1 绪论 1
1.1 机械故障诊断的意义 1
1.2 机械故障诊断技术的研究发展概况 2
2 机械故障诊断的基本原理 4
2.1 机械故障诊断的内容及过程 4
2.1.1 机械故障的定义和分类 4
2.1.2 机械故障诊断及其分类 5
2.1.3 机械故障诊断的过程 5
2.2 机械故障特征参量 6
2.2.1 故障特征参量的定义 6
2.2.2 故障特征参量的选取原则 6
2.3 故障分析理论与方法 7
2.3.1 对比分析法 7
2.3.2 逻辑判别法 8
2.3.3 故障树分析法 12
3 信号分析基础 17
3.1 信号的分类 17
3.1.1 确定性信号与非确定性信号 17
3.1.2 能量信号与功率信号 19
3.1.3 时限信号与频限信号 19
3.1.4 连续时间信号与离散时间信号 19
3.2 信号的幅值域分析 20
3.2.1 均值 20
3.2.2 均方值 20
3.2.3 方差 20
3.2.4 概率密度函数 20
3.2.5 概率分布函数 22
3.3 信号的相关分析 23
3.3.1 相关分析的基本概念 24
3.3.2 相关函数的性质 25
3.3.3 相关分析的工程应用举例 27
3.4 信号的频域分析 28
3.4.1 周期信号及离散频谱 28
3.4.2 非周期信号及频谱 31
3.4.3 随机信号的频谱分析 32
4 机械故障的振动诊断技术 35
4.1 振动监测系统的组成 35
4.1.1 测振传感器 36
4.1.2 测振放大器 37
4.1.3 信号记录和分析设备 38
4.2 振动诊断的基本原理和方法 43
4.2.1 确定诊断对象 43
4.2.2 选定测量参数 43
4.2.3 选择监测点 44
4.2.4 确定测量周期 44
4.2.5 确定诊断方法和标准 45
4.3 旋转机械转子系统的故障诊断 47
4.3.1 旋转机械转子故障的起因 47
4.3.2 旋转机械转子振动信号的拾取和处理 47
4.3.3 旋转机械转子故障的诊断方法 48
4.4 齿轮箱的故障诊断 49
4.4.1 齿轮箱的故障类型及原因 50
4.4.2 齿轮的故障诊断 50
4.5 滚动轴承的故障诊断 54
4.5.1 滚动轴承缺陷的振动特征频率 54
4.5.2 滚动轴承典型故障的振动特性分析 55
4.5.3 滚动轴承的振动监测与诊断 58
5 机械故障诊断的油样分析技术 59
5.1 油样分析的基本原理 59
5.2 油样铁谱分析技术 60
5.2.1 铁谱分析仪 60
5.2.2 铁谱分析的程序 63
5.2.3 铁谱的定性分析 64
5.2.4 铁谱分析的定量指标 65
5.2.5 铁谱分析的特点 66
5.3 油样光谱分析技术 67
5.3.1 油样光谱分析的基本原理 67
5.3.2 油样光谱分析的特点 67
5.3.3 光谱分析的磨损界限 67
6 超声及声发射故障诊断技术 69
6.1 超声检测的物理基础 69
6.1.1 超声波的类型 69
6.1.2 超声波的特性 71
6.1.3 超声场及其特征参数 72
6.1.4 超声波的传播 72
6.2 超声检测仪及常用检测方法 75
6.2.1 超声波检测的基本原理 76
6.2.2 超声波检测设备 76
6.2.3 超声波检测方法 84
6.3 超声波诊断中的基本问题 86
6.3.1 探测条件的选择 86
6.3.2 超声检测中的“三定”问题 88
6.4 声发射故障诊断技术 90
6.4.1 声发射诊断的基本原理 91
6.4.2 声发射检测技术 92
6.4.3 声发射技术在故障诊断中的应用 96
7 故障诊断专家系统 97
7.1 专家系统概述 97
7.1.1 专家系统的基本结构及其功能 97
7.1.2 专家系统的特点和适用范围 98
7.1.3 专家系统的开发工具 99
7.2 知识表示 100
7.2.1 产生式规则表示法 101
7.2.2 不精确知识的表示法 101
7.3 知识获取 102
7.3.1 知识获取方法 102
7.3.2 基于实例的学习 103
7.3.3 基于人工神经网络的学习 103
7.4 推理机制 106
7.4.1 问题规划 106
7.4.2 搜索策略 107
7.4.3 推理机制 107
7.5 机械故障诊断专家系统 108
8 计算机辅助工况监测与故障诊断系统 110
8.1 计算机辅助工况监测与故障诊断系统分类 110
8.2 计算机辅助工况监测与故障诊断系统构成 111
8.2.1 硬件系统 111
8.2.2 软件系统 114
8.3 基于虚拟仪器技术的轴承故障诊断系统 115
8.3.1 虚拟仪器概述 116
8.3.2 基于虚拟仪器的轴承故障诊断系统 117
8.4 金属材料超声波检测缺陷智能识别系统 120
8.4.1 超声检测仪器的计算机化 120
8.4.2 金属材料超声波检测缺陷信号的采集与处理 121
8.4.3 基于MATLAB的超声检测缺陷智能识别系统的设计 126
9 矿用运输提升机械故障诊断技术 131
9.1 矿用胶带输送机故障诊断技术 131
9.1.1 胶带输送机概述 131
9.1.2 钢绳芯胶带断带及张力超限的故障诊断 132
9.1.3 钢绳芯胶带纵向撕裂的故障诊断 137
9.1.4 钢绳芯胶带机火灾故障诊断 141
9.1.5 钢绳芯胶带输送机实时工况监测与故障诊断系统 144
9.2 矿井提升机故障诊断技术 150
9.2.1 概述 150
9.2.2 提升机的工作原理 151
9.2.3 矿井提升机常见故障及分析 152
9.2.4 矿井提升机的安全监护 156
9.2.5 矿井提升机安全监护系统 158
主要参考文献 163