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第一章 总论1

第一节 机械故障诊断学的起源与发展1

一、大机器生产对设备管理的必然要求1

二、机械状态监测与故障诊断的产生1

三、机械故障诊断学的提出4

四、机械故障诊断技术的发展5

五、推广机械监诊技术应用的意义7

六、机械状态监测与故障诊断在我国的进展8

第二节 造纸机械状态监测与故障诊断学9

一、造纸机械特征及开展状态监测与故障诊断的必要性9

二、国内外造纸机械状态监测与故障诊断的进展情况10

三、造纸机械监诊学的定义11

四、主要研究内容和机械故障诊断方法12

五、造纸机械状态监测与故障诊断的过程15

六、造纸机状态监测部位的主要分布16

第三节 我国造纸机械状态监诊技术应用发展趋势18

一、今后商业化应用需求18

二、未来技术研究方向与发展和应用趋势18

第二章 造纸机械诊断信号处理的理论基础20

第一节 故障信号的采集与处理系统20

一、基本概念20

二、信号分类20

三、信号采集与处理的相关学科22

四、信号转换与传感器23

五、信号的采集23

六、信号处理及其分类24

七、监测与诊断系统的工作过程与步骤26

第二节 故障诊断的预测技术27

一、预测的基本原理27

二、预测的分类29

三、预测的特点30

四、预测的步骤30

五、设备监诊中常用的几种预测技术32

第三节 信号处理的时域分析34

一、幅值域34

二、时差域36

三、平衡随机过程与非平稳随机过程37

四、各态历经过程38

第四节 信号处理的频域分析39

一、周期信号的傅里叶级数展开式40

二、非周期信号的傅里叶级数展开式41

三、频域内的能量谱密度函数41

四、巴什瓦（Parseval）定理42

五、卷积定理42

第五节 数字信号的处理分析42

一、数字信号处理的基本流程42

二、常用信号分析函数间的关系43

三、采样与采样定理44

四、混叠误差45

五、截断与泄漏46

六、加窗处理47

七、量化与量化误差49

第六节 快速傅里叶变换（FFT）50

一、离散傅里叶变换（DFT）50

二、快速傅里叶变换（FFT）50

三、基于傅里叶变换的补充分析52

第七节 基于振动分析的故障诊断基本原理56

一、基于振动分析的故障诊断56

二、振动故障监测与诊断的任务57

三、基于振动分析的故障诊断本质58

四、振动故障诊断的程序59

第三章 造纸机械转动件的监测与诊断64

第一节 造纸机械转动件故障概况64

一、转子系统、转子振动与转子故障间的关系64

二、旋转机械振动故障的分类65

第二节 转动件监测与诊断原理66

一、转轴组件故障信号常用分析方法66

二、转子不平衡68

三、轴系不对中70

四、转子裂纹71

五、油膜涡动与油膜振荡73

六、转子碰摩76

第三节 造纸机械转动件的监诊应用78

一、造纸机压榨辊监诊应用实例78

二、造纸机张紧辊监诊应用实例83

第四节 造纸机械转动件的动平衡技术90

一、转子静力不平衡及动力不平衡的概念90

二、转子平衡方法的类型及其选择91

三、现场平衡法的基本原理91

四、现场平衡的方法和步骤92

第四章 滚动轴承系的监测与诊断94

第一节 概述94

一、基本情况94

二、滚动轴承故障失效的主要形式94

第二节 滚动轴承的振动诊断95

一、滚动轴承的振动机理96

二、滚动轴承动态信号的拾取99

三、滚动轴承的振动故障识别99

第三节 造纸机械滚动轴承监诊应用104

一、轴承损坏的阶段性104

二、轴承振动变化特点105

三、软压光机热辊轴承监诊实例106

四、纸机中心压榨辊轴承监诊实例109

五、烘缸轴承监诊实例112

第四节 电动机及其轴承监诊114

一、电动机故障特点与测点布置114

二、电流冲蚀现象与轴承损坏115

三、真空压榨辊交流变频传动电动机监诊115

第五节 其他监测方法118

一、接触电阻法118

二、光纤监测技术119

第六节 滚动轴承的振动测量及其标准120

一、滚动轴承的振动测量120

二、滚动轴承振动评判标准120

三、滚动轴承的振动监诊系统121

第五章 齿轮箱系的监测与诊断124

第一节 概述124

一、齿轮系传动与造纸机械状态124

二、齿轮故障124

三、齿轮故障诊断方法与比较125

第二节 齿轮的常见故障125

一、齿轮故障分类125

二、齿轮故障的具体形式126

第三节 齿轮的振动机理127

一、齿轮的基本振动分析127

二、齿轮振动信号的调制原理129

三、齿轮振动信号的其他成分134

第四节 齿轮故障诊断方法136

一、功率谱（频谱）分析137

二、倒频谱分析138

三、时域同步平均法143

四、时域分析法146

第五节 造纸机械齿轮箱监诊应用149

一、齿轮箱监诊共性问题149

二、测点选择与安装152

三、真空泵齿轮箱监诊实例153

第六章 逻辑诊断与机械故障树分析157

第一节 逻辑诊断基本问题157

一、逻辑代数的基本概念157

二、变量间逻辑关系与逻辑运算157

三、故障诊断中的基本逻辑问题159

第二节 故障树分析法概述163

一、故障树分析起源与发展163

二、故障树分析法基本概念163

三、故障树分析法的过程163

四、故障树分析法的优点164

五、故障树分析法的缺陷165

六、故障树分析的步骤165

七、故障树分析法中采用的符号166

第三节 故障树的建造168

一、故障树建立的主要价值168

二、建立故障树的主要步骤169

三、建立故障树注意事项170

四、故障树与结构函数171

五、故障树的化简172

第四节 故障树的定性分析173

一、割集与最小割集173

二、路集和最小路集174

三、最小割集算法174

四、最小路集算法176

第五节 故障树的定量分析177

一、事件和与事件积的概率计算公式177

二、用最小割集结构函数求顶事件发生概率178

三、事件重要计算179

第七章 造纸机械监诊系统简介183

第一节 概述183

第二节 监诊系统类型183

一、监诊系统现状183

二、监诊系统分类184

第三节 监诊系统的组成185

一、基本构成185

二、发展趋势186

第四节 定期监诊系统187

一、数据采集器187

二、软件功能及工作方式188

第五节 连续监诊系统190

一、单机系统190

二、分布式集散系统190

三、造纸机在线监诊系统介绍191

第六节 故障诊断专家系统195

一、专家系统概述195

二、专家系统分类197

三、专家系统的理想模型197

四、专家系统的基本结构198

第八章 润滑油系的监测与诊断200

第一节 油样分析方法与应用200

一、磁塞检查法200

二、颗粒计数器方法200

三、油样光谱分析法201

四、油样铁谱分析法201

第二节 油样光谱分析法202

一、光谱分析法的物理原理202

二、原子吸收分光光度计的工作原理202

三、原子发射光谱法的工作原理204

四、油样光谱法的发展应用概况204

第三节 油样铁谱分析法205

一、分析式铁谱仪的组成及工作原理205

二、分析式铁谱仪的定性及定量分析206

三、直读式铁谱仪的组成及工作原理207

第四节 油样常规的判别标准208

一、机械零部件磨损曲线208

二、油样诊断的判别标准209

三、油样常规理化分析211

第九章 温度测量与设备监诊213

第一节 温度与温度测量213

一、温度测量的基本原理213

二、温度测量方法213

三、温度计的分类214

第二节 红外监测基本原理214

一、红外线215

二、红外线辐射的基本定理215

三、红外辐射基本定理216

四、红外线辐射在大气中的传输217

第三节 红外探测器218

一、红外探测器的类型及工作原理218

二、红外探测器的性能和特点220

第四节 红外测温仪表220

一、红外测温仪表的分类及工作原理220

二、红外测温在设备诊断中的应用222

第五节 红外热成像系统222

一、红外热成像系统分类223

二、光机扫描像仪的工作原理223

三、红外热电视的工作原理224

四、红外成像技术在设备诊断上的应用225

第六节 造纸机械的温度诊断226

一、红外温度诊断226

二、温度诊断对象及诊断方法228

三、造纸机械的温度诊断的实例229

第十章 超声与声发射监诊法231

第一节 超声诊断基本原理231

一、声与超声波231

二、超声波的特点231

三、超声波的类型232

四、超声波的传播速度与声阻抗233

五、超声波垂直射到平界面上的反射和透射234

六、超声波倾斜入射到平界面上的反射和折射238

七、超声波的衰减239

八、超声声场239

第二节 超声波探伤方法240

一、脉冲反射法240

二、穿透法241

三、共振法242

第三节 声发射技术242

一、声发射机理242

二、声发射信号的传输242

三、声发射技术的特点243

四、声发射技术测量的参数描述243

第四节 超声诊断244

一、超声波诊断仪244

二、超声波探伤的应用245

第十一章 传感器及监诊标准简介249

第一节 传感器简介249

一、传感器定义249

二、传感器命名法及代号249

三、传感器的应用250

四、传感器的分类250

五、传感器的选用251

第二节 造纸机械监诊常用的传感器252

一、电涡流位移传感器252

二、速度传感器252

三、压电式加速度传感器253

第三节 传感器的安装与使用254

一、电涡流位移传感器探头的安装254

二、加速度传感器的安装254

三、传感器的使用256

第四节 相关监诊标准与评价方法256

一、振动标准256

二、动平衡标准259

三、对中标准261

四、评价与诊断方法示例261

第五节 机械监诊技术的主要理论和方法小结263

主要参考文献268