تحليل وتحسين خطأ تسرب المياه لمفصلة المياه الرادارية الأرضية_مفصلة المعرفة

الملخص: يقدم هذا المقال تحليلاً مفصلاً لمشكلة التسرب في مفصل الماء بالرادار الأرضي. فهو يحدد موقع الخطأ، ويحدد السبب الرئيسي للخطأ، ويقترح تدابير التحسين. ويتم بعد ذلك التحقق من فعالية هذه التدابير من خلال تحليل واختبار المحاكاة الميكانيكية.

مع استمرار تطور أنظمة تكنولوجيا الرادار، يتزايد الطلب على طاقة نقل الرادار، خاصة مع التوجه نحو المصفوفات الأكبر والبيانات الضخمة. لم تعد طرق تبريد الهواء التقليدية كافية لتلبية متطلبات التبريد لهذه الرادارات الأكبر حجمًا. يعد تبريد واجهة الرادار أمرًا ضروريًا، على الرغم من أن الرادارات الأرضية الحديثة تنتقل من المسح الميكانيكي إلى المسح المرحلي. ومع ذلك، لا يزال هناك حاجة لدوران السمت الميكانيكي. يتم تحقيق هذا الدوران ونقل سائل التبريد بين المعدات السطحية من خلال وصلات دوارة سائلة، والمعروفة أيضًا باسم مفصلات الماء. يؤثر أداء المفصلة المائية بشكل مباشر على الأداء العام لنظام تبريد الرادار، مما يجعل من الضروري ضمان موثوقية المفصلة المائية وطول عمرها.

وصف الخطأ: يتميز خطأ التسرب في مفصل مياه الرادار بزيادة معدل التسرب مع زيادة وقت الدوران المستمر للهوائي. الحد الأقصى لمعدل التسرب يصل إلى 150 مل/ساعة. بالإضافة إلى ذلك، يختلف معدل التسرب بشكل كبير عندما يتوقف الهوائي عند مواضع سمت مختلفة، مع ملاحظة أعلى معدل تسرب في الاتجاه الموازي لجسم السيارة (حوالي 150 مل / ساعة) والأدنى في الاتجاه المتعامد مع جسم السيارة (حوالي 10 مل) /ح).

موقع الخطأ وتحليل السبب: لتحديد موقع خطأ التسرب، يتم إجراء تحليل شجرة الأخطاء، مع الأخذ في الاعتبار الهيكل الداخلي لمفصلة المياه. يستبعد التحليل بعض الاحتمالات بناءً على اختبارات الضغط قبل التثبيت. تم تحديد أن الخلل يكمن في الختم الديناميكي 1، والذي يحدث بسبب مشكلة في الاتصال بين مفصلة الماء وحلقة المجمع أثناء عملية التجميع. يتجاوز تآكل الحلقة الانزلاقية المسننة قدرة التعويض للحلقة O، مما يؤدي إلى فشل الختم الديناميكي وتسرب السائل.

تحليل الآلية: تكشف القياسات الفعلية أن عزم الدوران الأولي لحلقة الانزلاق يبلغ 100 نيوتن متر. تم إنشاء نموذج العناصر المحدودة لمحاكاة سلوك المفصلة المائية في ظل الظروف المثالية والأحمال غير المتوازنة الناتجة عن عزم حلقة الانزلاق وزاوية الانعراج. ويبين التحليل أن انحراف العمود الداخلي، وخاصة في الجزء العلوي، يؤدي إلى اختلافات في معدل الضغط بين الأختام الديناميكية. يواجه الختم الديناميكي 1 أشد حالات التآكل والتسرب بسبب الحمل اللامركزي الناتج عن الاتصال بين مفصلة الماء وحلقة التحويل.

تدابير التحسين: استناداً إلى أسباب الفشل المحددة، يتم اقتراح التحسينات التالية. أولاً، تم تغيير الشكل الهيكلي للمفصلة المائية من الترتيب الشعاعي إلى الترتيب المحوري، مما يقلل أبعادها المحورية مع الحفاظ على الشكل الأصلي والواجهات دون تغيير. ثانيًا، تم تحسين طريقة دعم الحلقات الداخلية والخارجية للمفصل المائي باستخدام محامل الاتصال الزاوي مع التوزيع المزدوج في كلا الطرفين. يؤدي ذلك إلى تحسين قدرة المفصلة المائية على مقاومة التأرجح.

تحليل المحاكاة الميكانيكية: تم إنشاء نموذج جديد للعناصر المحدودة لتحليل سلوك المفصلة المائية المحسنة، بما في ذلك جهاز إزالة الانحراف المضاف حديثًا. ويؤكد التحليل أن إضافة جهاز إزالة الانحراف يزيل بشكل فعال الانحراف الناتج عن الاتصال بين حلقة التحويل ومفصلة الماء. وهذا يضمن أن العمود الداخلي للمفصلة المائية لم يعد يتأثر بالأحمال اللامركزية، وبالتالي تحسين عمر وموثوقية المفصلة المائية.

نتائج التحقق: تخضع مفصلة المياه المحسنة لاختبارات الأداء المستقلة، واختبارات الضغط بعد مجموعة الدوران المتكاملة مع حلقة التحويل، واختبارات تركيب الماكينة بالكامل، واختبارات ميدانية واسعة النطاق. بعد 96 ساعة من اختبارات النسخ وسنة واحدة من اختبارات تصحيح الأخطاء الميدانية، أظهرت المفصلة المائية المحسنة أداءً ممتازًا دون أي أعطال.

من خلال تنفيذ التحسينات الهيكلية وإضافة جهاز إزالة الانحراف، يتم التحكم بشكل فعال في مشكلة الانحراف بين المفصلة المائية وحلقة التجميع. وهذا يضمن طول عمر وموثوقية مفصلة المياه، مما يقلل من خطر التسرب. يؤكد تحليل المحاكاة الميكانيكية والتحقق من الاختبار فعالية هذه التحسينات.