Analýza a zlepšení poruchy úniku vody pozemního radaru Water Hinge_Hinge Knowledge

Abstrakt: Tento článek poskytuje podrobnou analýzu problému netěsnosti v pozemním radarovém vodním závěsu. Identifikuje místo poruchy, určí hlavní příčinu poruchy a navrhne opatření ke zlepšení. Účinnost těchto opatření je následně ověřena pomocí mechanické simulační analýzy a testování.

Jak se systémy radarové technologie neustále vyvíjejí, poptávka po radarovém vysílacím výkonu roste, zejména s přechodem na větší pole a velká data. Tradiční způsoby chlazení vzduchem již nestačí ke splnění požadavků na chlazení těchto větších radarů. Chlazení přední části radaru je nezbytné, i když moderní pozemní radary přecházejí z mechanického skenování na fázové skenování. Mechanická rotace azimutu je však stále nutná. Tohoto otáčení a přenosu chladicí kapaliny mezi povrchovými zařízeními je dosaženo pomocí tekutých rotačních spojů, známých také jako vodní panty. Výkon vodního pantu přímo ovlivňuje celkový výkon radarového chladicího systému, takže je zásadní zajistit spolehlivost a dlouhou životnost vodního pantu.

Popis závady: Porucha úniku v závěsu radarové vody je charakterizována zvýšením rychlosti úniku s delší dobou nepřetržitého otáčení antény. Maximální rychlost úniku dosahuje 150 ml/h. Kromě toho se míra úniku výrazně liší, když se anténa zastaví v různých polohách azimutu, přičemž nejvyšší míra úniku pozorovaná ve směru rovnoběžném s karoserií vozidla (přibližně 150 ml/h) a nejnižší ve směru kolmém ke karoserii vozidla (kolem 10 ml /h).

Lokalizace poruchy a analýza příčiny: Pro přesné určení místa poruchy úniku se provádí analýza stromu poruch, která bere v úvahu vnitřní strukturu vodního pantu. Analýza vylučuje určité možnosti na základě tlakových zkoušek před instalací. Bylo zjištěno, že chyba spočívá v dynamickém těsnění 1, což je způsobeno problémem spojení mezi vodním závěsem a sběrným kroužkem během procesu montáže. Opotřebení ozubeného sběrného kroužku překračuje kompenzační schopnost O-kroužku, což vede k dynamickému selhání těsnění a úniku kapaliny.

Analýza mechanismu: Skutečná měření ukazují, že počáteční krouticí moment sběracího kroužku je 100 N·m. Je vytvořen model konečných prvků, který simuluje chování vodního závěsu za ideálních podmínek a nevyváženého zatížení způsobeného kroutícím momentem sběracího kroužku a úhlem stáčení. Analýza ukazuje, že průhyb vnitřní hřídele, zejména v horní části, vede k odchylkám rychlosti stlačení mezi dynamickými těsněními. Dynamické těsnění 1 zažívá nejzávažnější opotřebení a netěsnosti v důsledku excentrického zatížení způsobeného spojením mezi vodním závěsem a vychylovacím kroužkem.

Opatření ke zlepšení: Na základě zjištěných příčin selhání jsou navržena následující vylepšení. Nejprve se změní konstrukční forma vodního závěsu z radiálního uspořádání na axiální, čímž se zmenší jeho axiální rozměry při zachování původního tvaru a rozhraní beze změny. Za druhé, způsob podepření vnitřního a vnějšího kroužku vodního závěsu je vylepšen použitím ložisek s kosoúhlým stykem s párovým rozvodem na obou koncích. To zlepšuje schopnost vodního pantu proti kývání.

Mechanická simulační analýza: Je vytvořen nový model konečných prvků, který analyzuje chování vylepšeného vodního závěsu, včetně nově přidaného zařízení pro eliminaci excentricity. Analýza potvrzuje, že přidání zařízení pro eliminaci excentricity účinně eliminuje průhyb způsobený spojením mezi odkloněným kroužkem a vodním závěsem. Tím je zajištěno, že vnitřní hřídel vodního pantu již není ovlivňována excentrickým zatížením, čímž se zvyšuje životnost a spolehlivost vodního pantu.

Výsledky ověření: Vylepšený vodní pant prochází samostatnými výkonnostními testy, tlakovými testy po integrované rotační kombinaci s vychylovacím kroužkem, testy instalace celého stroje a rozsáhlé testy v terénu. Po 96 hodinách testů kopírování a 1 roce testů ladění v terénu vylepšený vodní pant prokazuje vynikající výkon bez poruch.

Zavedením konstrukčních vylepšení a přidáním zařízení pro eliminaci excentricity je problém vychýlení mezi vodním závěsem a sběrným kroužkem účinně řízen. To zajišťuje dlouhou životnost a spolehlivost vodního pantu a snižuje riziko úniku. Mechanická simulační analýza a testovací ověření potvrzují účinnost těchto vylepšení.