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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、推广机械监诊技术应用的意义5

五、机械状态监测与故障诊断在我国的进展6

第二节　造纸机械状态监测与故障诊断学7

一、造纸机械特征及开展状态监测与故障诊断的必要性7

二、国内外造纸机械状态监测与故障诊断的进展情况8

三、主要研究内容和方法9

四、造纸机械监诊学的定义11

五、造纸机械状态监测与故障诊断的过程11

二、未来10～15年内技术发展和应用趋势12

一、今后商业化应用需求12

第三节　我国造纸机械状态监诊技术应用发展趋势12

第二章　造纸机械诊断信号处理的理论基础13

第一节　故障信号的采集与处理系统13

一、基本概念13

二、信号分类13

三、信号采集与处理的相关学科14

四、信号转换与传感器15

五、信号的采集16

六、信号处理及其分类17

七、监测及诊断系统的工作过程与步骤19

第二节　故障诊断的预测技术20

一、预测的基本原理20

二、预测的分类21

四、预测的步骤22

三、预测的特点22

五、设备监诊中常用的几种预测技术24

第三节　信号处理的时域分析26

一、幅值域26

二、时差域28

三、平稳随机过程与非平稳随机过程29

四、各态历经过程30

第四节　信号处理的频域分析32

一、周期信号的傅立叶级数展开式32

二、非周期信号的傅立叶级数展开式33

三、频域内的能量谱密度函数33

四、巴什瓦（Parseval）定理34

五、卷积定理34

第五节　数字信号的处理分析34

一、数字信号处理的基本流程35

二、常用信号分析函数间的关系36

三、采样与采样定理36

四、混叠误差37

五、截断与泄漏38

六、加窗处理39

七、量化与量化误差41

第六节　快速傅立叶变换（FFT）42

一、离散傅立叶变换（DFT）42

二、快速傅立叶变换（FFT）42

三、基于傅立叶变换的补充分析44

第三章　造纸机械转动件的监测与诊断49

第一节　造纸机械转动件故障概况49

一、转子系统、转子振动与转子故障间的关系49

二、旋转机械振动故障的分类50

一、转轴组件故障信号常用分析方法51

第二节　转动件监测与诊断原理51

二、转子不平衡53

三、轴系不对中55

四、转子裂纹56

五、油膜涡动与油膜振荡57

六、转子碰摩61

第三节　造纸机械转动件的监诊应用62

一、造纸机压榨辊监诊应用实例62

二、造纸机张紧辊监诊应用实例67

第四节　造纸机械转动件的动平衡技术74

一、转子静力不平衡及动力不平衡的概念74

二、转子平衡方法的类型及其选择75

三、现场平衡法的基本原理76

四、现场平衡的方法和步骤76

一、基本情况79

二、滚动轴承故障失效的主要形式79

第四章　滚动轴承系的监测与诊断79

第一节　概述79

第二节　滚动轴承的振动诊断80

一、滚动轴承的振动机理81

二、滚动轴承动态信号的拾取84

三、滚动轴承的振动故障识别84

第三节　造纸机械滚动轴承监诊应用89

一、轴承损坏的阶段性89

二、轴承振动变化特点89

三、软压光机热辊轴承监诊实例90

四、纸机中心压榨辊轴承监诊实例94

五、烘缸轴承监诊实例97

第四节　电动机及其轴承监诊98

二、电流冲蚀现象与轴承损坏99

一、电动机故障特点与测点布置99

三、真空压榨辊交流变频传动电动机监诊100

第五节　其他监测方法103

一、接触电阻法103

二、光纤监测技术104

第五章　齿轮箱系的监测与诊断106

第一节　概述106

一、齿轮系传动与造纸机械状态106

二、齿轮故障106

三、齿轮故障诊断方法与比较107

第二节　齿轮的常见故障107

一、齿轮故障分类107

二、齿轮故障的具体形式108

第三节　齿轮的振动机理109

一、齿轮的基本振动分析109

二、齿轮振动信号的调制原理111

三、齿轮振动信号的其他成分116

第四节　齿轮故障诊断方法117

一、功率谱（频谱）分析118

二、倒频谱分析120

三、时域同步平均法125

四、时域分析法128

第五节　造纸机械齿轮箱监诊应用130

一、齿轮箱监诊共性问题130

二、测点选择与安装134

三、真空泵齿轮箱监诊实例134

第六章　逻辑诊断与机械故障树分析138

第一节　逻辑诊断基本问题138

一、逻辑代数的基本概念138

二、变量间逻辑关系与逻辑运算138

三、故障诊断中的基本逻辑问题140

第二节　故障树分析法概述143

一、故障树分析起源与发展143

二、故障树分析法基本概念143

三、故障树分析法的过程144

四、故障树分析法的优点145

五、故障树分析法的缺陷145

六、故障树分析的步骤145

七、故障树分析法中采用的符号146

第三节　故障树的建造148

一、故障树建立的主要价值148

二、建立故障树的主要步骤149

三、建立故障树注意事项151

四、故障树与结构函数151

五、故障树的化简152

第四节　故障树的定性分析153

一、割集与最小割集153

二、路集和最小路集154

三、最小割集算法154

四、最小路集算法156

第五节　故障树的定量分析157

一、事件和与事件积的概率计算公式157

二、用最小割集结构函数求顶事件发生概率158

三、事件重要计算159

第七章　造纸机械监诊系统简介163

第一节　概述163

第二节　监诊系统类型163

一、监诊系统现状163

二、监诊系统分类164

一、基本构成165

第三节　监诊系统的组成165

二、发展趋势166

第四节　定期监诊系统167

一、数据采集器167

二、软件功能及工作方式168

第五节　连续监诊系统170

一、单机系统170

二、分布式集散系统170

三、造纸机在线监诊系统介绍171

第六节　故障诊断专家系统176

一、专家系统概述176

二、专家系统分类177

三、专家系统的理想模型177

四、专家系统的基本结构178

二、颗粒计数器方法181

三、油样光谱分析法181

第一节　油样分析方法与应用181

一、磁塞检查法181

第八章　润滑油系的监测与诊断181

四、油样铁谱分析法182

第二节　油样光谱分析法182

一、光谱分析法的物理原理182

二、原子吸收分光光度计的工作原理183

三、原子发射光谱法的工作原理184

四、油样光谱法的发展应用概况184

第三节　油样铁谱分析法185

一、分析式铁谱仪的组成及工作原理185

二、分析式铁谱仪的定性及定量分析187

三、直读式铁谱仪的组成及工作原理188

二、温度测量方法189

一、温度测量的基本原理189

第一节　温度与温度测量189

第九章　温度测量与设备监诊189

三、温度计的分类190

第二节　红外监测基本原理190

一、红外线190

二、红外线辐射的基本定理191

三、红外辐射基本定理192

四、红外线辐射在大气中的传输193

第三节　红外探测器194

一、红外探测器的类型及工作原理194

二、红外探测器的性能和特点195

第四节　红外测温仪表196

一、红外测温仪表的分类及工作原理196

二、光机扫描像仪的工作原理198

一、红外热成像系统分类198

第五节　红外热成像系统198

二、红外测温在设备诊断中的应用198

三、红外热电视的工作原理199

四、红外成像技术在设备诊断上的应用200

第十章　超声与声发射监诊法202

第一节　超声诊断基本原理202

一、声与超声波202

二、超声波的特点202

三、超声波的类型203

四、超声波的传播速度与声阻抗204

五、超声波垂直射到平界面上的反射和透射205

六、超声波倾斜入射到平界面上的反射和折射209

七、超声波的衰减210

八、超声声场210

一、脉冲反射法211

第二节　超声波探伤方法211

三、共振法212

二、穿透法212

第三节　声发射技术213

一、声发射机理213

二、声发射信号的传输213

三、声发射技术的特点213

四、声发射技术测量的参数描述213

第十一章　传感器及监诊标准简介216

第一节　传感器简介216

一、传感器定义216

二、传感器命名法及代号216

四、传感器的分类217

五、传感器的选用217

三、传感器的应用217

第二节　造纸机械监诊常用的传感器218

一、电涡流位移传感器218

二、速度传感器219

三、压电式加速度传感器219

第三节　传感器的安装与使用221

一、电涡流位移传感器探头的安装221

二、加速度传感器的安装222

三、传感器的使用222

第四节　相关监诊标准与评价方法222

一、振动标准222

二、动平衡标准225

三、对中标准228

四、评价与诊断方法示例228

主要参考文献231