《设备状态监测与故障诊断技术》教学大纲

开课单位：冶金与石油工程系

课程负责人：王春

                                                 适用于本科机械设计制造及其自动化等专业

                                                教学时数：32学时

课程总学时：32 学时。

一、课程的概述    

本课程是机械设计制造及其自动化专业冶金装备方向等本科专业的专业教育选修课。课程主要内容包括机械设备故障诊断技术的基本概念、机械物理信号分析基础、机械状态识别方法、转轴组件、滚动轴承和齿轮的失效形式及其诊断方法和手段，设备状态调整及转子动平衡理论与方法手段等。通过本课程的学习，旨在使学生理解和掌握冶金行业典型设备故障诊断领域的基础理论、专业知识和基本技能，了解和掌握常用诊断仪器系统的使用方法，提高独立解决工程实际中设备运行维护与维修问题的能力，为从事相关工程技术工作打好基础。

本课程的先修课程主要有《机械制图》、《材料力学》、《理论力学》、《机械原理》、《机械设计》、《金属工艺学》、《材料力学》、《理论力学》、《机械制造技术基础》、《液压与气压传动》、《冶炼机械》、《轧钢机械》等。

本课程的后续课程主要有《毕业设计》等课程。

二、课程的基本要求

 通过本课程学习，应达到以下基本要求：掌握机械设备状态监测与诊断技术的一般原理和方法；了解转轴组件、齿轮和滚动轴承的失效形式；掌握机械设备状态监测的测点布置、信号获取和监测系统构建方法；掌握各种传感器的工作原理以及选用；能够运用信号处理方法分析设备状态及提取特征信号；学习和掌握各种故障诊断方法以及监测手段；了解设备状态的判定与趋势分析；初步培养学生的分析问题和解决工程实际问题的能力。

三、课程教学内容

第 1 章绪论   设备故障诊断概述

1．该章的基本要求与基本知识点：

基本要求: 了解设备故障形成基本机理及危害，国内外设备故障诊断发展；了解设备的寿命及劣化曲线，故障诊断的内容及基本方法。熟悉的基本知识点：劣化曲线。

2.教学重点与难点：劣化曲线

第 2 章机械振动及信号

1. 该章的基本要求与基本知识点：基本要求: 本章主要了解和掌握机械振动的基础，振动信号的描述，设备状态信号的物理表现。熟悉基本知识点：信号，设备状态。

2.教学重点与难点：信号。

第 3 章机械信号测取技术

1．该章的基本要求与基本知识点：

基本要求: 了解加速度传感器，速度传感器，电涡流传感器的结构及工作原理及传感器的校准与选用数模转换与模数转换。基本知识点：传感器，激振，数模转换器，模数转换器。

2、教学重点与难点：传感器。

 第 4 章信号特征提取信号分析技术

1．该章的基本要求与基本知识点：

基本要求:掌握信号特征的时域提取方法，信号特征频域提取方法。基本知识点：平均值，均方值，采样定理，截断，泄露，窗函数。

2、教学重点与难点：采样定理。

 第 5 章设备状态的判定与趋势分析

1．该章的基本要求与基本知识点：

基本要求: 掌握设备诊断标准的判定参数、分类，介绍，设备状态劣化趋势分析。基本知识点：诊断标准，劣化趋势。

2、教学重点与难点：诊断标准

第 6 章旋转机械故障诊断

1．该章的基本要求与基本知识点：

基本要求: 了解旋转机械的动力学特征及信号特点，了解几种故障案例：不平衡分析案例，轴弯曲案例，不对中案例，热变形分析案例等。基本知识点：旋转机械动力学特征，不平衡分析案例。

 2、教学重点与难点：旋转机械动力学特征。

第 7 章滚动轴承故障诊断

1．该章的基本要求与基本知识点：

基本要求: 了解滚动轴承的失效形式、振动机理与信号特征。基本知识点：滚动轴承故障诊断。

2、教学重点与难点：滚动轴承故障诊断。

第 8 章齿轮箱故障诊断

1．该章的基本要求与基本知识点：

基本要求: 了解齿轮的失效形式、振动机理与信号特征及齿轮故障分析方法。基本知识点：齿轮的失效形式，齿轮的振动机理

2、教学重点与难点：齿轮的失效形式。

第 9 章设备状态调整

1．该章的基本要求与基本知识点：

基本要求: 了解滑动轴承、滚动轴承的间隙与测量调整，掌握齿轮的装配与调整，联轴器对中调整，转子现场动平衡技术。基本知识点：齿轮的失效形式，齿轮的振动机理

2、教学重点与难点：齿轮的失效形式。

四、课程学时数安排

五、实验

开课实验室：机械电子教研室

六、推荐教材、参考资料

1．《机械故障诊断技术》张键主编，北京：机械工业出版社。2010.01

2．《机械故障诊断基础》廖伯瑜主编北京冶金工业出版社 2003 

3．韩捷，张瑞林等编．旋转机械故障机理及诊断技术 . 北京：机械工业出版社，1997.

4．张安华.  机电设备状态检测与故障诊断技术. 陕西：陕西教育出版社，1995.。

5．盛兆顺，尹琦岭主编．设备状态监测与故障诊断技术及应用. 北京：化学工业出版社，2003。

七、执行大纲说明

                            制定：王春                   参与：蒋德平、陈祥伟、邓显玲、李长江等

                            审核：李长江                 批准：

                            制定日期： 2015年 05月20日