了解变速机器的阶次分析

定义：什么是阶次分析？

阶次分析 是一种专门用于分析以不同速度运行的机器的振动分析技术。它不是绘制振动振幅与固定频率轴（以赫兹或每分钟次方为单位）的关系图，而是绘制振幅与“阶次”的关系图。 命令 是机器主转速的倍数。例如，1阶振动发生在运行速度（1倍）时，2阶振动发生在运行速度的两倍（2倍）时，依此类推。

为什么标准 FFT 对于变速机器来说是个问题？

标准快速傅里叶变换 (FFT) 分析的工作原理是在固定时间段内采样数据。这种方法非常适合恒速机器。然而，如果机器的速度在数据采集期间发生变化，生成的 FFT 频谱就会变得“模糊”。与运行速度直接相关的振动分量（例如 1 倍速下的不平衡量）会随着速度的变化而分散到多个频率区间，从而产生一个宽而低振幅的峰值，难以准确读取和趋势分析。阶次分析正是为解决这一特定问题而开发的。

解决方案：订单跟踪

顺序分析依赖于一种称为 订单追踪。这需要第二个传感器， 转速表 （或称“转速计”），它从旋转轴提供每转一次的脉冲。振动分析仪使用该转速计信号作为动态时间基准。它不是基于固定的内部时钟（例如每毫秒）采样数据，而是根据轴的旋转角度（例如每度）采样数据。这个过程也称为 在角度域中重采样.

通过将数据采集与轴的实际运动同步，最终得到的频谱是以阶次而非频率表示的。现在，无论机器加速或减速，1倍不平衡峰值仍将保持尖锐清晰的1阶谱峰，从而完全消除了拖尾效应。

阶次分析的主要应用

对于任何非以单一恒定速度运行的机器来说，阶次分析都至关重要。常见的应用包括：

• 车辆和发动机测试： 分析整个转速范围内的发动机、变速器和传动系统振动。
• 风力涡轮机： 转子速度随风速不断变化，因此阶次分析至关重要。

– 机器加速和减速分析： 分析机器启动或关闭时的振动数据是识别临界转速和共振的有效方法。阶次分析使这些图（例如波特图和瀑布图）清晰易读。

• 往复式机械： 分析瞬时速度可能波动的压缩机和发动机。
• 重型机械： 土方设备、采矿车辆和其他带有变速驱动器的机械。

订单分析数据如何显示？

阶次分析的结果通常可以通过以下几种方式来查看：

• 阶次谱： 振幅与阶数的关系图，类似于标准 FFT，但 x 轴上有阶数。
• 瀑布图或级联图： 三维绘图显示了随着机器转速变化，一系列阶次谱叠加在一起。清晰地显示了每个阶次的振幅如何随转速变化。
• 波特图： 加速/减速测试中使用的图表，显示特定阶次（通常为 1x 和 2x）的振幅和相位与机器速度的关系。
• 坎贝尔图： 一种专门的图表，将顺序线覆盖在系统的固有频率之上，以清楚地识别潜在的共振点（顺序线与固有频率线的交叉点）。

阶次分析是一种强大且不可或缺的工具，可以准确诊断在一定速度范围内运行的任何机器的健康状况。

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