2026年機械維修（故障診斷）試題及答案

（考試時間：90分鐘滿分100分）班級______姓名______第I卷（選擇題共30分）答題要求：本卷共6題，每題5分。在每題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的。請將正確答案的序號填在括號內(nèi)。1.機械故障診斷的第一步是（）A.信號采集B.狀態(tài)識別C.特征提取D.故障診斷決策答案：A2.以下哪種傳感器常用于測量振動信號（）A.熱電偶B.應變片C.加速度計D.超聲波傳感器答案：C3.故障模式識別的主要依據(jù)是（）A.故障原因B.故障特征C.故障影響D.故障歷史答案：B4.基于機器學習的故障診斷方法中，以下哪種算法常用于分類問題（）A.線性回歸B.決策樹C.聚類分析D.主成分分析答案：B5.對于旋轉機械，以下哪種故障可能導致振動頻譜中出現(xiàn)明顯的倍頻成分（）A.不平衡B.不對中C.松動D.軸承磨損答案：B6.故障診斷中的信號預處理不包括以下哪項（）A.濾波B.降噪C.特征提取D.放大答案：C第II卷（非選擇題共70分）二、填空題（共20分）答題要求：本大題共5空，每空4分。請將答案填在題中的橫線上。1.機械故障診斷的常用方法包括______、______、______、______和______等。（答案：基于傳感器的監(jiān)測診斷法、基于信號處理的故障診斷法、基于故障特征提取的診斷法、基于故障模式識別的診斷法、基于人工智能的故障診斷法）2.振動信號的時域特征參數(shù)主要有______、______、______等。（答案：均值、方差、峰值）3.故障診斷中的特征提取方法主要有______、______、______等。（答案：時域特征提取、頻域特征提取、時頻域特征提取）4.故障診斷決策的主要內(nèi)容包括______、______、______等。（答案：故障類型判斷、故障嚴重程度評估、維修決策制定）5.基于深度學習的故障診斷方法主要有______、______、______等。（答案：卷積神經(jīng)網(wǎng)絡、循環(huán)神經(jīng)網(wǎng)絡、生成對抗網(wǎng)絡）三、簡答題（共15分）答題要求：本大題共3題，每題5分。簡要回答問題。1.簡述機械故障診斷的基本流程。答案：機械故障診斷的基本流程包括信號采集、信號預處理、特征提取、故障模式識別和故障診斷決策。首先通過傳感器采集機械運行過程中的各種信號，然后對信號進行濾波、降噪等預處理，接著提取信號的特征，再根據(jù)特征識別故障模式，最后做出故障診斷決策，如確定故障類型、嚴重程度及維修方案等。2.簡述振動傳感器的工作原理。答案：振動傳感器利用某些物理效應將振動信號轉換為電信號。例如，加速度計基于壓電效應，當感受到振動時，質量塊產(chǎn)生慣性力，使壓電元件產(chǎn)生電荷，從而輸出與振動加速度成正比的電信號；位移傳感器則通過測量振動引起的位移變化，利用電磁感應、電容變化等原理轉化為電信號來反映振動情況。3.簡述故障模式識別的常用方法。答案：故障模式識別的常用方法有基于閾值的方法，設定特征參數(shù)閾值來判斷是否為故障模式；基于模板匹配的方法，將當前特征與已知故障模板對比；基于分類算法的方法，如決策樹、神經(jīng)網(wǎng)絡等對故障模式進行分類識別；基于聚類分析的方法，將特征數(shù)據(jù)聚類，不同簇對應不同故障模式。四、分析題（共15分）答題要求：本大題共1題，15分。閱讀材料，回答問題。材料：某機床在運行過程中，操作人員發(fā)現(xiàn)振動異常增大。通過加速度傳感器采集到了振動信號，對信號進行頻譜分析后發(fā)現(xiàn)，在1000Hz附近出現(xiàn)了一個明顯的峰值。已知該機床的正常運行轉速為1500r/min，電機極對數(shù)為2。問題：請分析該機床可能出現(xiàn)的故障，并說明理由。答案：首先計算電機的旋轉頻率，根據(jù)公式f=pn/60（其中p為極對數(shù)，n為轉速），可得f=2×1500/60=50Hz。振動頻譜中1000Hz附近出現(xiàn)明顯峰值，1000Hz是旋轉頻率50Hz的20倍，出現(xiàn)明顯的倍頻成分。在旋轉機械中，不對中故障常導致振動頻譜中出現(xiàn)明顯倍頻成分。所以該機床可能出現(xiàn)的故障是不對中，理由是振動頻譜中出現(xiàn)了與旋轉頻率成整數(shù)倍關系的明顯峰值，符合不對中故障的頻譜特征。五、綜合題（共20分）答題要求：本大題共1題，2題，每題10分。結合所學知識，綜合分析問題并回答。材料：某大型機械設備在運行一段時間后，出現(xiàn)了溫度異常升高的現(xiàn)象。經(jīng)過初步檢查，發(fā)現(xiàn)潤滑油的油溫明顯高于正常范圍，設備的振動也有所增加。同時，操作人員還發(fā)現(xiàn)設備的功率消耗比以往有所增大。問題1：請分析該設備可能出現(xiàn)的故障原因。答案：設備溫度異常升高，潤滑油油溫高于正常范圍，可能是潤滑系統(tǒng)故障，如潤滑油不足、油質變差、潤滑部件磨損等，導致潤滑效果下降，摩擦產(chǎn)生過多熱量。設備振動增加，可能存在機械部件的不平衡、不對中、松動等問題。功率消耗增大，一方面可能是機械故障導致運行阻力增加，另一方面也可能是電氣系統(tǒng)故障，如電機故障等。綜合來看，可能是多種故障相互影響導致了設備出現(xiàn)這些異常現(xiàn)象。問題2：針對可能的故障原因，提出相應的故障診斷方法和維修措施。答案：對于潤滑系統(tǒng)故障，可通過檢查潤滑油液位、油質，更換潤滑油來判斷和處理；利用油液分析技術監(jiān)測潤滑油的磨損顆粒等指標。對于機械部件不平衡、不對中、松動等故障，可使用振動