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1概论1

1.1设备管理及其作用1

1.2工况监测与故障诊断技术的基本概念2

1.3工况监测与故障诊断技术的现状4

1.4开展工况监测与故障诊断技术研究的意义4

1.5工况监测与故障诊断技术的发展趋势5

2故障及其基本概念7

2.1故障的概念与分类7

2.1.1故障的概念7

2.1.2机械系统故障的外因7

2.1.3故障的分类10

2.2故障规律——典型故障率曲线11

2.2.1早期故障期12

2.2.2偶发故障期12

2.2.3严重故障期12

2.3故障模式12

2.4故障机理13

2.5机械系统故障状态标准13

2.5.1损伤程度的极限值14

2.5.2输出系数的极限值14

2.5.3整机的极限状态14

2.5.4经济损失的极限值15

3工况监测与故障诊断技术的技术知识17

3.1机械系统工况监测与故障诊断技术的定义17

3.2工况监测与故障诊断技术的基本内容与结构体系17

3.3工况监测与故障诊断技术的区别和联系18

3.4工况监测与故障诊断技术的分类19

3.4.1按诊断对象的类别分类19

3.4.2按诊断方法（或称技术）分类19

3.4.3按诊断的目的、要求和条件的不同分类20

3.5工况监测与故障诊断技术的特征21

3.6工况监测与故障诊断技术的性能评价23

3.6.1机械系统工况监测与故障诊断技术的效能23

3.6.2机械系统工况监测与故障诊断手段的一般特性24

3.7工况监测与故障诊断系统的设计25

3.7.1系统分析25

3.7.2监测与诊断系统的基本结构26

4性能参数监测28

4.1概述28

4.2监测参数的选择28

4.2.1监测参数的分类28

4.2.2选择监测参数的要求28

4.2.3监测参数的确定方法29

4.3温度监测29

4.3.1温度监测基础29

4.3.2接触式温度测量31

4.3.3非接触式温度测量39

4.4压力监测46

4.4.1压力监测基础46

4.4.2测压仪表47

4.5流量测量50

4.5.1流量监测基础50

4.5.2差压式流量计51

4.5.3容积式流量计52

4.5.4其他流量计52

5振动监测技术54

5.1机械振动基础54

5.1.1振动的分类及其特点54

5.1.2振动参量56

5.2振动测试系统58

5.2.1常用振动传感器原理58

5.2.2压电式加速度传感器测量系统64

5.2.3电涡流式传感器测量系统68

5.3振动信号的分析与处理基础69

5.3.1信号的时域统计分析69

5.3.2信号的幅值分析70

5.3.3信号的频谱分析71

5.4振动监测技术的应用73

5.4.1不对中故障机理与诊断73

5.4.2转子弯曲的故障机理与诊断77

5.4.3转子不平衡的故障机理与诊断78

5.4.4齿轮故障机理与特征80

5.4.5滚动轴承故障机理及其特征82

6油液监测技术87

6.1概述87

6.2取样88

6.2.1取样时刻88

6.2.2取样点89

6.2.3取样周期89

6.2.4取样方法90

6.2.5取样记录90

6.2.6油样采集时必须注意的几个问题90

6.3油样物理化学指标检测90

6.3.1目的90

6.3.2方法91

6.4油料分析光谱技术93

6.4.1原理93

6.4.2方法与仪器93

6.5红外光谱分析96

6.5.1红外光谱仪及其工作原理97

6.5.2红外光谱油液分析的特点97

6.5.3润滑油红外光谱分析的常用指标98

6.5.4油液红外光谱分析方法100

6.6铁谱技术100

6.6.1铁谱技术及其特点100

6.6.2常用铁谱仪的结构与工作原理102

6.6.3铁谱分析工作程序106

6.7油液颗粒计数技术113

6.7.1自动颗粒计数器的结构与原理113

6.7.2仪器的使用方法114

7无损检测技术115

7.1概述115

7.2射线检测115

7.2.1射线检测原理115

7.2.2X射线照相法检测工艺116

7.3超声检测120

7.3.1超声波检测方法121

7.3.2超声波检测设备124

7.3.3超声检测的应用125

7.4磁粉检测125

7.4.1磁粉检测原理126

7.4.2磁粉检测方法126

7.4.3磁粉检测工艺127

7.4.4铸件的磁粉检测128

7.5渗透检测128

7.5.1渗透检测原理128

7.5.2渗透检测方法129

7.5.3渗透检测工艺129

7.5.4渗透检测装置130

7.5.5锻造不锈钢大阀门体着色渗透检测130

7.6涡流检测131

7.6.1涡流检测的原理及特点131

7.6.2涡流检测仪的组成131

7.6.3涡流检测方法132

7.6.4轧辊裂纹的涡流检测133

8状态监测数据的自动获取与管理134

8.1分析仪器设备的特征分类134

8.2网络体系结构设计135

8.2.1传统解决方案135

8.2.2基于协议转换的解决方案135

8.2.3两种方案的比较135

8.3串口型仪器的数据采集方法136

8.3.1仪器通讯协议136

8.3.2软件流程138

8.3.3关键程序139

8.4自带计算机型仪器的数据采集方法142

8.4.1基于文件夹监控的数据自动获取142

8.4.2基于消息的仪器数据自动获取143

8.5仪器数据文件格式的解析方法147

8.5.1已有的算法147

8.5.2基于聚类分析的算法149

8.6监测数据管理系统149

9液压系统的故障分析与诊断152

9.1液压系统故障分析与诊断的概念及其分类152

9.1.1液压传动和液压系统的类型和特点152

9.1.2液压系统故障的概念及其分类154

9.1.3液压系统故障诊断的方法156

9.2液压系统共性故障分析与诊断163

9.2.1系统噪声、振动大的故障分析与诊断164

9.2.2系统压力不正常的故障分析与诊断164

9.2.3系统动作不正常的故障分析与诊断165

9.2.4系统液压冲击大的故障分析与诊断166

9.2.5系统油温过高的故障分析与诊断166

9.2.6系统污染及泄漏控制167

9.3典型液压元件的故障分析与诊断170

9.3.1液压泵和液压马达的故障分析与诊断170

9.3.2液压缸的故障分析与诊断176

9.3.3液压控制阀的故障分析与诊断180

9.4液压控制系统的故障分析与诊断188

9.4.1液压控制系统的安装与调试188

9.4.2液压控制系统的故障分析与诊断189

10船舶动力机械的远程监测与诊断190

10.1概述190

10.2远程监测与诊断系统的设计原则与基本构成190

10.2.1船舶动力机械的远程监测与诊断系统的设计原则190

10.2.2船舶动力机械的远程监测与诊断系统的基本构成190

10.3远程监测与诊断系统的监测方法与测点布置192

10.4船载监测子系统的组成及功能194

10.4.1系统的硬件构成194

10.4.2数据库设计194

10.4.3软件结构195

10.4.4程序设计196

10.4.5界面设计199

10.4.6远程通信程序设计199

11卷扬系统的监测与诊断202

11.1卷扬系统的组成及布置形式202

11.2卷扬系统的振动诊断技术203

11.3钢丝绳损伤的磁检测技术207

11.3.1钢丝绳损伤及检测方法207

11.3.2钢丝绳磁检测技术209

11.3.3钢丝绳缺陷的漏磁检测210

11.3.4钢丝绳金属截面积损失检测214

12机车柴油机状态监测与故障诊断217

12.1概述217

12.1.1机车柴油机性能要求217

12.1.2机车柴油机主要特征217

12.1.3常用机车柴油机介绍217

12.2基于瞬时转速的机车柴油机故障诊断技术218

12.2.1原理218

12.2.2系统描述219

12.2.3模型建立220

12.2.4系统仿真221

12.2.5仿真分析226

12.3应用实例226

12.3.1检测仪简介226

12.3.2硬件结构227

12.3.3软件结构230

附录 机械系统工况监测与故障诊断名词术语238

参考文献243