机械故障诊断第一章绪论

石家庄铁道大学机械工程学院机械故障诊断与维修课程论文内燃机故障诊断摘要故障诊断：利用各种检查和测试方法，发现系统和设备是否存在故障的过程是故障检测；而进一步确定故障所在大致部位的过程是故障定位。

故障检测和故障定位同属网络生存性范畴。

要求把故障定位到实施修理时可更换的产品层次（可更换单位）的过程成为故障隔离。

故障诊断就是指故障检测和故障隔离的过程。

关键词：内燃机智能故障诊断第一章绪论1.1内燃机内燃机是将液体或气体燃料与空气混合后，直接输入汽缸内部的高压燃烧室燃烧爆发产生动力。

这也是将热能转化为机械能的一种热机。

内燃机具有体积小、质量小、便于移动、热效率高、起动性能好的特点。

但是内燃机一般使用石油燃料，同时排出的废气中含有害气体的成分较高。

内燃机，是一种动力机械，它是通过使燃料在机器内部燃烧，并将其放出的热能直接转换为动力的热力发动机。

广义上的内燃机不仅包括往复活塞式内燃机、旋转活塞式发动机和自由活塞式发动机，也包括旋转叶轮式的燃气轮机、喷气式发动机等，但通常所说的内燃机是指活塞式内燃机。

活塞式内燃机以往复活塞式最为普遍。

活塞式内燃机将燃料和空气混合，在其气缸内燃烧，释放出的热能使气缸内产生高温高压的燃气。

燃气膨胀推动活塞作功，再通过曲柄连杆机构或其他机构将机械功输出，驱动从动机械工作。

常见的有柴油机和汽油机，通过将内能转化为机械能，是通过做功改变内能。

1.2故障诊断故障诊断技术的产生和发展为提高设备系统的可靠性和可维修性开辟了一条新的的途径。

状态检测与故障诊断是以可靠性理论、信息论、控制论、和系统论为理论基础，以现代测量仪器和计算机为工具，结合各种诊断对象的特殊规律逐步形成的一门新技术，它是一门综合性技术，涉及传感及测试技术、电子学、信号处理、识别理论、计算机技术以及人工只能专家系统等多门基础科学，是对这些基础理论的综合应用。

设备状态检测与故障诊断是以多学科为依托，自成体系，发展十分迅速，取得了较大的经济和社会效益。

设备状态监测与设备故障诊断技术第一章：绪论第一节：什么是设备诊断技术机械设备状态监测与故障诊断是同一学科的两个不同层次，它们既有联系又有区别，为了方便起见统称为机械设备故障诊断。

机械设备故障诊断是识别机械设备（机器或机组）运行状态的一门综合应用科学和技术，它主要研究机械设备运行状态的变化在诊断信息中的反映。

具体来说，就是通过测取设备运行的状态信号，并结合其历史状况对所测取的信号进行处理、分析、提取特征，从而定量诊断（识别）机械设备及其零部件的运行状态（正常、异常、故障），再进一步预测设备未来的运行状态，最终确定需要采取何种必要的措施来保证机械设备取得最优的运行效果。

主要内容包括对机械设备运行状态的监测、诊断（识别）和预测三个方面。

其中，状态监测也被称为简易诊断，一般是通过测定设备的某些较为单一的特征参数（如：振动、温度、压力等）来检查设备运行状态，再根据特征参数值与门限值之间的关系来确定设备当前是处于正常、异常还是故障状态。

如果对设备进行定期或连续的状态监测，就可以获得设备运行状态变化的趋势和规律，据此就可以预报设备的未来运行发展趋势，也就是人们常说的趋势分析。

诊断（识别）则不仅要掌握设备的运行状态和发展趋势，更重要的是查找产生故障的原因，识别、判断故障的严重程度，为科学检修指明方向，这就是人们常说的精密诊断，设备状态监测与设备故障诊断可以从以下两个方面来理解。

1.设备状态监测以监测设备振动发展趋势为手段的设备运行状态预报技术。

2.设备故障诊断以分析设备振动主要特征为手段的设备运行故障诊断技术。

设备故障诊断技术是以设备为对象，采用多种现代化科学成果而形成的一门综合性学科。

它涉及了传感器技术、信息采集技术、信息处理技术、识别理论、预报决策、计算机诊断技术及有关机械设备的专业技术与理论。

第二节：故障诊断的目的机械设备故障诊断的根本目的就是要保证设备的安全、可靠和高效、经济地运行，具体来说就是：1．及时、正确、有效地对设备的各种异常状态和故障状态作出诊断，预防或消除故障；同时对设备的运行维护进行必要的指导。

目录第一章设备状态监测和故障诊断技术综述1 设备状态监测和故障诊断作用和意义 (1)2 设备状态监测和故障诊断的定义 (2)3 设备维修方式的演变及发展趋势 (4)4 描述机械设备状态的参数及其测量方法 (7)思考题（7）第二章设备振动诊断的理论基础1 机械振动基本知识 (8)2 振动幅值表达方式 (9)3 简谐振动的三要素 (11)4 振动检测中位移、速度和加速度参数的选择 (12)思考题（14）第三章设备故障基本分析方法1 信号的时域分析 (15)2 信号的频域分析 (15)3 趋势分析 (17)4 倒频谱分析 (20)5 共振解调 (21)思考题（23）第四章常见设备故障种类与典型频谱1 不平衡 (23)2 不对中 (25)3 机械松动 (27)4 轴承故障 (29)5 齿轮 (37)思考题（40）第一章设备状态监测和故障诊断技术综述1 设备状态监测和故障诊断的作用和意义设备状态监测和故障诊断技术产生、发展并广泛应用的驱动力来自三个方面的因素。

即：流程工业生产的现实需要、测试技术和仪器的发展完善和国家相关的政策。

首先，设备状态监测和故障诊断技术的产生和发展是企业实际需要的结果，主要是设备的安全性、维修成本的压力。

20世纪60年代以来，随着电子技术和计算机技术的快速发展，工业生产越来越现代化。

设备和生产朝着大型化、高速化、自动化、连续化、智能化、环保化等方向发展。

一方面设备更加精密复杂，许多故障很难靠人的感官发现，而且有些设备精密复杂，不允许随便解体检查；另一方面设备突发性事故造成的损失越来越大；三是设备的维修成本占总的生产成本越来越大。

所以追求设备的高可靠性和最合理的维修方式是企业设备工程管理的焦点。

从技术背景方面看，20世纪60年代是计算机技术、电子测量技术和信号处理技术飞速发展的年代，FFT算法语言的出现，把信号处理分析技术从硬件到软件，推向了全新的高度。

此外可靠性工程、零部件失效机理的研究等，都为设备状态监测和故障诊断技术的产生和发展创造了有利条件。

机械故障诊断技术手册第一章概述在现代社会中，机械设备的故障是一项常见的问题，它们给工作带来了不便和经济损失。

机械故障诊断技术的出现解决了这一问题，本手册旨在介绍机械故障诊断技术的原理、方法和应用。

第二章机械故障诊断技术的原理2.1 信号采集与处理原理2.1.1 传感器的类型与选择2.1.2 信号的采集与滤波2.1.3 信号的处理与分析2.2 特征提取与故障诊断原理2.2.1 特征提取方法2.2.2 特征评价与选择2.2.3 故障诊断原理与算法第三章机械故障诊断技术的方法3.1 振动信号分析法3.1.1 振动信号的采集与处理3.1.2 振动信号特征提取3.1.3 振动信号的故障诊断方法3.2 声音信号分析法3.2.1 声音信号的采集与处理3.2.2 声音信号特征提取3.2.3 声音信号的故障诊断方法3.3 温度与压力信号分析法3.3.1 温度与压力信号的采集与处理3.3.2 温度与压力信号特征提取3.3.3 温度与压力信号的故障诊断方法第四章机械故障诊断技术的应用4.1 电动机的故障诊断4.1.1 电动机故障的特征分析4.1.2 电动机故障的诊断方法4.1.3 电动机故障的解决措施4.2 轴承的故障诊断4.2.1 轴承故障的特征分析4.2.2 轴承故障的诊断方法4.2.3 轴承故障的解决措施4.3 齿轮箱的故障诊断4.3.1 齿轮箱故障的特征分析4.3.2 齿轮箱故障的诊断方法4.3.3 齿轮箱故障的解决措施第五章机械故障诊断技术的发展趋势5.1 大数据与机械故障诊断5.2 人工智能在机械故障诊断中的应用5.3 无人机技术在机械故障诊断中的应用结语机械故障诊断技术的发展为提高机械设备的可靠性和工作效率提供了有力支持。

本手册介绍了机械故障诊断技术的原理、方法和应用，并展望了未来的发展趋势。

希望本手册对需要进行机械故障诊断的工程师和技术人员有所帮助。