故障诊断综合大作业

空间站的安全监测与自主维护装置构思

机自24 王东岳 2120101087

一、背景与意义

在过去的几十年中,世界各国在发展航天技术的过程中,由于错综复杂的原因,发生了数以千计的事故,数以万计的故障。特别在研制初期这种情况尤为明显,可以说世界各国的航天器是在不断出现事故和故障中发展起来的。当前,发展载人航天技术已成为世界航天的发展热点,空间站更是其中的一位佼佼者。它是一项投资巨大、技术复杂的综合性大型航天工程,因此加强空间站的安全保障,尤其是设计初期的安全计划则成了一项必不可少的关键工作,其中故障监测报警、诊断和恢复技术成为航天事业中保障航天器安全,提高可靠性,降低风险的有效对策。

空间站是机械、电子、材料、控制、推进、能源、通讯以及航天医学和生物学、计算机技术、遥感技术、天体物理等多学科最新的尖端成果的协同运用，造价极其昂贵的大型复杂系统，而且要在数以年计的任务时间内可靠运行。因此，空间站的设计必须要求具备故障检测和诊断能力，这是提高空间站可靠性的极为重要的补充，也是空间站设计中的一个不容忽视的至关重要的环节。

二、国内外展综述

故障检测、报警与诊断技术随着80年代初期以来人工智能和专家系统技术在各个民用行业的兴起和成功应用,在载人航天事业中占有越来越关键的地位。故障诊断系统已与空间站的各分系统,各软、硬件配置集为一体。以空间站站上火灾的预防和控制方法的具体应用也可看出故障检测、报警与诊断技术的渗透:故障检测系统实时监测站上环境中的温度、放射线、烟雾因子以及空气化学成分等的变化,或产生报警,或由诊断系统诊断后提出对策,由站上的多专家系统(站上二氧化碳,氮,Halan1301为灭火专家) 进行故障隔离。

故障检测诊断技术一直是载人航天器发展的一大特色,经历了60年代简单的状态监测(水星号),70年代初的基于算法的故障监测(阿波罗计划)和80年代基于知识的智能诊断(航天飞机),智能诊断进一步发展到目前的基于模型的自主诊断(空间站)。基于模型的故障诊断方法已成为目前故障诊断方法的研究热点,它结合系统的物理特性和有限的经验知识有效地进行诊断。基于模型的诊断专家系统尤其适合于经验知识少,领域专家与能力较弱的空间站站上故障诊断、隔离和恢复,对紧急的、危及航天员安全和空间站安全的故障进行自主诊断和局部处理。

国内对航天器在轨故障检测和诊断技术研究较晚，主要由航空航天研究院校所承担。北京控制工程研究所研制出了卫星控制系统实施故障诊断专家系统原型（SCRDES）。

在“东方红3号”、“资源1号”、“资源2号”和神舟飞船等型号中采用了系统诊断和重构等智能化技术。哈尔滨工业大学分别与中国空间技术研究院等单位合作对载人障诊断进行了深入的研究,取得了一定的经验,并且已经分别开发出故障诊断原型系统

[15]。但是,国内所开发的大部分故障诊断系统基本上还属于实验型,距离实用化阶段

还有许多工作要做,而且主要以地面诊断为主。

三、方案设计

（1）已有方案及对比分析

1.基于信号处理的故障诊断方法。

该方法是诊断领域应用较早的方法之一,主要采用阈值模型。信号分析采用较多的主要有时域、频域、幅值、时-频域特性分析等。信号处理方法主要有:峰值、均方根值、波峰系数、波形系数、偏斜度指标等参数分析,相关分析法,包络分析法,最大熵谱法,倒频谱法,同步信号平均法,自回归谱分析法,小波分析,分形分析等。信号分析方法是其它诊断方法的基础。

2.基于规则的专家系统诊断方法。

基于规则的方法又称产生式方法,早期的故障诊断专家系统都是基于规则的,这些规则是从专家的经验中总结出来,用来描述故障和征兆的关系。该方法的优点是知识表示简单、直观、形象、方便,使用直接的知识表示和相对简单的启发式知识,诊断推理速度快;要求数据的存储空间相对较小;易于编程和易于开发出快速原型系统。缺点是知识库覆盖的故障模式有限,对未出现过的和经验不足的故障诊断就显得无能为力;当知识库中没有相应的与征兆匹配的规则时,易造成误诊或诊断失败。

3.基于故障树的诊断方法。

故障树是一种体现故障传播关系的有向图,它以诊断对象最不希望发生的事件作为顶事件,按照对象的结构和功能关系逐层展开,直到不可分事件(底事件)为止。它的优点是能够实现快速诊断;知识库很容易动态修改,并能保持一致性;概率推理可在一定程度上被用于选择规则的搜寻通道,提高诊断效率;诊断技术与领域无关,只要相应的故障树给定,就可以实现诊断。缺点是由于故障树是建立在元件联系和故障模式分析的基础之上的,因此不能诊断不可预知的故障;诊断结果严重依赖故障树信息的完全程度。

4.基于神经网络的诊断方法。

从映射的角度分析,故障诊断的实质是建立从征兆到故障源的映射过程。人工神经网络的优点是高度非线性、高度容量和联想记忆等。但是,人工神经网络应用于故障诊断也存在许多不足,诊断方法属“黑箱”方法,不能揭示出系统内部的一些潜在关系,无法对诊断过程给予明确解释。网络训练时间较长,并且对未在训练样本中出现的故障无诊断能力,甚至得出错误诊断结论,这些都增加了神经网络在实际应用中的困难。

5.基于模型的故障诊断方法。

基于模型的故障诊断方法又称为基于深知识的诊断方法。该方法既可解决知识获取的瓶颈问题和知识库维护困难的问题,又能提高诊断的精确性,因此该方法正被逐步进行深入研究。基于模型的知识表示方法有利于缓解航天器系统在故障诊断方面历史经验不足的困难。它的优点是可以诊断未预知的故障,不需要历史的经验知识。缺点是由于使用系统仿真模型,模型较为复杂庞大,诊断速度慢;对模型精度的依赖性较强,只要实际系统和所建立的数学模型稍有不同,在检测条件下的任何模型的不确定性因素都可能导致错误的报警。目前采用定性模型和多信号建模可以克服定量模型的缺点,成为国外研究的热点[16,17]。

6.基于Petri网的故障诊断方法。

Petri网能揭示系统的结构和动态行为的重要信息,图形化地表达系统模型。Petri 网的故障诊断方法的优点是能动态地描述故障现象的产生和传播过程,便于通过对系统行为的变化进行故障诊断。缺点是故障诊断完全依赖于Petri网模型的建立,并且当具有相同故障特征的故障产生时,难以进行故障源的定位,即问题求解过程中容易产生冲突现象。

7.多传感器信息融合的故障诊断方法。

由于故障诊断的本质是利用诊断对象系统运行的各状态信息和已知的知识进行信息的综合处理,最终得到关于系统运行和故障状况的综合评价,在这点上具有与信息融

合技术相同的目的和要求。该方法在一定程度上能够获得精确的状态估计,增加诊断置信度,改善监测性能,充分利用传感器资源。

8.分布式理论在故障诊断中的应用。

分布式状态监测与故障诊断技术是面向设备群的跨学科的综合应用技术。自20世纪90年代以来,由于设备在线状态检测与诊断系统被赋予网络化的特点,通过网络以分散监测和集中操作、管理、诊断的优良特性成功解决了测点数量多、分布广及监测、诊断困难的问题。

（2）设计的具体方案

对以上八种方法的优缺点进行综合分析，本设计采用的是基于模型的在轨故障诊断专家系统和地面大规模故障诊断专家系统。

在轨故障诊断系统应具有一定范围的自主处理故障的能力。故障的诊断是基于状态特征信号检测和信号的数据处理。该系统将与空间已有的结构和设备结合,尽可能不增加或少增加新的设备和装置。在轨故障诊断系统应该是规模小,诊断方式简便—采用比较直接的方法,能诊断主要的故障,保证诊断的可靠性。而且,为弥补在轨故障诊断系统的不足,地面有最终决策权。

地面故障诊断系统采用分布式故障诊断专家系统。其中示出图中标明的地面各分系统实验室内所建立的各分系统故障诊断分专家系统,分担本分系统内的故障诊断任务。

各分系统的故障诊断分专家系统均对系统级的故障诊断的实施起着支持和辅助的作用。

以基于模型的知识表示方法建立起来的诊断系统采用系统的分析模型,通过仿真值与实测值的比较(期望值)以实现故障的检测定位。

故障诊断体系结构

(1)诊断技术与知识表示方法

以基于模型的知识表示方法建立起来的诊断系统采用系统的分析模型,通过仿真值与实测值的比较(期望值)以实现故障的检测定位。

(2)诊断系统的知识获取

利用故障模式与影响分析(FMEA),将系统设计、可靠性和故障诊断结合起来,可以提供知识获取的通用方法。该类诊断系统是以故障树模型实现知识的表示,利用故障树分析的已有成果,将诊断所需要的信息加入到故障树的每节点上,形成新的故障树,作为诊断的依据。

(3)诊断系统的推理策略

正向推理、反向推理、元级推理和不精确推理相结合的推理策略。正向推理又称数据驱动的推理,这是一个由故障征兆到故障的推理过程。反向推理又称目标驱动的推理,这是一个故障假设与排除的过程。针对每一个可能的故障,都能产生一个故障假设。当证据推翻假设,推理机制要排除该假设的故障。元级推理是关于元知识的推理,主要用于系统级诊断,完成诊断任务的分由于诊断知识的不完全性、不确定性

和模糊性,需要采用不精确推理处理该类知识。不精确推理常采用确定性因子CF值作为推理前提和结论的度量。不精确推理诊断与人机对话相结合,就使

得诊断系统更为完善。

空间站自主融合诊断系统的基本处理

最终形成的融合诊断系统的基本处理模型如上图所示。它既体现检测层、特征层和决策层的层次结构，也体现了数据融合、数据关联、知识融合和数据采掘等融合诊断系统的基本内容，以及层次与内容之间的对应关系。

四、关键性技术及技术路线

1.建模技术

基于模型故障诊断结果的准确性和精度完全依赖于所建立的模型，们可以引进国外比较成熟的障诊断建模系统软件,如Qual-tech Systems公司的TEAMS等系列软件,并在此基础上开发出自己的故障诊断软件系统。

2.基于模型和其他故障诊断方法相结合技术

基于模型技术有自身的缺点,如对于已建模的故障比较容易诊断,对于模型未能包含的故障不容易解决等问题。因此,应开展人工神经网络、模糊逻辑、统计学以及信息融合技术和基于模型故障诊断技术相结合的混合诊断技术的研究。

3.故障诊断组件化技术的深入研究

目前,由于航天器故障诊断专家系统的可维护性和可继承性差,因此所开发的故障诊断系统,成本高、性能较差。现在采用软件工程的方法开发软件系统已是一种趋势。

如果能把诊断系统的许多公用模块,如数据库访问、图形显示、状态监测以及各种诊断方法作成组件,那么再开发新的航天器诊断系统(或分系统)则可以直接利用这些组件,而只对特殊功能开发软件,这样可以节省大量的时间和资金。

4.高度自主的基于信息融合的天基故障诊断系统

空间站的故障诊断具有结构复杂、自主性强的特点，因此各种单一的故障诊断技术在此背景下很难满足这样的需要，先进故障诊断技术的综合应用和紧密融合成为解决空间站自主诊断问题的关键。

五、项目的可行性分析及创新之处

（1）信息融合诊断系统从内容上为各种先进的故障诊断技术的综合利用构造了基本框架。

（2）将信息融合技术应用于故障监测、报警及故障诊断系统，一定程度上能够获得更精确的状态和健康状况的估计、增加置信程度、降低模糊度、改善检测性能，充分

利用传感器网络的资源和调度系统，最大限度地利用信息资源。

（3）随着计算机技术的飞速发展,故障诊断系统也采用了许多新的技术,如网络化技术、组件化技术、优秀的人机界面技术。这对于诊断系统的开发和维护、资源的合理

利用以及远程诊断技术提供了有力的支持。

工程材料及机械制造基础大作业(DOC)

《工程材料及机械制造基础》 课程结业论文 学院机械工程学院 专业 班级 学号 姓名 指导老师 完成日期2015年 5 月 15 日

卧式和面机典型零件的选材及加工工艺 一、前言 1.课程背景 工程材料及机械制造基础是研究常用机械零件的制造过程及制造方法的一门综合性技术基础课。是高等工业学校机械类专业和一些非机械类专业必修的技术基础课。课程内容包含工程材料、成型工艺基础和机械加工工艺基础三部分，主要介绍常用工程材料的组织、性能、应用和选用原则；各种毛坯的成型方法及零件的切削加工方法的基本原理和工艺特点；零件的结构工艺性以及机械加工工艺过程的基础知识；机械制造新材料、新技术及新工艺。通过本课程的学习，我们获得了常用工程材料、材料成形工艺及现代机械制造的基础知识，为学习其它相关课程及以后从事工程技术工作和科学研究奠定必要的基础。 本文以卧式和面机为例，通过初步分析卧式和面机典型零件的材料选择、毛坯生产方法、热处理工艺、零件制造工艺流程和结构工艺性，以加深对工程材料及机械制造基础课程的理解。 2.卧式和面机简介 和面机是一种食品加工机械，在食品机械的设计、制造、维护及材料等方面都要考虑到食品的特殊要求，要有切实可行的密封，简单方便的洗涤，以及彻底干净的杀菌的机构。通常我们应该注意以下几点。 1)结构上，接触食品的各个部件要能简单迅速的分解组合，分解的零件能便于洗涤； 2)材料上，对接触食品的零部件尽可能地采用不锈钢或其他防锈无污染材料； 3)环境保护上，必须有可靠的密封措施，严防杂物混入食品和物料散失； 4)在温度上，要有可靠的控温措施； 5)在工作环境上，机器应放置在空气流通、光线、温度和湿度适宜的地方。 和面机作用是进行面团的调制，既将各种原、辅料加水搅拌，调制成即符合质量要求，又适合机械加工成形的面团，主要用于面包、饼干、糕点、膨松食品、夹馅饼等食品生产过程中的面团调制。和面机可分为卧式和面机和立式和面机。 卧式和面机主要是指搅拌容器轴线与搅拌器回转轴线都处于水平位置，它的特点是，结构简单，制造成本低，卸料清洗方便，所以在食品加工中，如面包、饼干、糕点及一些饮食行业的面食中得到了广泛的应用。 根据食品生产的种类和特点不同，面团的各种性质各不相同，可分为韧性面团、水面团及酥性面团，一般来讲，对面团拉伸作用较强时，易于形成韧性面团，而对面团拉捏作用较强时，易于形成酥性面团。卧式和面机一般是在一根轴上安装几片浆叶，它对面团的拉伸作用较弱。适用于调制酥性面团。

机械故障诊断技术课后复习资料

机械故障诊断技术 （第二版张建）课后答案 第一章 1、故障诊断的基础是建立在能量耗散的原理上的。 2、机械故障诊断的基本方法课按不同观点来分类，目前流行的分类方法有两种：一是按机械故障诊断方法的难易程度分类，可分为简易诊断法和精密诊断法；二是按机械故障诊断的测试手段来分类，主要分为直接观察法、振动噪声测定法、无损检测法、磨损残余物测定法、机器性能参数测定法。 3、设备运行过程中的盆浴曲线是指什么？ 答：指设备维修工程中根据统计得出一般机械设备劣化进程的规律曲线（曲线的形状类似浴盆的剖面线） 4、机械故障诊断包括哪几个方面内容？ 答：（1）运行状态的检测根据机械设备在运行时产生的信息判断设备是否运行正常，其目的是为了早期发现设备故障的苗头。 （2）设备运行状态的趋势预报在状态检测的基础上进一步对设备 运行状态的发展趋势进行预测，其目的是为了预知设备劣化的速度，以便生 产安排和维修计划提前做好准备。 （3）故障类型、程度、部位、原因的确定最重要的是设备类型的确定，它是在状态检测的基础上，确定当机器已经处于异常状态时所需进一步解决的问题，其目的是为了最后诊断决策提供依据。 5、请叙述机械设备的故障诊断技术的意义？ 答：设备诊断技术是一种了解和掌握设备在使用过程中的状态，确定其整体或局部是正常或异常，早期发现故障及其原因，并能预报故障发展趋势的技术。机械设备的故障诊断可以保证整个企业的生产系统设备的运行，减少经济损失，还可以减少某些关键机床设备因故障存在而导致加工质量降低，保证整个机器产品质量。 6、劣化曲线沿横、纵轴分别分成的三个区间分别是什么，代表什么意义？ 答：横轴包括1、磨合期 2、正常使用期 3、耗损期纵轴包括1、绿区（故障率最低，表示机器处于良好状态）2、黄区（故障率有抬高的趋势，表示机器

机械制造基础大作业

机械制造基础大作业金属的强韧化

一．金属的强韧化：提高金属的强度和韧度。 二．1.金属的塑性变形：金属材料在外力的作用下产生变形，当应力超过材料的弹性变形时就产生塑性变形。它是当外力除去后不能恢复的永久变形。 2.单晶体金属塑性变形的机制：单晶体塑性变形的基本形式 有两种：滑移和孪生。其中滑移是最基本的，最重要的变形方式。 （1）滑移：当金属晶体受到外力作用时，不论外力的方向、大小与作用方式如何，均可将总的应力G分解成垂直于某一滑移面的正应力X和平行于滑移面的切应力Y。在正应力X 的作用下，发生弹性伸长，并在X足够大的时候发生断裂。 切应力Y能使试样发生弹性歪扭，当切应力Y增大到一定值时则一定晶面两侧的两部分晶体产生相对滑动，滑动的距离超过一个原子间距事晶格的弹性歪扭随之消失，而原子滑移到新位置重新处于平衡状态，于是晶体就产生微量的塑性变形。当许多晶体面滑移总和就产生了宏观的塑性变形。 滑移：在外力的作用下不断增值新的位错，大量的位错移出晶体表面就产生了宏观的塑性变形。（通过滑移面上的位错逐步实现的。） 位错：所谓位错，是晶体某处有一列或若干列原子发生有规律的错排现象。刃型位

错是金属晶体中最常见最简单的位错。 （2）孪生:孪生是晶体的一部分沿一定的晶面和晶向进行剪切变形的现象。在这部分晶体中每个相邻的原子间相对位移只有一个原子间距的几分之一。但是许多层晶面积累起来的位移便可形成比原子间距大许多的位的切变。 3.单晶体金属塑性变形的特点：滑移总是沿晶体中原子排 列最紧密的晶面和晶向进行；滑移是晶体的相对滑动，不应期晶格的类型变化。 4.多晶体金属塑性变形的机制：多晶体金属塑性变形除了 滑移和孪生外，还有晶界滑动和迁移，以及点缺陷的定向扩散。 （1）晶界的滑动和迁移：是高温下的塑形变形方式，此时外应力往往低于该温度下的屈服极限。列如：高温合金经常

机械故障诊断大作业滚动轴承

机械故障诊断大作业滚动轴 承 -标准化文件发布号：（9456-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII

课程名称：机械故障诊断 设计题目：基于FFT的轴承故障诊断学院：机械工程系 班级： 学号： 姓名： 指导老师：李奕璠 2017年12月23日

摘要 滚动轴承是旋转机械中重要的零件，以往的动检工作对滚动轴承强烈振动原因分析不足，不能满足设备维修工作的需要。所以要定期对旋转机械进行动态监测，根据所测数据做出诊断分析，及时发现滚动轴承强烈震动情况。 傅里叶变换在故障诊断技术中是重要的工具，但傅里叶变换及其逆变换都不适合数字计算机计算，要进行数字计算机处理，必须将连续性信号离散化，无限长数据有限化，再进行采样和截断。这种算法称为有限离散傅里叶变换（DFT），为了提高效率，在DFT的基础上，运用快速傅里叶变换（FFT）对滚动轴承进行故障诊断。通过FFT方法分析轴承的信号图，对滚动轴承振动的产生原因进行深入分析，不断总结经验，提高故障分析能力，掌握造成滚动轴承强烈振动的原因，及时消除振动，为设备安全提供可行性措施。 关键词：滚动轴承；故障诊断； FFT

第1章绪论 1.1 滚动轴承概述 滚动轴承（rolling bearing）是将运转的轴与轴座之间的滑动摩擦变为滚动摩擦，从而减少摩擦损失的一种精密的机械元件。滚动轴承一般由内圈、外圈、滚动体和保持架四部分组成，内圈的作用是与轴相配合并与轴一起旋转；外圈作用是与轴承座相配合，起支撑作用；滚动体是借助于保持架均匀的将滚动体分布在内圈和外圈之间，其形状大小和数量直接影响着滚动轴承的使用性能和寿命；保持架能使滚动体均匀分布，引导滚动体旋转起润滑作用。 图1滚动轴承结构 滚动轴承是各类旋转机械中最常用的通用零件之一，也是旋转机械易损件之一。据统计，旋转机械的故障越有30%是由轴承故障引起的，它的好坏对机械的工作状况影响很大。轴承的缺陷会导致机器剧烈振动和产生噪声，甚至会

哈工大机械制造技术基础大作业

一、零件加工图样

在CA6140机床中,拨叉在变速箱中起到控制齿轮组的移动,改变啮合齿轮对,从而改变传动比实现变速功能。 零件材料采用200HT 灰铸铁,生产工艺简单、可铸性高,但材料脆性大不易磨削。需要加工的部分及加工要求如下: 1、0.0210Φ22+孔,还有与其相连的8M 螺纹孔与Φ8锥销孔; 2、小孔的上端面,大孔的上下两端面; 3、 大头的半圆孔0.40Φ55+; 4、 Φ40上端面,表面粗 5、 糙度为 3.2Ra ,该面与Φ20孔中心线垂直度误差为0.05mm ; 5、0.50Φ73+半圆形上下端面与Φ22孔中心线垂直度误差为0.07mm 。 二、零件加工工艺设计 (一)确定毛坯的制造形式 零件材料为HT200。考虑到零件在机床运行时过程中所受冲击不大,零件结构又比较简单,生产类型为大批生产,故选择铸件毛坯。选用铸件尺寸公差等级CT9级。 (二)工艺初步安排 零件的加工批量以大批量为主,用通用机床加工,工序适当集中,减少工件装夹次数以缩短生产周期、保证其位置精度。 (三)选择基准 基准的选择就是工艺规程设计中的重要工作之一。基准选择得正确合理,可以使加工质量得到保证,生产效率得以提高。 (1)粗基准的选择:以零件的底面为主要的定位粗基准,以两个小头孔外圆表面为辅助粗基准。这样就能限制工件的五个自由度,再加上垂直的一个机械加紧,就可达到完全定位。 (2)精基准的选择:考虑到要保证零件的加工精度与装夹准确方便,依据“基准重合”原则与“基准统一”原则,以粗加工后的底面为主要定位基准,以两个小孔头内圆柱表面为辅助的定位精基准。 (四)制定工艺路线

1、工艺方案分析 此零件加工工艺大致可分为两个:方案一就是先加工完与Φ22mm的孔有垂直度要求的面再加工孔。而方案二恰恰相反,先加工Φ22mm的孔,再以孔的中心线来定位加工完与之有垂直度要求的三个面。方案一装夹次数较少,但在加工Φ22mm的时候最多只能保证一个面与定位面之间的垂直度要求。其她的两个面很难保证。因此,此方案有很大弊端。方案二在加工三个面时都就是用Φ22mm孔的中心线来定位,这样很容易就可以保证其与三个面之间的位置度要求。 2、总体工艺路线: 详细工艺安排: 工序1:以Φ22孔的外表面为基准,扩、精铰Φ22孔; 工序2:以Φ22孔的底面为基准,钻、扩、精铰Φ8锥销孔,攻Φ8螺纹; 工序3:以Φ22孔为基准,粗铣Φ40上端面; 工序4:以Φ22孔为基准,粗铣Φ73上下端面; 工序5:以Φ22孔为基准,镗、精镗Φ55孔; 工序6:铣断Φ73半圆; 工序7:半精铣Φ40上端面; 工序8:半精铣Φ73上、下端面; 工序9:检查,去毛刺。 加工工艺卡片 拨叉加工工艺过程 序号工序内容定位基准机床设备 1 扩、精铰Φ22孔Φ22孔的外表面立式钻床 2 钻Φ8锥销孔Φ22孔的底面立式钻床 3 精铰Φ8锥销孔Φ22孔的底面立式钻床

机械故障诊断学试题及答案)

机械故障诊断学作业简答题部分 1.简述通常故障诊断中的一般过程？ 机械设备状态信号的特征的获取；故障特征的提取；故障诊断；维修决策的形成 2.简述设备故障的基本特性。 3.什么是轴颈涡动力？并用图示说明轴颈涡动力的形成。 4.简述设备故障的基本特性。 5.简述突发性故障的特点。 不能通过事先的测试或监控预测到的，以及事先并无明显征兆亦无发展过程的随机故障。振动值突然升高，然后在一个较高的水平2，矢量域某一时刻发生突变，然后稳定。 6.请详细分析一下，转子不对中的故障特征有哪些？ 1.故障的特征频率为基频的2倍； 2.由不对中故障产生的对转子的激励力随转速增大而增大。 3.激励力与不对中量成正比，随不对中量的增加，激励力呈线性增大。 7.请详细分析防止轴承发生油膜振荡的措施主要有哪些？ 改进转子设计，尽量提高转子的第一阶临界转速； 改进轴承型式、轴瓦与轴颈配合的径向间隙、承载能力、长径比和润滑油粘度等因素，使失稳转速尽量提高。 8.设备维修制度有哪几种？试对各种制度进行简要说明。 1o事后维修 特点是“不坏不修，坏了才修”，现仍用于大批量的非重要设备。 2o预防维修（定期维修） 在规定时间基础上执行的周期性维修,对于保障人身和设备安全，充分发挥设备的完好率起到了积极作用。 3o预知维修 在状态监测的基础上，根据设备运行实际劣化的程度决定维修时间和规模。预知维修既避免了“过剩维修”，又防止了“维修不足”；既减少了材料消耗和维修工作量，又避免了因修理不当而引起的人为故障，从而保证了设备的可靠性和使用有效性。 9.监测与诊断系统应具备有哪些工作目标？监测与诊断系统的一般工作过程与步骤是怎

机械制造基础形成性考核册作业答案

机械制造基础形成性考核册作业答案 1、举例说明生产纲领在生产活动中的作用，说明划分生产类型的规律。 答：产品的年生产纲领是指企业在计划期内应当生产的产品产量和进度计划。 在计算出零件的生产纲领以后，即可根据生产纲领的大小，确定相应的生产类型。 2、何谓机床夹具?夹具有哪些作用? 答：在机械加工中，为了保证工件加工精度，使之占有确定位置以接受加工或检测的工艺装备统称为机床夹具，简称夹具。 作用：1）保证产品加工精度，稳定产品质量。 2）提高生产效率，降低加工成本。 3）改善工人的劳动条件。 4）扩大机床的工艺范围。 3、机床夹具有哪几个组成部分？各起何作用？ 答：机床夹具大致可以分为6部分。 1）定位部分：用以确定工件在夹具中的正确位置。 2）夹紧元件：用以夹紧工件，确保工件在加工过程中不因外力作用而破坏其定位精 度。 3）导向、对刀元件：用以引导刀具或确定刀具与被加工工件加工表面间正确位置。 4）连接元件：用以确定并固定夹具本身在机床的工作台或主轴上的位置。 5）夹具体：用以连接或固定夹具上各元件使之成为一个整体。 6）其他装置和元件。 4、工件夹紧的基本要求是什么？ 答：1）夹紧既不应破坏工件的定位，又要有足够的夹紧力，同时又不应产生过大的夹紧变形，不允许产生振动和损伤工件表面。 2）夹紧动作迅速，操作方便、安全省力。 3）手动夹紧机构要有可靠的自锁性；机动夹紧装置要统筹考虑其自锁性和稳定的原动力。 4）结构应尽量简单紧凑，工艺性要好。 5、什么叫“六点定位原则”?什么是欠定位?过定位? 答：夹具用合理分布的六个支承点限制工件的六个自由度，即用一个支承点限制工件的一个自由度的方法，使工件在夹具中的位置完全确定，这就是六点定位原理。 根据工件的加工要求，应该限制的自由度没有完全被限制的定位，称为欠定位。 同一个自由度被几个支承点重复限制的情况，称为过定位（也称为重复定位、超定位） 6、什么是粗基准？如何选择粗基准？ 答：采用毛坯上未经加工的表面来定位，这种定位基准称为粗基准。

机械故障诊断大作业

机械故障诊断大作业 题目：基于小波分析的轴承故障诊断 指导教师：奕璠 班级： 学号： 姓名： 成绩： 西南交通大学峨眉校区机械工程系

基于小波分析的轴承故障诊断 摘要滚动轴承在机械设备中使用非常广泛，其工作状态直接影响整个设备的运行效率。对滚动轴承进行状态监测与故障诊断，能够避免重大事故的发生，获得较大的经济和社会效益。在多样化的现代信号数据处理方法中，小波分析比较适合非稳定信号分析处理，小波变换不仅能够给出信号的时间和频率的二维关系，还能根据信号局部特征调整其窗口宽度。采用Matlab编程快速地在计算机上实现基于小波分析的滚动轴承故障诊断。对正常或故障轴承的振动信号进行小波分解与重构，基于小波分解系数对含有故障特征频率的第一层细节信号进行小波重构并提取其Hilbert包络谱，从中找到并测出特征频率,并和根据理论计算得到的故障特征频率对比判断故障类型。 关键词：故障诊断小波分析 Matlab Hilbert包络谱特征频率 第一章绪论 滚动轴承是机器的易损件之一，据不完全统计，旋转机械的故障越30%是因为滚动轴承引起的，由此可见滚动轴承故障诊断工作的重要性。滚动轴承在机械设备中使用非常广泛，其工作状态直接影响整个设备的运行品质,对滚动轴承进行状态监测与故障诊断，能够避免重大事故的发生，获得较大的经济和社会效益。随着生产的需要，对轴承故障的检测方法也越来越多，其中，运用比较广发的集中方法是FFT、功率谱、倒谱分析、小波分析、经验模态分解、形态滤波、双谱分析。 小波变换是一种时频分析方法,可进行多分辨率分析，对轴承振动信号进行小波变换, 小波变换可以把振动信号分解成多个具有不同时间和频率分辨率的小波信号，同时对振动信号进行处理时就能有效地克服信号的泄漏和混叠等，从而可以在一个变换中同时研究低频长时现象和高频短时现象。使振动信号的检测和分析更符合于真实的情况。提取其中具有故障特征的细节信号进行重构;对重构信号做Hilben包络谱分析，从中检测出轴承的故障特征频率,据此判断故障类型。利用Matlab软件编程快速地实现了基于小波变换分析的滚动轴承故障判断。 第二章滚动轴承故障概述 1.滚动轴承故障的特征频率

电大汽车故障诊断技术A作业

一、单项选择题 1.在进行单缸断火试验时，声响元变化可 能是( )。 A. 活塞销响 B. 曲轴轴承响 c.活塞环响 D. 火花塞响 2. 发动机运转过程中逐渐熄火，多为( )故障。 A. 起动系统 B. 点火系统 c.供油系统 D. 冷却系统 3. 燃油压力过高可能是( )出现故障。 A. 燃油泵 B. 燃油滤清器 c.油压调节器 D. 油门 4. 汽油机起动时有反转，怠速和急加速时有敲缸现象，则故障为( )。

A. 点火时间过迟 B. 点火时间过早 c.触点间隙过小 D. 油门故障 5. 电控燃油喷射发动机燃油系统压力，多点喷射系统的一般为( )。 A. 7—103KPa B. 7—690KPa C. 62—69KPa D. 207—275KPa 6. 丰田车系采用普通方式调取故障码时，将点火开关打开，不启动发动机，用专用跨接线 短接故障诊断座上的( )端子，仪表板上的故障指示灯即闪烁输出故障码。 A. TEl 与EP B. TEl 与E1 C. VF1 与E1 D. TE2 与E1 7. 下列哪一项准确描述了怎样用电压表测量一个负载上的电压降 ( ) A. 接红表笔到蓄电池的正极接线柱，接黑表笔到一个已知良好的接地端 B. 接红表笔到负载正极端，黑表笔到负载接地端 C. 接红表笔到负载正极端，黑表笔接到一已知良好的接地端 D.接红表笔到蓄电池正极接线柱，黑表笔到负载蓄电池端

8. 每当汽车经过一个颠簸时，机油报警灯均要发光，下面哪一个是最可能的故障原因（） A. 机油压力低 B. 发送装置短路接地 C. 灯电路断路 D. 发送装置导线松动或有短路故障 9. 温度仪表不准确，技术员甲说，故障可能是仪表或发送装置故障所致；技术员乙说，故 障可能是仪表电压调节器故障所致。谁正确 ( ) A. 只有甲正确 B. 只有乙正确 C. 两人均正确 D. 两人均不正确 10. 现代汽车遥控防盗系统中不具备以下哪个功能 ( ) A.防盗功能 B. 警报功能 C. 遥控功能 D. 起动功能 二、判断题 11.曲柄连杆机构和配气机构的异响与发动机工作循环没关系。( ) 12. 进气歧管真空度随海拔升高而降低。( )

机械制造基础形成性考核第四次作业答案

1、举例说明生产纲领在生产活动中的作用，说明划分生产类型的规律。 答：产品的年生产纲领是指企业在计划期内应当生产的产品产量和进度计划。 在计算出零件的生产纲领以后，即可根据生产纲领的大小，确定相应的生产类型。 2、何谓机床夹具?夹具有哪些作用? 答：在机械加工中，为了保证工件加工精度，使之占有确定位置以接受加工或检测的工艺装备统称为机床夹具，简称夹具。 作用：1）保证产品加工精度，稳定产品质量。 2）提高生产效率，降低加工成本。 3）改善工人的劳动条件。 4）扩大机床的工艺范围。 3、机床夹具有哪几个组成部分？各起何作用？ 答：机床夹具大致可以分为6部分。 1）定位部分：用以确定工件在夹具中的正确位置。 2）夹紧元件：用以夹紧工件，确保工件在加工过程中不因外力作用而破 坏其定位精度。 3）导向、对刀元件：用以引导刀具或确定刀具与被加工工件加工表面间 正确位置。 4）连接元件：用以确定并固定夹具本身在机床的工作台或主轴上的位置。 5）夹具体：用以连接或固定夹具上各元件使之成为一个整体。 6）其他装置和元件。 4、工件夹紧的基本要求是什么？ 答：1）夹紧既不应破坏工件的定位，又要有足够的夹紧力，同时又不应产生过大的夹紧变形，不允许产生振动和损伤工件表面。 2）夹紧动作迅速，操作方便、安全省力。 3）手动夹紧机构要有可靠的自锁性；机动夹紧装置要统筹考虑其自锁性和稳定的原动力。 4）结构应尽量简单紧凑，工艺性要好。 5、什么叫“六点定位原则”?什么是欠定位?过定位? 答：夹具用合理分布的六个支承点限制工件的六个自由度，即用一个支承点限制工件的一个自由度的方法，使工件在夹具中的位置完全确定，这就是六点定位原理。 根据工件的加工要求，应该限制的自由度没有完全被限制的定位，称为欠定位。

2015机械制造基础大作业综述

2015年河北建筑工程学院机械制造基础大作业 一、填空题 1. 铸造合金流动性是指__熔融_ 金属本身流动的能力。 2. 铸件在固态收缩阶段若收缩受阻,产生的内应力是铸件产生__变形和___裂纹_的主要原因。 3. 控制铸件凝固的原则有两个，即_顺序__凝固和_同时_凝固。 4. 设计和制造时,应使零件工作时所受__最大正应力___力与流线方向一致, ___最大切应力__力与流线方向垂直。 5. 绘制自由锻锻件图的目的之一是计算坯料的___质量__和__尺寸。 6. 锤上模锻___不能__直接锻出有通孔的锻件; 锻模内壁模锻斜度要__大于__外壁的模锻斜度。 7. 低碳钢焊接热影响区中的___焊缝__区和焊接接头的_熔合区性能最差。 8. 电焊条的选择主要根据被焊金属的___化学成分类型_____和___母材_来选择相应的焊条类别。 9. 切削平面是通过主刀刃上任一点，与切削表面_相切_，并垂直于_基面__的平面。 10. 当外圆车刀刀尖高于工件中心线时，使工作时实际前角_变大__，后角_变小_。 11. 切屑的种类通常分为节状切屑、__带状__切屑和__崩碎__切屑。 12. 切削时,切削热的主要来源是_切屑塑性变形所消耗的功_ 、切屑

与前刀面的磨擦和__工件与后刀面的摩擦功__ 。 13. 刀具磨损过程可分为___磨合_磨损、_稳定__磨损和__剧烈_磨损三个阶段。 14. 同是加工平面，由于采用的铣刀和铣床的不同可分为__端铣_和_周铣。 15. 钻孔时的径向力主要由麻花钻的_两端切削刃长短不一_产生,为减少它的影响,在生产中通常要_使两端的切削刃磨损一致。 16. 拉削加工时，工件必须_夹紧，其进给量由_齿升量_来决定。 17. 铰孔分为机铰和手铰，__手铰_的加工质量较高于__机铰_。 18. 砂轮的硬度是指磨粒_在外力作用下脱落的难易程度_ ，组织是指__模料占模具的容积比率__ 。 19. 按加工原理的不同，齿轮齿形的加工方法可分为__成形法_和_展成法_。 20. W18Cr4V的含碳量是0.7~0.8%，含Cr量是4.0 %，含V量1.0~1.4%。 21.X6132的含义是 x指铣床 6 代表卧式铣床 1代表万能升降系统 32指最大铣削直径为320毫米。22.积屑瘤的存在可代替切削刃进行切削，对切削刃有一定的保护性，还可增大刀具的实际工作前角，对粗加工的切削过程有利。 23.切削层参数主要有切削层公称横截面积 AD 、切削层公称宽度bD 、切削层公称厚度hD 。

轴几何精度设计机械制造基础大作业

轴几何精度设计机械制造基础大作业 文档编制序号：[KK8UY-LL9IO69-TTO6M3-MTOL89-FTT688]

北京交通大学 《机械制造技术基础》 研究性教学训练载体1-1 班级： 姓名： 学号： 研究性训练载体1-1：车床传动轴的几何精度设计 1.问题提出 零件的几何精度直接影响零件的使用性能，而零件的配合表面和非配合表面的精度要求高低各不相同；即便是配合表面，其工作性质不同，提出进度要求及公差项目也不相同，针对车床传动轴进行几何精度设计。 2.专题研究的目的 （1）理解零件几何精度对其使用性能的影响； （2）根据零件不同表面的工作性质及要求提出相应的公差要求； （3）掌握正确的零件公差标注方法；

（4）掌握零件的几何精度设计方法； 3.研究内容 完成图1所示传动轴零件的几何精度设计。 （1）对轴上各部分的作用进行分析研究； （2）对零件各表面主要部分的技术要求进行分析研究； （3）根据零件不同表面的工作性质及要求，提出相应的公差项目及公差值； 包括传动轴的尺寸精度设计、形状精度设计、位置精度设计及表面粗糙度。 （4）把公差正确的标注在零件图上。 图1 传动轴 4.设计过程 轴上各部分的作用分析及主要技术要求分析与设计 (1)车床传动轴连接于电机与主轴箱车轮间，用于传动。因此，作为传递力矩的关键零件，为保证力矩传送的平稳性，要求传动轴整体有较高的同轴度。 (2)两端的圆柱面与轴承内圈配合，表面要求较高。要求其与配合件之间配合性质稳定、可靠，故表面粗糙度的数值应取较小值，同时该数值还应和尺寸公差相协调，采取Ra值不大于。 (3)轴肩的位置是为了便于轴与轴上零件的装配，是止推面，起定位作用。轴肩表面既不是配合面，与相连的零件也没有相对运动，从加工经济性角度出发，选取Ra值不大于。

xyz机械故障诊断大作业

作业名称：FFT滚动轴承故障诊断 院系：机械工程系 学号： 姓名： 指导教师： 西南交通大学峨眉校区 摘要

滚动轴承是旋转机械的主要损失之一，在以往的动检工作中，我们对旋转机械滚动轴承强烈震动原因分析不足，不能满足设备维修工作的需要。所以要定期对旋转机械进行动态监测，根据所测数据做出诊断分析，及时发现滚动轴承强烈震动情况。通过FFT方法分析轴承的信号图，对滚动轴承振动的产生原因进行深入分析，不断总结经验，提高故障分析能力，掌握造成滚动轴承强烈振动的原因，及时消除振动，为设备安全提供可行性措施。 关键词：轴承振动FFT 一、快速傅里叶变换(FFT)的原理及公式 非周期性连续时间信号x(t)的傅里叶变换可以表示为 式中计算出来的是信号x(t)的连续频谱。但是，在实际的控制系统中能够得到的是连续信号x(t)的离散采样值x(nT)。因此需要利用离散信号x(nT)来计算信号x(t)的频谱。 有限长离散信号x(n)，n=0，1，…，N-1的DFT定义为： 可以看出，DFT需要计算大约N2次乘法和N2次加法。当N较大时，这个计算量是很大的。利用WN的对称性和周期性，将N点DFT分解为两个N／2点的 DFT，这样两个N／2点DFT总的计算量只是原来的一半，即(N／2)2+(N／2)2=N2／2，这样可以继续分解下去，将N／2再分解为N／4点 DFT等。对于N=2m 点的DFT 都可以分解为2点的DFT，这样其计算量可以减少为(N／2)log2N次乘法和 Nlog2N次加法。图1为FFT与DFT-所需运算量与计算点数的关系曲线。由图可以明显看出FFT算法的优越性。

将x(n)分解为偶数与奇数的两个序列之和，即 x1(n)和x2(n)的长度都是N／2，x1(n)是偶数序列，x2(n)是奇数序列，则 其中X1(k)和X2(k)分别为x1(n)和x2(n)的N／2点DFT。由于X1(k)和X2(k)均以N／2为周期，且WN k+N/2=-WN k，所以X(k)又可表示为：

机械制造基础作业答案

电大机械制造基础形成性考核册作业1答案 1、常用的工程材料可以用教材第一页的表格表示，请完成工程材料的分类表： 答： 1、人们在描述金属材料力学性能重要指标时，经常使用如下术语，请填写其使用的符号和内涵： （a）强度：金属材料在外载荷的作用下抵抗塑性变形和断裂的能力。强度有屈服强度σs和抗拉强度σb。 （b）塑性：金属材料在外载荷作用下产生断裂前所能承受最大塑性变形的能力。 （c）强度：是指金属材料抵抗比它更硬的物体压入其表面的能力。硬度有布氏硬度HBS和洛氏硬度HR。 （d）冲击韧性：金属抵抗冲击载荷作用而不被破坏的能力。 （e）疲劳强度：金属材料经受无数次交变载荷作用而不引起断裂的最大应力值。 2、参照教材图1—2填写材料拉伸曲线中的相应特征值点的符号，并描述相应的含义。 （a）横坐标表示：试件的变形量ΔL （b）纵坐标表示：载荷F （c）S点：屈服点 （d）b点：颈缩点 （e）k点：拉断点 （f）屈服点以后出现的规律：试样的伸长率又随载荷的增加而增大，此时试样已产生较大的塑性变形，材料的抗拉强度明显增加。 3、一根标准试样的直径为10mm、标距长度为50mm。拉伸试验时测出试样在26kN时屈服，出现的最大载荷为45 kN。 拉断后的标距长度为58mm，断口处直径为7.75mm。试计算试样的σ0.2、σb。 答：σ0.2=F0.2/S0=26000/(3.14*0.0052)=3.3*108MPa σb=F b/S0=45000/(3.14*0.0052)=5.7*108MPa 4、HR是零件设计中常用的表示材料硬度指标。请回答下表中表示的有效范围和应用范围： HR和HB有什么差别？ 答：两种都是测试硬度的标准，区别在于测量方法不同。两种硬度标准根本性区别在于：布氏和洛氏测量的对象不同。布氏测量低硬度的材料，洛氏测量高硬度的材料。 6、参照教材1-7图补充如下Fe-Fe3C相图缺少的内容（标注相应的数据和材料相符号），思考每个线条和线条包容区

机械制造基础第5次作业

江苏开放大学 形成性考核作业学号 姓名 课程代码 110036 课程名称机械制造基础评阅教师 第 5 次任务 共 5 次任务 江苏开放大学

《机械制造基础》课程大作业 课程大作业是运用所学基础理论、专业知识与技能去分析和解决生产实际问题的一次综合训练。 图示摇杆零件，零件材料为HT200，毛坯为铸件，生产批量：5000件。 分析确定零件的定位粗基准和精基准； 确定主要加工面及设计基准 φ40两端面；10±0.1台阶面；φ20H7及φ12H7孔；M8螺纹孔；设计基准为φ40下端面及φ20H7孔轴线及中心平面。倒角属于次要表面。 确定各主要加工面的加工方法 φ40两端面、10±0.1台阶面需精铣；φ20H7需钻扩铰；φ12H7孔需钻铰；M8螺纹孔需钻孔攻丝；倒角需锪孔。 加工顺序安排的原则（工序基准的选择） 先基准后其它；先平后孔；先主后次；先粗后精。同时要考虑基准选择的依据。 1、加工φ40下端面；定位基准为台阶面的上面（粗基准，保证相互位置要求的原则）。保证尺寸15＋7，Ra 3.2（粗铣——半精铣——精铣） 2、加工φ40上端面；定位基准为下端面（精基准，基准重合原则）。保证40尺寸，Ra 3.2（粗铣—半精铣—精铣） 3、加工φ20H7孔；基准为φ40下端面及外圆（下端面为精基准，保证孔与端面的垂直要求，外圆为粗基准，保证壁厚均匀）。保证H7及Ra 1.6 （钻—扩—铰，应确定刀具尺寸） 4、加工10±0.1台阶面；定位基准是什么？ 定位基准为φ40下端面、φ20H7孔、 R12外圆（两个精基准，基准重合。保证尺寸9.5及45（组合加工：粗铣——半精铣——精铣）， 10±0.1及Ra3.2

轴几何精度设计-机械制造基础4个大作业

北京交通大学 《机械制造技术基础》研究性教学训练载体1-1 班级： 姓名： 学号：

研究性训练载体1-1：车床传动轴的几何精度设计 1.问题提出 零件的几何精度直接影响零件的使用性能，而零件的配合表面和非配合表面的精度要求高低各不相同；即便是配合表面，其工作性质不同，提出进度要求及公差项目也不相同，针对车床传动轴进行几何精度设计。 2.专题研究的目的 （1）理解零件几何精度对其使用性能的影响； （2）根据零件不同表面的工作性质及要求提出相应的公差要求； （3）掌握正确的零件公差标注方法； （4）掌握零件的几何精度设计方法； 3.研究内容 完成图1所示传动轴零件的几何精度设计。 （1）对轴上各部分的作用进行分析研究； （2）对零件各表面主要部分的技术要求进行分析研究； （3）根据零件不同表面的工作性质及要求，提出相应的公差项目及公差值； 包括传动轴的尺寸精度设计、形状精度设计、位置精度设计及表面粗糙度。（4）把公差正确的标注在零件图上。 图1 传动轴

4.设计过程 4.1轴上各部分的作用分析及主要技术要求分析与设计 (1)车床传动轴连接于电机与主轴箱车轮间，用于传动。因此，作为传递力矩的关键零件，为保证力矩传送的平稳性，要求传动轴整体有较高的同轴度。 (2)两端的圆柱面与轴承内圈配合，表面要求较高。要求其与配合件之间配合性质稳定、可靠，故表面粗糙度的数值应取较小值，同时该数值还应和尺寸公差相协调，采取Ra值不大于1.6um。 (3)轴肩的位置是为了便于轴与轴上零件的装配，是止推面，起定位作用。轴肩表面既不是配合面，与相连的零件也没有相对运动，从加工经济性角度出发，选取Ra值不大于3.2um。 (4)键槽通过与键配合实现扭矩的传递，保证连接可靠。键槽侧面是键的配合表面，底面为非配合表面。根据普通平键国家标准，对侧面选取Ra值不大于3.2um，底面选取Ra值不大于6.3um。 (5)砂轮越程槽与退刀槽为工艺设计。其表面为非工作表面，从经济性和外表美观出发，选取Ra值不大于12.5um，并以“其余”要求标注在图样中。 4.2轴基本尺寸设计 (1)φ17的圆柱面与轴承过渡配合，采用基孔制，上偏差取+0.012下偏差取+0.001。 (2)键槽所在φ24的圆柱面为过渡配合，上偏差取+0.015下偏差取+0.002。 (3)两端φ17圆柱面有倒角C1，键槽上偏差0，下偏差-0.036。 4.3表面粗糙度设计 (1)φ17的轴表面因为要与轴承配合，所以表面粗糙度要求为1.6。 (2)中间的φ24圆柱面，圆柱面承受载荷较大且属于摩擦面，表面粗糙度要求3.2 (3)键槽所在侧面为工作面，所以表面粗糙度要求为3.2。 (4)φ32的轴端面因为在与其他零件配合时，可能有相互转动，设计粗糙度

机械故障诊断大作业滚动轴承

机械故障诊断大作业滚动 轴承 Prepared on 22 November 2020

课程名称：机械故障诊断设计题目：基于FFT的轴承故障诊断 学院：机械工程系 班级： 学号： 姓名： 指导老师：李奕璠 2017年12月23日 摘要 滚动轴承是旋转机械中重要的零件，以往的动检工作对滚动轴承强烈振动原因分析不足，不能满足设备维修工作的需要。所以要定期对旋转机械进行动态监测，根据所测数据做出诊断分析，及时发现滚动轴承强烈震动情况。 傅里叶变换在故障诊断技术中是重要的工具，但傅里叶变换及其逆变换都不适合数字计算机计算，要进行数字计算机处理，必须将连续性信号离散化，无限长数据有限化，再进行采样和截断。这种算法称为有限离散傅里叶变换（DFT），为了提高效率，在DFT的基础上，运用快速傅里叶变换（FFT）对滚动轴承进行故障诊断。通过FFT方法分析轴承的信号图，对滚动轴承振动的产生原因进行深入分析，不断总结经验，提高故障分析能力，掌握造成滚动轴承强烈振动的原因，及时消除振动，为设备安全提供可行性措施。 关键词：滚动轴承；故障诊断； FFT

第1章绪论 滚动轴承概述 滚动轴承（rolling bearing）是将运转的轴与轴座之间的滑动摩擦变为滚动摩擦，从而减少摩擦损失的一种精密的机械元件。滚动轴承一般由内圈、外圈、滚动体和保持架四部分组成，内圈的作用是与轴相配合并与轴一起旋转；外圈作用是与相配合，起支撑作用；滚动体是借助于保持架均匀的将滚动体分布在内圈和外圈之间，其形状大小和数量直接影响着滚动轴承的使用性能和寿命；保持架能使滚动体均匀分布，引导滚动体旋转起润滑作用。 图1滚动轴承结构 滚动轴承是各类旋转机械中最常用的通用零件之一，也是旋转机械易损件之一。据统计，旋转机械的故障越有30%是由轴承故障引起的，它的好坏对机械的工作状况影响很大。轴承的缺陷会导致机器剧烈振动和产生噪声，甚至会引起设备的损坏。因此，对重要用途的轴承进行工况检测与故障诊断是非常必要的。 本次任务 本次总共给出了4组通过现场测试得到的滚动轴承运行数据，包括1组正常轴承数据，1组内圈故障数据，1组外圈故障数据，1组滚动体故障数据。这4组数据的文件名分别为1. mat， 2. mat， 3. mat， 4. mat。但是，1. mat并不意味其为正常轴承，2. mat 并不意味其为内圈故障轴承，以此类推。 轴承型号为SKF 6205-2RS JEM。转速1750 rpm。信号采样频率为12000 Hz。选用合适的信号分析方法，利用Matlab软件编程，对上述4组信号进行分析，得到每一组数据分别代表哪一类状态的轴承，从而实现滚动轴承的状态判断与故障诊断。

《机械制造基础》第3次形成性考核册作业答案

《机械制造基础》第3次形成性考核册作业答案 集团文件发布号：（9816-UATWW-MWUB-WUNN-INNUL-DQQTY-

《机械制造基础》第３次形成性考核册作业答案 1、表面粗糙度的含义是什么对零件的工作性能有何影响 答：零件表面总会存在着由较小间距的峰谷组成的微量高低不平的痕迹，它是一种微观 几何形状误差，用粗糙度来表示，表面粗糙度越小，表面越光滑。 表面粗糙度的大小对零件的使用性能和使用寿命的影响如下： 1）影响零件的耐磨性； 2）影响配合性质的稳定性； 3）影响疲劳强度； 4）影响抗腐蚀性。 2、在一般情况下，40H7 和80H7 相比，40H6/j5 和40H6/s5 相比，哪个应选用 较小的粗糙度值 答： 40H7 和80H7 相比，公差等级相同时，基本尺寸越小，粗糙度值就越小。 40H6/j5 和40H6/s5 相比，前者是过渡配合，后者是过盈配合，则过盈配合要求粗 糙度值小一些。 3、什么是积屑瘤试述其成因、影响和避免方式。 答：在加工过程中，由于工件材料是被挤裂的，因此切屑对刀具的前面产生有很大的压 力，并摩擦生成大量的切削热。在这种高温高压下，与刀具前面接触的那一部分切屑由于摩擦力的影响，流动速度相对减慢，形成“滞留层”。当摩擦力一旦大于材料内部晶格之间的结合力时，“滞流层”中的一些材料就会粘附在刀具附近刀尖的前面上，形成积屑瘤。 积屑瘤的影响： 1）刀具实际前角增大； 2）增大切削厚度； 3）使加工表面粗糙度值增大； 4）对刀具耐用度有影响。 避免方式： （1）材料的性质材料的塑性越好，产生积屑瘤的可能性越大。因此对于中、低碳钢以 及一些有色金属在精加工前应对于它们进行相应的热处理，如正火或调质等，以提高材 料的硬度、降低材料的塑性。 （2）切削速度当加工中出现不想要的积屑瘤时，可提高或降低切削速度，亦可以消除 积屑瘤。但要与刀具的材料、角度以及工件的形状相适应。 （3）冷却润滑冷却液的加入一般可消除积屑瘤的出现，而在冷却液中加入润滑成分则 效果更好 4、切削热是如何产生的它对切削过程有什么影响 答：切削热源于切削层金属产生的弹性变形和塑性变形所作的功，以_____及刀具前后刀面与切屑和工件加工表面间消耗的摩擦功。 它对切削过程有：切削温度高是刀具磨损的主要原因，它将限制生产率的提高；切削温 度还会使加工精度降低，使已加工表面产生残余应力以及其它缺陷。 5、常用车刀类型有哪些 答：直头外圆车刀、弯头车刀、偏刀、车槽或切断刀、镗孔刀、螺纹车刀、成形车刀。 6、铣床可加工哪些类型表面 答：铣平面、铣台阶、铣键槽、铣T 形槽、铣燕尾槽、铣齿形、铣螺纹、铣螺旋槽、铣 外曲面、铣内曲面。 7、钻削有何工艺特点为什么钻削的精度低 答：钻削工艺特点有： 1）钻头刚性差、定心作用很差，钻孔时的孔轴线歪斜，钻头易扭断。

机械故障诊断大作业滚动轴承

课程名称：机械故障诊断 设计题目：基于FFT的轴承故障诊断学院：机械工程系 班级： 学号： 姓名： 指导老师：李奕璠 2017年12月23日

摘要 滚动轴承是旋转机械中重要的零件，以往的动检工作对滚动轴承强烈振动原因分析不足，不能满足设备维修工作的需要。所以要定期对旋转机械进行动态监测，根据所测数据做出诊断分析，及时发现滚动轴承强烈震动情况。 傅里叶变换在故障诊断技术中是重要的工具，但傅里叶变换及其逆变换都不适合数字计算机计算，要进行数字计算机处理，必须将连续性信号离散化，无限长数据有限化，再进行采样和截断。这种算法称为有限离散傅里叶变换（DFT），为了提高效率，在DFT的基础上，运用快速傅里叶变换（FFT）对滚动轴承进行故障诊断。通过FFT方法分析轴承的信号图，对滚动轴承振动的产生原因进行深入分析，不断总结经验，提高故障分析能力，掌握造成滚动轴承强烈振动的原因，及时消除振动，为设备安全提供可行性措施。 关键词：滚动轴承；故障诊断；FFT 2

3 第1章 绪论 1.1 滚动轴承概述 滚动轴承（rollingbearing ）是将运转的轴与轴座之间的滑动摩擦变为滚动摩擦，从而减少摩擦损失的一种精密的机械元件。滚动轴承一般由内圈、外圈、滚动体和保持架四部分组成，内圈的作用是与轴相配合并与轴一起旋转；外圈作用是与轴承座相配合，起支撑作用；滚动体是借助于保持架均匀的将滚动体分布在内圈和外圈之间，其形状大小和数量直接影响着滚动轴承的使用性能和寿命；保持架能使滚动体均匀分布，引导滚动体旋转起润滑作用。 图1滚动轴承结构 滚动轴承是各类旋转机械中最常用的通用零件之一，也是旋转机械易损件之 一。据统计，旋转机械的故障越有30%是由轴承故障引起的，它的好坏对机械的工作状况影响很大。轴承的缺陷会导致机器剧烈振动和产生噪声，甚至会引起设备的损坏。因此，对重要用途的轴承进行工况检测与故障诊断是非常必要的。 1.2 本次任务 本次总共给出了4组通过现场测试得到的滚动轴承运行数据，包括1组正常轴承数据，1组内圈故障数据，1组外圈故障数据，1 组滚动体故障数据。这

机械制造技术基础大作业一

题目要求： 工件如下图所示，材料为45 钢正火，长200mm，横截面为φ80，要求设计可转位车刀，完成粗车外圆。 设计步骤： 一、选择刀片加固结构 考虑到加工在CA6140 普通机床上进行，且属于连续加工，采用偏心式刀片加工结构。 二、选择刀片材料 硬质合金牌号，由原始条件给定：被加工材料为45 钢，连续切削，完成粗车工序。按照硬质合金的选用原则，选取刀片材料为YT15。 三、选择刀片合理角度 根据刀具合理几何参数的选择原则，并考虑到可转位车刀几何角度的形成特点，选取如下四个主要角度：①前角γ 0 =15°②后角αo =5°③主偏角κγ =75°④刃倾λs =-6°后角αo 的实际数值以及副后角α ' 和副偏角κ ' 在计算刀槽角度时经校验后确定。 o γ 四、选择切削用量 根据切削用量的选择原则，查表确定切削用量。粗车时切削深度a p =3mm，进给量f=0.6mm/r。 五、选择刀片型号和尺寸 （1）选择刀片有无中心孔

r 由于刀片加固结构已选择为偏心式，因此应选用有中心孔的刀片。 （2）选择刀片形状 按选定的主偏角 κγ =75°参照刀片形状的选择原则选用正方形刀片。 （3）选择刀片精度等级 参照刀片精度的选择原则，选用 M 级。 （4）刀片长度的确定 根据已确定的背吃刀量 a p =3mm, 主偏角 κγ =75,刃倾角 λs =-6°,将 a p , κγ , λs 代入下 式可得刀刃的实际参加工作长 L se 为 L se = ? ρ sin κγ cos λs 3 = sin75cos(-5) =3.12mm 所选刀片的刃口长度 L>1.5×L se =4.68mm 即可。 （5）选择刀片厚度 s 根据已选择的背吃刀量 a p =3mm ，进给量 f=0.6mm/r 及选择刀片厚度的诺莫图图，求得 刀片厚度 S ≥4.8mm 。 （6）选择刀尖圆弧半径 ε 根据已选择的背吃刀量 a p =3mm,进给量 f=0.6mm/r 及选择刀尖圆角半径的诺莫图，求得 连续切削时 r ε =1.2mm 。 （7）选择刀片的断屑槽形式和尺寸 参照刀片断屑槽形式和尺寸的选择原则，根据已知的原始条件，选用 A 型断屑槽，断屑 槽的尺寸在选定刀片型号和尺寸后便可以确定。 综合以上七方面选择结果，确定选用的刀片型号为 SNUM150612L ，其 具体尺寸为 L=d=15.875mm ，s=6.35mm ，d 1 =6.35mm ，m=2.79mm ， r ε =1.2mm ，刀片刃尖角 ε b =90°，刀片 刃倾角 λsb =0°，断屑槽宽为 W n =4mm ，取法前角为 γ bn =20°。 六、选择硬质合金刀垫型号和尺寸 选用硬质合金 K30（YG8）刀垫 S15B 。尺寸比选定的刀片略小，即：长度 L=14.88mm,厚 度 s=4.76mm 中心孔直径 d 1 =7.6mm 。