可変速機械の順序分析を理解する
注文分析 は専門化された 振動解析 技術であり、一定かつ安定した速度で運転しない機械向けに設計されています。HzまたはCPMの固定した周波数軸に対して振幅をプロットするのではなく、振幅を 注文 （シャフトの瞬時 運転速度の整数倍）に対してプロットします。第1次オーダーは1×（運転速度）における振動であり、第2次オーダーはその速度の2倍、以降も同様です。分析をクロックではなくシャフト自体に結び付けることで、オーダー分析は機械が加速または減速する際にも速度関連成分を鮮明に保ちます。
1. 定義：オーダーとは何か？
アン 注文 は基本回転速度の高調波です。機械の故障の多くがシャフト速度の整数倍での振動を励起するため、スペクトルをオーダーで表現することで各ピークを物理的な原因に直接対応させることができます。第1次オーダーはほぼ常に アンバランスを含んでいます。第2次オーダーは ずれ および特定のルーズネス状態の典型的な指標であり、高次の整数オーダーは ギアメッシュ, vane or ブレードパス ロータ上の要素数に関連するイベントに対応します。非整数（分数）オーダーは 同期していない オイルホワールやベルト欠陥などの現象を示します。要するに、オーダー軸はロータとともに動く診断マップです。
2. 可変速機械で標準FFTが失敗する理由
従来の 高速フーリエ変換（FFT） は固定ウィンドウ内で振動をサンプリングし、 時間 そのウィンドウ内で速度が一定であると仮定します。一定速度の機械ではこれで問題ありませんが、データ収集中にシャフトが加速または減速すると、速度に関連するすべての成分が取得中にスペクトル全体にわたってドリフトします。そのエネルギーは隣接する多数の周波数ビンに広がり、鮮明な線の代わりに広く低いぼやけた盛り上がりを生じます。スペクトル上に際立って現れるはずの1×不釣り合いピークがノイズの中に埋もれてしまい、正確に読み取ることが不可能になり、 トレンドには役立ちません。このスミアリングは スペクトル漏れと同じメカニズムであり、RPMの変化によって増幅されます。オーダー分析は、まさにこれを克服するために開発されました。
3. 解決策：オーダートラッキング
使用される技術は 注文追跡であり、第2の入力として タコメーター （または「タコ」）がシャフトから1回転ごとのパルスを供給することに依存しています。アナライザーは内部のクリスタルクロックではなく、このパルス列を時間基準として使用します。固定時間間隔（例えば、1ミリ秒ごと）でサンプリングするのではなく、固定 angular 間隔（例えば、回転1度ごと）でサンプリングします。これは 角度領域での再サンプリング.
2つの方法が一般的です。 ハードウェア (同期) サンプリング はタコパルスの位相ロックした倍数からアナログ-デジタルコンバーターを直接駆動するため、1回転ごとに常に同じ数のサンプルが得られます。 計算 (ソフトウェア) オーダートラッキング は高い固定レートでサンプリングした後、記録されたタコタイミングを使用して等角度ステップ上にデジタル再補間します。どちらの方法でも、結果として得られる変換はHzではなくオーダーで表現されます。機械の速度が変化しても、1×ラインは第1オーダービン内に高くて鋭いピークとして留まり、スミアリングは消えます。タコは 段階 基準も提供します。これにより、アナライザーが ボード そして ナイキスト スピンアップ中のプロット。
重要なポイント：オーダー分析はデータ取得をシャフトの 角度 instead of 時間そのため、速度同期振動は各RPMで鮮明に保たれます。
4. 主な用途
オーダー分析は速度が一定でない場所では欠かせません：
- 車両およびエンジン試験： 全RPMスイープにわたるエンジン、トランスミッション、ドライブラインの振動を解析します。
- Wind turbines: ロータ速度が風に合わせて継続的に変化するため、固定周波数による観測は意味をなしません。オーダー分析は不可欠です。
- 起動・停止時の解析： 機械の起動または停止時の振動を取得することは、 臨界速度 そして 共振；オーダー追跡により、その結果の コーストダウン 見やすく明確なプロット。
- 往復動機械： 各サイクル内で瞬時回転速度が変動するコンプレッサーおよびエンジン。
- 大型・移動式機械： 土工機械、採掘車両、その他の可変速駆動装置。
5. オーダー分析データの表示方法
結果は、互いに補完する複数のフォーマットで表示されます：
- スペクトルを注文する： 振幅対オーダー ― 標準的なFFTと同様ですが、X軸にオーダーが表示されます。
- Waterfall または cascade plot: 各オーダーの振幅が速度変化に伴いどのように推移するかを示す、積み重ね3次元オーダースペクトル。
- ボードプロット： 追跡対象の1つのオーダー（通常は1×または2×）の振幅と位相を機械速度に対してプロットしたもので、ランアップ／コーストダウン試験の基幹となります。
- キャンベル図: システムの固有振動数に重ねて表示されたオーダーライン。オーダーラインが固有振動数ラインと交差する箇所で共振が現れます。
A トラッキングフィルター トリム作業のためにリアルタイムで単一オーダーを分離することができ、また キャンベル図計算機 試験前にそれらの交差点がどこに発生するかを予測するのに役立ちます。
6. 実際の現場作業におけるオーダー分析
現場では、定常速度を維持できない機械のバランス取りにオーダー分析が不可欠です。 バランセット-1A は光学式レーザータコメーターを使用して振動データを軸角度に同期させます。これにより、 フィールドバランシング での1×アンバランス成分の計測は、負荷変動によってRPMが変動するファンやポンプでも精度を維持します。同じタコ参照方式により、アナライザーは速度同期の1×ピークを固定周波数ノイズ（例えば 軸受欠陥周波数）から分離し、重点位置の信頼性の高い読み取りを実現します。実質的に、オーダー分析こそが可変速機械からの振動データを、エンジニアが実際に活用できるデータへと変換するものです ― 幅広い速度域で運転されるあらゆるロータの健全性を正確に診断します。
