63滚动轴承故障振动的诊断273

631引起滚动轴承振动的原因和特征频率273

632滚动轴承缺陷产生的间隔频率279

633滚动轴承故障振动的诊断方法282

参考文献299

7无损检测技术在设备诊断中的应用301

71油样分析技术在设备诊断中的应用301

711概述301

712油样的光谱分析技术301

713润滑油的铁谱分析技术305

714应用实例310

715应用光谱、铁谱分析应注意的问题313

72声发射检测技术在设备诊断中的应用314

721声发射检测的基本原理315

722声发射信号的表征参数315

723声发射检测仪器318

724声发射检测的研究及应用领域319

725声发射检测实例320

参考文献326

8现代智能诊断技术的应用327

81故障诊断专家系统327

811专家系统概述327

812诊断知识的表示329

813诊断推理与控制策略332

814诊断知识的获取342

815诊断专家系统应用实例344

82模糊数学在故障诊断中的应用349

821模糊集合的基本概念349

822隶属函数349

823模糊诊断矩阵353

824故障诊断的模糊聚类分析355

825模糊理论在汽轮发电机故障诊断中的应用358

83神经网络在故障诊断中的应用362

831神经网络的基本组成362

832前馈神经网络365

833BP神经网络在旋转机械故障诊断中的应用366

参考文献368

本书以化工、石化、电力、钢铁和航空等部门中使用的各类旋转机器和往复式压缩机为主要对象，比较全面、系统地阐述了机器故障类型、产生机理、表现特征以及故障防治方法。重点介绍了各类高参数旋转机器的故障，以振动故障诊断为主线，细分了各种故障类型，如：不平衡故障、不对中故障、滑动轴承的油膜不稳定故障、转子摩擦故障、浮环密封故障、流体激振故障以及高速转子自激振动故障，从理论和实践经验两方面详述了它们的故障机理和特征。对往复式压缩机的故障振动和管道振动提出了诊断分析方法和防治措施。对齿轮和滚动轴承，详细地分析了它们的故障原理、信号特征和故障检测方法。另外，介绍了振动信号的分析技术；无损检测中的油液分析技术和声发射技术在故障诊断中的应用；现代智能诊断技术中的模糊数学、神经网络和专家系统在故障诊断中的应用。
　　本书取材先进，书中收编了国内外设备故障诊断技术的先进理论、方法和实践资料，其中部分是作者自己的实践经验、教学内容与研究成果。为使读者加深对各种诊断方法的理解，拓宽处理实际问题的思路，书中收集了大量国内外典型故障诊断的实例，供读者参考。
　　本书内容丰富，图文并茂，通俗易懂，实用性强。应用对象是大专院校师生的教学用书，工程技术人员进行继续工程教育的教材。同时对从事设备故障诊断工作的科研人员，设备设计、制造、安装和维护管理的工程技术人员，在处理实际问题时提供有价值的参考用书。