Actran 以清晰案例與圖解，帶你一次讀懂階次的本質，並深入探討頻率與階次的差異，以及馬達、風扇、齒輪箱等元件的NVH行為特徵。工程師可快速掌握階次計算方法與可視化技巧，提升故障診斷精準度與效率。
2025最新NVH解析｜階次分析在旋轉機械故障診斷的應用全攻略解讀核心應用，特別是在馬達、風扇、齒輪箱聲學模擬。階次（ Orde r）、頻率（ Frequency ）也讓你傻傻分不清楚嗎? 快看以下解說與案例分析吧！！
在旋轉機械的振動診斷領域，「階次（Order）」是一個既常見又容易被誤解的名詞。它在各種旋轉設備的健康監測與故障識別中扮演核心角色，但許多工程師初學時常會對它的定義與意義感到困惑。
舉例來說：當你觀察到某個頻率的振動峰值時，有人稱它是「10 Hz」，也有人說是「3階次」，到底哪個才是正確的描述？
為什麼四行程引擎每兩圈才點火一次，卻出現了「3階次」這樣的表達方式？
齒輪傳動系統中，出現了「1.625階次」這樣的非整數數據，這背後到底代表什麼意義？
這些看似矛盾的情況，其實都與階次的物理意義有關。唯有真正掌握階次分析，工程師才能在多變轉速下做出準確的診斷與判斷。
1. 階次的最簡單定義：階次（Order）是指旋轉部件每轉一圈（即 360°）時，某事件發生的次數。
類比說明：可以將它想像成：數一個車輪每轉一圈壓過了多少個水溝蓋。
與頻率的關鍵差異：
頻率（Frequency, Hz）：表示在一秒鐘內事件發生的次數，屬於時間的概念。
階次（Order）：表示在旋轉一圈內事件發生的次數，屬於空間或角度的概念。
在不同轉速下，同一故障特徵的頻率會隨著轉速變化，因此頻率（Hz）不是固定的，但其對應的階次通常是固定的，可以參考頻譜圖對比。
假設：
因為半徑越大，旋轉速度越慢，因此：
那麼：
✅ 結論：B 軸相對於 A 軸的階次是 3 階次。
其轉速-幅值曲線中，綠色線即為階次曲線。
在旋轉機械分析中，「階次（Order）」與「頻率（Frequency）」雖然都描述事件發生的次數，但本質上有著明顯差異，混淆兩者將可能導致錯誤的診斷與分析。
| 對比項 | 頻率（Hz） | 階次（Order） |
|---|---|---|
| 定義 | 每秒發生的次數 | 每轉一圈內發生的次數 |
| 單位 | 赫茲（Hz） | 無單位（純數字） |
| 依賴關係 | 為絕對值，與轉速無關 | 為相對值，依賴參考軸的轉速 |
| 典型場景 | 電子設備、隨機振動等 | 旋轉機械、齒輪箱、發動機等 |
尤其在變轉速條件下，同一個機械故障對應的頻率會隨轉速改變，但其階次保持不變，這使得階次分析成為變轉速機械中極為關鍵的診斷工具。
在瀑布圖（Waterfall）中呈現階次，通常用於旋轉機械的振動分析，其目的在於觀察隨著轉速變化時，各個階次（機械轉速的倍頻）如何出現、成長或消失。
瀑布圖是一種3維的視覺化呈現方式，通常是：
隨著轉速增加，固定的階次會對應不同頻率，在頻率軸上會呈現斜線的軌跡(如圖中黑色斜實線)，例如：1階會從 50Hz → 100Hz → 150Hz 隨轉速上升而增加，形成一條斜斜的線，2階、3階會呈現更陡的斜線。若黑色斜線剛好對應到瀑布圖中顏色或幅值高的位置，即可判斷為該階次造成的聲壓結果，可能有明顯的共振或故障特徵（如不平衡、偏心、鬆動等）。
對於工程師來說，階次是旋轉機械的”基因密碼”，階次分析可以揭示隱藏的故障模式。
當分析軸承時，重點關注於軸承的特徵階次。
當分析齒輪箱時，應該診斷齒輪嚙合階次與邊頻帶。
對於四衝程單缸引擎來說，旋轉2圈做功1次，階次為0.5。階次獨立於轉速，只與機械的結構相關!
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