Analyse og forbedring af vandlækagefejl i en jordradar Vandhængsel_Hingeviden

Abstrakt: Denne artikel giver en detaljeret analyse af lækageproblemet i et jordradarvandhængsel. Den identificerer fejlens placering, fastlægger hovedårsagen til fejlen og foreslår forbedringstiltag. Effektiviteten af ​​disse foranstaltninger verificeres derefter gennem mekanisk simuleringsanalyse og test.

Efterhånden som radarteknologisystemer fortsætter med at udvikle sig, er efterspørgslen efter radartransmissionskraft stigende, især med bevægelsen mod større arrays og big data. Traditionelle luftkølingsmetoder er ikke længere tilstrækkelige til at opfylde kølekravene for disse større radarer. Afkøling af radarfronten er afgørende, selvom moderne jordradarer går fra mekanisk scanning til fasescanning. Der kræves dog stadig mekanisk azimutrotation. Denne rotation og transmissionen af ​​kølevæske mellem overfladeudstyr opnås gennem flydende roterende samlinger, også kendt som vandhængsler. Vandhængslets ydeevne påvirker direkte radarkølesystemets samlede ydeevne, hvilket gør det afgørende at sikre vandhængslets pålidelighed og levetid.

Fejlbeskrivelse: Lækagefejlen i radarvandhængslet er karakteriseret ved en stigning i lækageraten med længere kontinuerlig rotationstid af antennen. Den maksimale lækagehastighed når 150 ml/t. Derudover varierer lækagehastigheden betydeligt, når antennen stopper ved forskellige azimutpositioner, med den højeste lækagehastighed observeret i retningen parallelt med køretøjets karrosseri (ca. 150mL/h) og den laveste i retningen vinkelret på køretøjets karrosseri (omkring 10mL) /h).

Fejlplacering og årsagsanalyse: For at lokalisere lækagefejlens placering udføres en fejltræsanalyse under hensyntagen til vandhængslets indre struktur. Analysen udelukker visse muligheder baseret på tryktest før installation. Det fastslås, at fejlen ligger i dynamisk tætning 1, som skyldes et forbindelsesproblem mellem vandhængslet og kollektorringen under montageprocessen. Slidet på den fortandede glidering overstiger O-ringens kompensationsevne, hvilket fører til dynamisk tætningsfejl og væskelækage.

Mekanismeanalyse: Faktiske målinger viser, at startmomentet for slæberingen er 100N·m. En finite element model er skabt til at simulere vandhængslets adfærd under ideelle forhold og ubalancerede belastninger forårsaget af slæberingens drejningsmoment og krøjningsvinkel. Analysen viser, at afbøjningen af ​​den indre aksel, især i toppen, fører til variationer i kompressionshastigheden blandt de dynamiske tætninger. Dynamisk tætning 1 oplever det mest alvorlige slid og lækage på grund af den excentriske belastning forårsaget af forbindelsen mellem vandhængslet og afledningsringen.

Forbedringsforanstaltninger: Baseret på de identificerede fejlårsager foreslås følgende forbedringer. For det første ændres vandhængslets strukturelle form fra radialt arrangement til aksialt arrangement, hvilket reducerer dets aksiale dimensioner, mens den oprindelige form og grænseflader bevares uændret. For det andet forbedres støttemetoden for vandhængslets indre og ydre ringe ved at bruge vinkelkontaktlejer med parret fordeling i begge ender. Dette forbedrer vandhængslets anti-svejseevne.

Mekanisk simuleringsanalyse: En ny finite element-model er skabt til at analysere opførselen af ​​det forbedrede vandhængsel, inklusive den nyligt tilføjede excentricitetselimineringsanordning. Analysen bekræfter, at tilføjelsen af ​​excentricitetselimineringsanordningen effektivt eliminerer afbøjningen forårsaget af forbindelsen mellem afledningsringen og vandhængslet. Dette sikrer, at den indvendige aksel af vandhængslet ikke længere påvirkes af excentriske belastninger, hvilket forbedrer vandhængslets levetid og pålidelighed.

Verifikationsresultater: Det forbedrede vandhængsel gennemgår selvstændige ydelsestest, tryktest efter integreret rotationskombination med afledningsringen, installationstest af hele maskinen og omfattende felttest. Efter 96 timers kopieringstest og 1 års feltfejlningstest viser det forbedrede vandhængsel fremragende ydeevne uden fejl.

Ved at implementere strukturelle forbedringer og tilføje en anordning til eliminering af excentricitet, kontrolleres afbøjningsproblemet mellem vandhængslet og kollektorringen effektivt. Dette sikrer lang levetid og pålidelighed af vandhængslet, hvilket reducerer risikoen for lækage. Den mekaniske simuleringsanalyse og testverifikation bekræfter effektiviteten af ​​disse forbedringer.