故障诊断07-08试题(a卷)答案

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1、长安大学2007-2008学年第2学期制造过程故障诊断技术试题（Ａ卷）答案一.简答题1.（5分）机械故障诊断学的定义从系统分析观点出发，工况检测与故障诊断可以理解为识别机械设备运行状态的科学，也就是说利用现代检测方法和监视诊断手段，从所检测的信息特征判别系统的工况状态。2.（10分）工况状态监视与故障诊断系统的主要环节。3.（10分）常用的测振传感器种类及其合理选择。以被测参数分，有：位移传感器，其中包括接触式（电阻式、应变式）和非接触式（电容式、电涡流式）；速度传感器，也有接触式（动圈式、动磁式）和非接触式（变间距式）；加速度传感器，常

2、用的有压电式加速度计和应变式加速度计。按所测的振动性质分有绝对式和相对式。测振传感器的选择应注意以下几个问题：（1）直接测量参数的选择：低频时用位移拾振器比较合理，而高频时用加速度拾振器。传感器选择时还应力图使重要的参数以最直接最合理的方式测得。（2）传感器的频率范围、量程、灵敏度等指标：对于惯性式拾振器，一般质量大的拾振器上限频率低、灵敏度高；反之亦然。（3）使用的环境要求、价格、寿命、可靠性、维修、校准等。激光测振只适用于实验室作精密测量或校准，电涡流和电容传感器均属非接触式，但前者对环境要求低。4.（10分）工序过程控制的基本原理机

3、械加工的工况状态受5M1E六大因素所制约而处于相对稳定状态。随着加工过程的延续，刀具磨损的增加将激发其他物理量的变化，如切削力和切削热增加、颤振产生等，使相关因素发生变化，不合格品产生。要使加工过程不出现废品，必须控制5M1E相对稳定，这往往要付出更大的代价。因此，应从零件的实际要求出发，确定合适的不合格率，以提高经济效益。5.（10分）特征信息获取和分析处理的基本方法特征信息获取和分析处理方法包括特征信号的检测、信号的特征分析与特征量选择等内容。在特征信号的检测中，关键是正确选择拾振传感器，实现特征信号的采集。在信号的特征分析与特征量选

4、择中，常涉及时域分析、频域分析和时频域分析，其中：时域分析的主要分析内容：内容包括随即过程时间序列的相关概念和性质，基于时间序列平稳性和遍历性假1设的时间序列统计分析，以及ARMA(p,q)、AR(p)、MA(q)等经典时间序列模型在故障诊断中的应用。频域分析的主要分析内容：内容包括谱分析的重要手段傅里叶变换，针对不具备绝对科技条件的功率谱，以及检测复杂谱图中周期分量的有力工具——倒谱分析。时频域分析的主要分析内容：即小波分析。正是适应于低频时宽时窗、高频时窄时窗要求，采用时窗宽度可调的小波函数。6.（5分）信号调理的基本内容。信号调理一

5、般包含：交直流分离：为了使特征信号准确、客观的体现设备运行工况，需采用适当的电路将反映不同工况特征的交、直流信号分离开来并分别进行采样。信号滤波：为消除检测到的特征信号中的噪声污染及其对各种后续分析带来的负面影响，常采用特定的滤波器对检测信号进行滤波。信号放大：为了满足A/D转换的要求，需在A/D转换之前，将信号放大到±5v范围内。二.问答题1.试述5M1E对加工过程及工序质量影响的机理。（15分）工件材料是根据零件在机器中的作用规定的。这不是在工序过程可以变动的参数，但它与其他工序的加工质量有关。机器设备主要是机床，也包括工艺装备，它是

6、影响工序质量的重要因素，机床对加工过程的影响一是机床本身精度，机床精度不高自必影响加工精度；二是机床的刚度，直接影响机床——刀具——工件的加工系统刚度，这两方面因素都直接反映在工序质量上。体改加工系统的刚度，可增加工序系统的稳定性，在不同的机床上加工相同的零件，加工过程属性也将产生很大的变化。加工方法是提高工序质量最积极的因素，采用不同的方法，即不同的工艺，是保证质量，提高零件寿命的重要因素。用不同的加工方法加工的零件属性不同，不属于同一母体。操作者的技术水平是影响工序质量的直接因素，例如技术水平高的工人加工的零件，其子样均值比较接近零件

7、的公称尺寸，且分散性较小，使6的变化容易控制在容差范围之内，因而工序质量稳定；而技术水平低的工人，子样均值往往偏离理想均值，且的分散性较n大，容易超差。此外，操作者思想素质，工作责任心，重视工序质量的知识水平都是影响质量过程属性的重要因素。加工环境包括厂房及环境温度条件，机床地基是否有隔振措施，例如精密零件的加工必须有专门的恒温车间，有些贵重精密设备还得安装在地下室，都是提高环境条件的稳定性，避免随即干扰技术测量。测量是检测动态变化过程参数，测量数据的准确性，影响系统的输出，但不是生成动态变化的原因。以上6种因素是对工序质量影响最基本

8、的也是最重要的因素，他们彼此相关，相互影响，而不是独立无关。2.画出敏捷制造环境下集成质量系统的功能结构图，并简要说明其各个功能模块的主要功能。（15分）总共分为四个子系统：2（１）质量规划子