设备健康监测与故障诊断（周邵萍 ） 下载 pdf 百度网盘 epub 免费 2025 电子版 mobi 在线

本书介绍了机械设备健康监测与故障诊断的内涵、外延、主要理论基础、实施的主要技术、发展历史、现状及趋势。在介绍故障的定义、故障的机理、故障的模式、故障迹象等基础上，详细阐述信号的种类、信号的获得、信号的分析等。介绍了振动监测、温度监测技术、无损监测技术、油污染分析技术等的内涵及应用。叙述了滚动轴承和滑动轴承的健康监测与故障诊断、齿轮箱的健康监测与故障诊断、转子动力学基础、不平衡、不对中、轴弯曲、摩擦、松动等典型的故障诊断以及往复机械的健康监测与故障诊断，并通过具体的案例进行分析。*后介绍在线监测系统的主要组成部分、功能、监测系统、故障库、专家系统、远程诊断、虚拟诊断及具体应用，案例分析。

第1章绪论

1.1设备健康监测与故障诊断的定义1

1.2设备健康监测与故障诊断技术的主要内容2

1.2.1设备健康监测与故障诊断的技术体系2

1.2.2健康监测与故障诊断技术的分类2

1.2.3健康监测与故障诊断的实施过程4

1.2.4健康监测与故障诊断系统的组成5

1.3设备健康监测与故障诊断技术的发展与应用6

1.3.1健康监测与故障诊断的发展历史、现状6

1.3.2健康监测与故障诊断技术的应用7

第2章设备健康监测与故障诊断的理论基础

2.1故障诊断的理论基础9

2.1.1故障的定义和分类9

2.1.2故障机理10

2.1.3形成故障的外部因素12

2.1.4故障发生的规律14

2.1.5设备状态及其演变14

2.1.6故障迹象及其特征参量16

2.2信号处理和分析基础知识17

2.2.1信号的定义及分类17

2.2.2信号的幅值域描述及分析21

2.2.3信号的时域描述及分析25

2.2.4信号的频域分析28

2.2.5信号采集与处理30

第3章设备健康监测与诊断实施技术

3.1振动监测与诊断技术38

3.1.1机械振动的分类38

3.1.2振动测试传感器40

3.1.3振动监测及标准47

3.2温度监测与诊断技术47

3.2.1热电偶及热电阻接触式测温48

3.2.2红外测温技术48

3.3油污染监测与诊断技术51

3.3.1油样分析技术的基本原理51

3.3.2油样分析技术51

3.4无损检测技术55

3.4.1超声检测55

3.4.2射线检测56

3.4.3磁粉检测56

3.4.4渗透检测57

3.4.5涡流检测57

3.5综合诊断技术58

第4章典型零部件的健康监测与诊断

4.1滚动轴承的健康监测与诊断59

4.1.1滚动轴承基本结构及其分类59

4.1.2滚动轴承的主要损伤类型60

4.1.3滚动轴承的振动机理及特征61

4.1.4滚动轴承的振动监测63

4.1.5滚动轴承的其他监测与故障诊断方法64

4.1.6案例分析65

4.2齿轮箱健康监测与诊断66

4.2.1齿轮箱的分类及基本结构66

4.2.2齿轮箱中零部件常见的损伤形式66

4.2.3齿轮箱振动分析方法68

4.2.4齿轮箱典型故障振动特征70

4.2.5齿轮箱故障诊断方法74

4.2.6案例分析75

第5章旋转设备健康监测与诊断

5.1旋转设备振动监测与诊断基础79

5.1.1旋转设备振动分类79

5.1.2旋转设备振动特征参量80

5.1.3旋转设备振动监测82

5.1.4振动监测标准84

5.1.5旋转设备振动故障常用分析方法84

5.2转子动力学基础87

5.2.1转子临界转速87

5.2.2转子放大因子89

5.3转子不平衡故障机理与诊断91

5.3.1不平衡的故障机理91

5.3.2不平衡的分类91

5.3.3不平衡的故障特征及诊断92

5.3.4转子不平衡的故障原因分析及维修措施93

5.3.5转子不平衡的后果及转子平衡94

5.3.6案例分析95

5.4不对中故障机理与诊断99

5.4.1不对中的分类99

5.4.2不对中的故障机理99

5.4.3不对中的故障特征及诊断100

5.4.4转子不对中故障原因与维修措施101

5.4.5案例分析101

5.5弯曲故障机理与诊断104

5.5.1弯曲的分类104

5.5.2弯曲的故障机理104

5.5.3弯曲的故障特征及诊断104

5.5.4转子弯曲的故障原因与维修措施105

5.6偏心故障机理与诊断105

5.6.1偏心的故障机理与分类105

5.6.2偏心的故障特征105

5.6.3案例分析106

5.7松动故障的机理与诊断107

5.7.1松动故障分类108

5.7.2松动的故障机理及振动特征108

5.7.3支撑系统松动的故障原因与维修措施109

5.7.4案例分析110

5.8动静碰摩故障的机理与诊断112

5.8.1动静碰摩的振动机理112

5.8.2动静碰摩的故障特征与诊断113

5.8.3动静碰摩的故障原因与维修措施113

5.8.4案例分析113

5.9油膜轴承油膜涡动和振荡的机理与诊断115

5.9.1动压轴承工作原理116

5.9.2油膜涡动机理116

5.9.3半速涡动与油膜振荡117

5.9.4油膜涡动与油膜振荡的特征119

5.9.5油膜涡动与油膜振荡的诊断119

5.9.6油膜振荡的危害及维修措施119

5.9.7案例分析120

5.10旋转失速与喘振122

5.10.1旋转失速与喘振的机理122

5.10.2旋转失速与喘振的特征及诊断依据123

5.10.3旋转失速与喘振的危害124

5.10.4旋转失速与喘振产生的原因及维修措施124

5.10.5案例分析124

第6章在线监测与智能诊断

6.1在线监测技术127

6.1.1在线监测技术概述127

6.1.2在线监测系统的组成及功能127

6.1.3典型在线监测系统简介128

6.2专家系统及智能诊断132

6.2.1专家系统及其在故障诊断中的应用132

6.2.2设备故障的神经网络诊断技术135

6.2.3设备故障的模糊诊断技术140

6.2.4设备故障的灰色诊断技术142

6.2.5设备故障的支持向量机技术143

参考文献

周邵萍，华东理工大学，前分党委书记，教授，   主要从事机械设备的振动监测与故障诊断的研究。主持了广东省*产学研结合项目“中央空调的振动噪音与应力疲劳研究”。作为子课题方向负责人还参加了国家“863”重点项目“极条件下承压设备的设计、制造及维护”的研究。2011年获得国家自然科学基金项目“核电管线基于振动的损伤识别与监测方法研究”，主持了上海石化、上海电气集团、胜利油田、洛阳石化、宝钢股份等诸多企业的项目，为企业解决了大量的机组与管道振动的难题，保障了机组和管道的安全，获得企业的高度评价。

  在教学上从事过程流体机械、机械设备状态监测与故障诊断等本科生和研究生课程。获得国学教学成果奖二等奖、上海市教学成果一等奖、国家宝钢教育奖。

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前言

设备状态监测与故障诊断是20世纪80年代迅速发展起来的一门交叉性学科，健康监测与故障诊断是近些年根据仿生学提出的一种概念。设备在整个生命周期中，由于各种因素，像人一样会“生病”，工程师像医生一样，通过一些监测手段，获得设备运行过程中的健康信息，并结合设备的病史及工程师所掌握的知识来判断设备是否健康，若不健康，是什么故障、何处故障、故障程度等。本书在此基础上，系统地介绍了设备发生故障的机理、故障规律及信号的一些基本知识，然后介绍健康监测与故障诊断技术的实施技术，如振动监测与诊断技术、温度监测与诊断技术、油污染监测与诊断技术及无损检测技术等；之后针对齿轮箱、轴承等典型零部件和旋转机械，结合工程案例，介绍健康监测与诊断技术的具体实施方法；后介绍在线监测系统及智能诊断方法。

本书是编者在多年课堂教学总结和实际工程项目积累的基础上编写的，内容丰富完整，结构清晰，既有基础理论部分，也有诊断技术部分；既有知识阐述，也有结合工程项目的案例分析，适合作为高等学校机械类专业本科和研究生的教材，也适合作为机械工程技术人员和设备维护人员的学习参考资料。

本书在编写的过程中得到了编者多届研究生的大力支持，戚敏新、李长龙、陈少杰、朱路飞、张楠楠、刘伟、陈超峰、翟双苗、王从译、胡刚毅、钟文清、田鑫、何天浩、冷仓田、孙彪等在文献查阅、文字修改、图片制作等方面做了很多工作。本书所使用的部分工程项目案例是编者和苏永升教授等一起承担的工程项目。在编写的过程中，岳阳长岭设备研究所有限公司朱铁光高工给予了大力支持，并提供了部分工程案例，在此一并表示感谢！

由于编者水平有限，不妥之处在所难免，恳请读者批评指正。

编者

2019年6月