什么是阶次分析

阶次分析是一种信号处理技术，用于分析旋转机械的振动特征。它将振动信号转换为与转速相关的频域表示，帮助识别特定转速下的振动问题。设备运行时，振动频率会随转速变化，阶次分析将原始时域信号转换为阶次谱，横轴表示转速的倍数而非固定频率。工程师通过分析1倍频、2倍频等阶次成分，可以准确诊断不平衡、不对中、轴承故障等问题。这种分析方法特别适用于变速工况下的设备监测，如汽车发动机、风力发电机等。

阶次分析在实际应用中具有显著优势。传统FFT分析在变速工况下频谱模糊，而阶次分析解决了这一问题。它通过跟踪转速变化，将非平稳信号转化为平稳的阶次谱，使特征频率更加清晰。某发电厂使用阶次分析成功诊断出汽轮机叶片裂纹，故障特征在3.2倍频处明显。汽车制造商应用阶次分析优化变速箱设计，降低了5倍频处的异常振动。这种技术还能监测齿轮啮合频率，识别齿面磨损，提高设备可靠性。阶次分析已成为旋转机械故障诊断的重要工具。