《机械故障诊断及典型案例解析》是2013年化学工业出版社出版的图书，作者是时献江、王桂荣。
基本介绍
- 书名：机械故障诊断及典型案例解析
- 类型：科技
- 出版日期：2013年10月1日
- 语种：简体中文
- ISBN：7122174719
- 作者：时献江 王桂荣
- 出版社：化学工业出版社
- 页数：184页
- 开本：16
- 品牌：化学工业出版社
内容简介
《机械故障诊断及典型案例解析》可为从事机电设备运行、维护、设备点检和运行状态监测以及故障诊断与事故分析等方面工作的工程技术人员提供帮助，也可供高等院校机械专业师生学习参考。
《机械故障诊断及典型案例解析》在讲解机械故障诊断基本知识的基础上，着重介绍了典型零部件的故障监测和诊断方法，并列举了大量相关诊断实例，供读者理论与实践相结合，迅速掌握机械故障诊断方法。主要内容包括：机械故障诊断的振动力学基础、故障诊断信号的幅域与时域分析、故障诊断信号的频域分析方法、故障诊断信号处理的特殊方法、滚动轴承故障诊断与实例解析、齿轮的故障诊断及实例解析、旋转机械的故障诊断及实例解析、滑动轴承的故障诊断与实例解析。
编辑推荐
1、图文并茂介绍了典型零部件的故障特徵及诊断方法，有一定的通用性，有助于各行业读者或初学者理解与掌握。
2、信号处理部分附有必要的MATLAB计算程式，充分利用MATLAB提供的函式或工具包，使複杂的信号处理过程简易化。
3、诊断实例丰富，便于读者理论与实践相结合。
2、信号处理部分附有必要的MATLAB计算程式，充分利用MATLAB提供的函式或工具包，使複杂的信号处理过程简易化。
3、诊断实例丰富，便于读者理论与实践相结合。
目录
第1章绪论
1.1机械故障诊断技术的定义
1.2机械设备故障诊断的研究内容
1.3机械设备故障诊断方法的分类
1.4机械设备故障诊断技术的发展趋势
第2章机械故障诊断的振动力学基础
2.1机械振动的概念及分类
2.1.1机械振动的基本概念
2.1.2机械振动的分类
2.1.3机械振动的描述
2.2机械系统振动的动力学基础
2.2.1无阻尼自由振动
2.2.2有阻尼自由振动
2.2.3简谐受迫振动
2.2.4单自由度系统振动理论的套用
2.3机械振动测量与分析诊断系统简介
2.4机械振动故障信号测取感测器
2.4.1电涡流式位移感测器
2.4.2速度感测器
2.4.3加速度感测器
2.5感测器的选择与安装
2.5.1感测器的选择原则
2.5.2感测器的安装方式
第3章机械故障信号的幅域与时域分析
3.1随机信号的机率密度函式
3.2信号幅域分析
3.2.1随机信号的统计参数
3.2.2有量纲幅域参数
3.2.3无量纲幅域参数
3.3信号的相关分析
3.3.1自相关函式
3.3.2互相关函式
3.3.3相关函式的套用
第4章故障诊断信号的频域分析方法
4.1傅立叶级数和傅立叶积分
4.1.1傅立叶级数
4.1.2傅立叶积分
4.2傅立叶变换的基本性质
4.3典型信号的傅立叶变换
4.3.1单位脉冲信号（δ函式）
4.3.2周期单位脉冲函式（梳状δ函式）
4.4信号的採样
4.4.1连续信号的採样
4.4.2採样定理
4.4.3採样点数与频率解析度
4.5离散傅立叶变换（DFT）
4.5.1DFT的理论公式
4.5.2DFT计算过程的图解说明
4.6快速傅立叶变换FFT
4.6.1直接DFT计算的缺点
4.6.2快速傅立叶变换FFT的原理及套用
4.7提高频谱分析精度的方法
4.7.1整周期採样方法
4.7.2窗函式法
4.8傅立叶频谱信息的表示方法
4.8.1确定信号的傅立叶谱分析
4.8.2随机信号的功率谱分析
4.9机械故障信息的其他表示方法
4.9.1振动趋势图
4.9.2三维瀑布图
4.9.3级联谱图
4.9.4波德图
4.9.5极坐标图
4.9.6相位及相位差图
4.9.7轴心轨迹
4.9.8轴心位置分析
4.9.9全息谱
第5章故障诊断信号处理的特殊方法
5.1时域平均方法
5.2倒谱技术
5.2.1倒谱的定义
5.2.2倒谱分析法套用
5.2.3倒谱分析法MATLAB实现
5.3调製与解调分析方法
5.3.1幅值调製与频率调製
5.3.2幅值解调分析
5.4细化频谱方法
5.4.1复调製移频ZFFT法基本原理
5.4.2实调製移频ZFFT法基本原理
5.4.3实调製移频ZFFT法计算流程
5.5细化包络解调方法
5.6小波变换
5.6.1小波变换的基本原理
5.6.2小波变换时频图
5.6.3小波变换的计算
5.6.4小波变换在故障诊断中的套用
5.7经验模态分解方法
5.7.1EMD方法的基本原理
5.7.2Hilbert谱与Hilbert边际谱
5.7.3EMD分析的MATLAB程式
5.7.4基于EMD的Hilbert变换解调分析及套用
第6章滚动轴承的故障诊断与实例解析
6.1滚动轴承失效的形式和振动信号特徵
6.2滚动轴承振动信号的特徵频率分析
6.2.1滚动轴承运动产生的特徵频率
6.2.2轴承刚度变化引起的振动
6.2.3滚动轴承元件的固有频率
6.3滚动轴承的典型故障特徵
6.3.1疲劳剥落损伤
6.3.2均匀磨损的轴承振动信号
6.3.3与滚动轴承安装有关的振动
6.4滚动轴承的振动监测诊断方法
6.4.1振幅监测法
6.4.2冲击脉冲法
6.4.3共振解调法
6.4.4频谱分析法
6.5滚动轴承的故障诊断实例分析
6.5.1用冲击脉冲法诊断滚动轴承故障
6.5.2冲击脉冲法在离心泵电机轴承故障诊断中的套用
6.5.3胶乳分离机滚动轴承故障的共振解调法分析与套用
6.5.4倒频谱分析在鞍钢线材厂设备滚动轴承故障诊断中的套用实例
6.5.5时域指标在滚动轴承故障诊断中的套用
6.5.6小波变换在滚动轴承故障分析中的套用
第7章齿轮的故障诊断及实例解析
7.1齿轮的失效形式和原因
7.1.1齿轮的常见故障
7.1.2齿轮故障的原因
7.2齿轮副运动特点及振动机理
7.3齿轮故障的频谱特徵信息
7.4齿轮故障的监测与诊断方法
7.4.1时域平均法
7.4.2故障齿轮的时域波形特徵和频域波形特徵
7.4.3边频带分析
7.4.4倒频谱分析
7.4.5Hilbert解调法
7.5齿轮故障诊断实例分析
7.5.1边频带分析在齿轮故障诊断中的套用
7.5.2大庆炼化增压鼓风机增速箱振动故障的频谱分析
7.5.3某海上採油平台的原油外输泵齿轮增速箱故障诊断
7.5.4基于细化谱分析的车床齿轮故障诊断
7.5.5基于Hilbert解调技术的重载汽车齿轮箱故障诊断
7.5.6基于EMD的空分机齿轮箱故障诊断
第8章旋转机械的故障诊断及实例解析
8.1旋转机械及其故障分类
8.1.1旋转机械的分类
8.1.2旋转机械的主要故障类型
8.2旋转机械的典型故障的振动机理解析
8.2.1转子不平衡故障的振动机理分析
8.2.2转子不对中故障振动机理分析
8.3旋转机械的典型故障特徵
8.3.1转子不平衡时的故障特徵
8.3.2转子不对中时的故障特徵
8.3.3转子基础鬆动的故障特徵
8.3.4转子碰摩故障振动特徵
8.3.5基础共振时的振动特徵
8.3.6旋转机械振动特徵总结
8.4不平衡故障诊断实例解析
8.4.1通风电动机组不平衡故障分析研究
8.4.2某钢厂转炉煤气引风机设备状态检测
8.4.3催化轴流风机叶片断裂不平衡故障的诊断
8.4.4基于EMD的转子不平衡振动分析
8.5不对中故障诊断实例分析
8.5.1离心风机不对中的故障分析
8.5.2大型机组不对中的故障诊断
8.5.3汽油加氢泵不对中的故障诊断
8.5.4汽轮发电机组基础下沉引起的不对中故障分析
8.5.5基于小波的汽轮发电机组振动故障诊断方法研究
8.5.6基于小波消噪的汽轮发电机组不对中故障检测
8.5.7基于EMD的模拟不对中振动信号时频谱分析
8.6转子的其他故障诊断实例分析
8.6.1引风机地脚螺栓鬆动故障及其诊断
8.6.2某化工厂一催装置中锅给水泵不平衡故障诊断
8.6.3基于EMD的烟气轮机动静摩擦故障诊断
第9章滑动轴承的故障诊断及实例解析
9.1滑动轴承工作原理
9.2滑动轴承常见故障的原因和防治措施
9.3滑动轴承的故障诊断及其对策
9.3.1油膜失稳故障的机理
9.3.2油膜振荡特徵及诊断
9.3.3油膜振荡的防治措施
9.4滑动轴承故障诊断实例
9.4.1透平鼓风机油膜涡动的故障诊断
9.4.2离心压缩机油膜涡动故障原因分析及治理
9.4.3超超临界1000MW机组油膜涡动故障分析和处理
9.4.4牡二电厂200MW机组油膜振荡故障诊断及处理
9.4.5离心压缩机油膜振荡的诊断
9.4.6基于EMD和HT的旋转机械油膜涡动信号分析
参考文献
1.1机械故障诊断技术的定义
1.2机械设备故障诊断的研究内容
1.3机械设备故障诊断方法的分类
1.4机械设备故障诊断技术的发展趋势
第2章机械故障诊断的振动力学基础
2.1机械振动的概念及分类
2.1.1机械振动的基本概念
2.1.2机械振动的分类
2.1.3机械振动的描述
2.2机械系统振动的动力学基础
2.2.1无阻尼自由振动
2.2.2有阻尼自由振动
2.2.3简谐受迫振动
2.2.4单自由度系统振动理论的套用
2.3机械振动测量与分析诊断系统简介
2.4机械振动故障信号测取感测器
2.4.1电涡流式位移感测器
2.4.2速度感测器
2.4.3加速度感测器
2.5感测器的选择与安装
2.5.1感测器的选择原则
2.5.2感测器的安装方式
第3章机械故障信号的幅域与时域分析
3.1随机信号的机率密度函式
3.2信号幅域分析
3.2.1随机信号的统计参数
3.2.2有量纲幅域参数
3.2.3无量纲幅域参数
3.3信号的相关分析
3.3.1自相关函式
3.3.2互相关函式
3.3.3相关函式的套用
第4章故障诊断信号的频域分析方法
4.1傅立叶级数和傅立叶积分
4.1.1傅立叶级数
4.1.2傅立叶积分
4.2傅立叶变换的基本性质
4.3典型信号的傅立叶变换
4.3.1单位脉冲信号（δ函式）
4.3.2周期单位脉冲函式（梳状δ函式）
4.4信号的採样
4.4.1连续信号的採样
4.4.2採样定理
4.4.3採样点数与频率解析度
4.5离散傅立叶变换（DFT）
4.5.1DFT的理论公式
4.5.2DFT计算过程的图解说明
4.6快速傅立叶变换FFT
4.6.1直接DFT计算的缺点
4.6.2快速傅立叶变换FFT的原理及套用
4.7提高频谱分析精度的方法
4.7.1整周期採样方法
4.7.2窗函式法
4.8傅立叶频谱信息的表示方法
4.8.1确定信号的傅立叶谱分析
4.8.2随机信号的功率谱分析
4.9机械故障信息的其他表示方法
4.9.1振动趋势图
4.9.2三维瀑布图
4.9.3级联谱图
4.9.4波德图
4.9.5极坐标图
4.9.6相位及相位差图
4.9.7轴心轨迹
4.9.8轴心位置分析
4.9.9全息谱
第5章故障诊断信号处理的特殊方法
5.1时域平均方法
5.2倒谱技术
5.2.1倒谱的定义
5.2.2倒谱分析法套用
5.2.3倒谱分析法MATLAB实现
5.3调製与解调分析方法
5.3.1幅值调製与频率调製
5.3.2幅值解调分析
5.4细化频谱方法
5.4.1复调製移频ZFFT法基本原理
5.4.2实调製移频ZFFT法基本原理
5.4.3实调製移频ZFFT法计算流程
5.5细化包络解调方法
5.6小波变换
5.6.1小波变换的基本原理
5.6.2小波变换时频图
5.6.3小波变换的计算
5.6.4小波变换在故障诊断中的套用
5.7经验模态分解方法
5.7.1EMD方法的基本原理
5.7.2Hilbert谱与Hilbert边际谱
5.7.3EMD分析的MATLAB程式
5.7.4基于EMD的Hilbert变换解调分析及套用
第6章滚动轴承的故障诊断与实例解析
6.1滚动轴承失效的形式和振动信号特徵
6.2滚动轴承振动信号的特徵频率分析
6.2.1滚动轴承运动产生的特徵频率
6.2.2轴承刚度变化引起的振动
6.2.3滚动轴承元件的固有频率
6.3滚动轴承的典型故障特徵
6.3.1疲劳剥落损伤
6.3.2均匀磨损的轴承振动信号
6.3.3与滚动轴承安装有关的振动
6.4滚动轴承的振动监测诊断方法
6.4.1振幅监测法
6.4.2冲击脉冲法
6.4.3共振解调法
6.4.4频谱分析法
6.5滚动轴承的故障诊断实例分析
6.5.1用冲击脉冲法诊断滚动轴承故障
6.5.2冲击脉冲法在离心泵电机轴承故障诊断中的套用
6.5.3胶乳分离机滚动轴承故障的共振解调法分析与套用
6.5.4倒频谱分析在鞍钢线材厂设备滚动轴承故障诊断中的套用实例
6.5.5时域指标在滚动轴承故障诊断中的套用
6.5.6小波变换在滚动轴承故障分析中的套用
第7章齿轮的故障诊断及实例解析
7.1齿轮的失效形式和原因
7.1.1齿轮的常见故障
7.1.2齿轮故障的原因
7.2齿轮副运动特点及振动机理
7.3齿轮故障的频谱特徵信息
7.4齿轮故障的监测与诊断方法
7.4.1时域平均法
7.4.2故障齿轮的时域波形特徵和频域波形特徵
7.4.3边频带分析
7.4.4倒频谱分析
7.4.5Hilbert解调法
7.5齿轮故障诊断实例分析
7.5.1边频带分析在齿轮故障诊断中的套用
7.5.2大庆炼化增压鼓风机增速箱振动故障的频谱分析
7.5.3某海上採油平台的原油外输泵齿轮增速箱故障诊断
7.5.4基于细化谱分析的车床齿轮故障诊断
7.5.5基于Hilbert解调技术的重载汽车齿轮箱故障诊断
7.5.6基于EMD的空分机齿轮箱故障诊断
第8章旋转机械的故障诊断及实例解析
8.1旋转机械及其故障分类
8.1.1旋转机械的分类
8.1.2旋转机械的主要故障类型
8.2旋转机械的典型故障的振动机理解析
8.2.1转子不平衡故障的振动机理分析
8.2.2转子不对中故障振动机理分析
8.3旋转机械的典型故障特徵
8.3.1转子不平衡时的故障特徵
8.3.2转子不对中时的故障特徵
8.3.3转子基础鬆动的故障特徵
8.3.4转子碰摩故障振动特徵
8.3.5基础共振时的振动特徵
8.3.6旋转机械振动特徵总结
8.4不平衡故障诊断实例解析
8.4.1通风电动机组不平衡故障分析研究
8.4.2某钢厂转炉煤气引风机设备状态检测
8.4.3催化轴流风机叶片断裂不平衡故障的诊断
8.4.4基于EMD的转子不平衡振动分析
8.5不对中故障诊断实例分析
8.5.1离心风机不对中的故障分析
8.5.2大型机组不对中的故障诊断
8.5.3汽油加氢泵不对中的故障诊断
8.5.4汽轮发电机组基础下沉引起的不对中故障分析
8.5.5基于小波的汽轮发电机组振动故障诊断方法研究
8.5.6基于小波消噪的汽轮发电机组不对中故障检测
8.5.7基于EMD的模拟不对中振动信号时频谱分析
8.6转子的其他故障诊断实例分析
8.6.1引风机地脚螺栓鬆动故障及其诊断
8.6.2某化工厂一催装置中锅给水泵不平衡故障诊断
8.6.3基于EMD的烟气轮机动静摩擦故障诊断
第9章滑动轴承的故障诊断及实例解析
9.1滑动轴承工作原理
9.2滑动轴承常见故障的原因和防治措施
9.3滑动轴承的故障诊断及其对策
9.3.1油膜失稳故障的机理
9.3.2油膜振荡特徵及诊断
9.3.3油膜振荡的防治措施
9.4滑动轴承故障诊断实例
9.4.1透平鼓风机油膜涡动的故障诊断
9.4.2离心压缩机油膜涡动故障原因分析及治理
9.4.3超超临界1000MW机组油膜涡动故障分析和处理
9.4.4牡二电厂200MW机组油膜振荡故障诊断及处理
9.4.5离心压缩机油膜振荡的诊断
9.4.6基于EMD和HT的旋转机械油膜涡动信号分析
参考文献
序言
机械故障诊断是一种了解和掌握机器在运行过程中的状态，确定其整体或局部正常或异常，早期发现故障及其原因，并能预报故障发展趋势的技术。诊断技术发展几十年来，产生了巨大的经济效益，成为各国研究的热点。我国机械故障诊断起步较晚，但经过几年的发展，也取得了不小的成绩。全国许多行业都很重视在关键设备上装备故障诊断系统，特别是智慧型化的故障诊断专家系统，比如电力系统、石化系统、冶金系统以及高科技产业中的核动力电站、航空部门和载人航天工程等。
本书以机械振动分析为主线，主要介绍了机械故障诊断的基本原理、方法和套用。在讲解机械振动、信号基本时频域分析及特殊信号处理技术的基础上，着重介绍了滚动轴承、齿轮、旋转机械、滑动轴承等典型零部件的故障监测和诊断方法，并介绍了大量相关诊断实例。本书还从实用角度对现代诊断方法，如小波分析和EMD方法等进行了简单介绍，并列举了相关套用实例。
为了适应现代机械故障诊断技术的发展与需要，本书具有以下特点。
① 以机械振动分析为基础，在深入研究机械设备的振动故障机理的基础上，介绍了典型零部件的故障特徵及诊断方法，有一定的通用性，有助于各行业读者或初学者理解与掌握。
② 信号处理部分附有必要的MATLAB计算程式，充分利用MATLAB提供的函式或工具包，使複杂的信号处理过程简易化，解决一般读者信号处理入门困难的问题。
③ 诊断实例丰富，很多诊断方法及过程融入到诊断实例中，便于读者对诊断方法的理解和掌握。
本书主要针对从事机电设备运行、维护、设备点检和运行状态监测以及故障诊断与事故分析等方面工作的人员编写而成，可供从事机械设备故障诊断工作的工程技术人员参考，也可作为高等院校机械类专业本科生、研究生教材使用。
本书由时献江、王桂荣、司俊山编着。其中，时献江编写第1章、第4章、第5章和第8章，王桂荣编写第3章、第6章、第7章和第9章，司俊山编写第2章，时献江负责全书的统稿工作。
由于编着者水平所限，书中不足之处在所难免， 敬请读者批评指正。
编着者
本书以机械振动分析为主线，主要介绍了机械故障诊断的基本原理、方法和套用。在讲解机械振动、信号基本时频域分析及特殊信号处理技术的基础上，着重介绍了滚动轴承、齿轮、旋转机械、滑动轴承等典型零部件的故障监测和诊断方法，并介绍了大量相关诊断实例。本书还从实用角度对现代诊断方法，如小波分析和EMD方法等进行了简单介绍，并列举了相关套用实例。
为了适应现代机械故障诊断技术的发展与需要，本书具有以下特点。
① 以机械振动分析为基础，在深入研究机械设备的振动故障机理的基础上，介绍了典型零部件的故障特徵及诊断方法，有一定的通用性，有助于各行业读者或初学者理解与掌握。
② 信号处理部分附有必要的MATLAB计算程式，充分利用MATLAB提供的函式或工具包，使複杂的信号处理过程简易化，解决一般读者信号处理入门困难的问题。
③ 诊断实例丰富，很多诊断方法及过程融入到诊断实例中，便于读者对诊断方法的理解和掌握。
本书主要针对从事机电设备运行、维护、设备点检和运行状态监测以及故障诊断与事故分析等方面工作的人员编写而成，可供从事机械设备故障诊断工作的工程技术人员参考，也可作为高等院校机械类专业本科生、研究生教材使用。
本书由时献江、王桂荣、司俊山编着。其中，时献江编写第1章、第4章、第5章和第8章，王桂荣编写第3章、第6章、第7章和第9章，司俊山编写第2章，时献江负责全书的统稿工作。
由于编着者水平所限，书中不足之处在所难免， 敬请读者批评指正。
编着者