Analyse og forbedring av vannlekkasjefeil i en bakkeradar Vannhengsel_Hinge Kunnskap

Sammendrag: Denne artikkelen gir en detaljert analyse av lekkasjeproblemet i et vannhengsel på bakken. Den identifiserer stedet for feilen, fastslår hovedårsaken til feilen og foreslår forbedringstiltak. Effektiviteten til disse tiltakene blir deretter verifisert gjennom mekanisk simuleringsanalyse og testing.

Etter hvert som radarteknologisystemer fortsetter å utvikle seg, øker etterspørselen etter radaroverføringskraft, spesielt med bevegelsen mot større arrays og big data. Tradisjonelle luftkjølingsmetoder er ikke lenger tilstrekkelige for å møte kjølekravene til disse større radarene. Avkjøling av radarfronten er avgjørende, selv om moderne bakkeradarer går over fra mekanisk skanning til faseskanning. Imidlertid er mekanisk asimutrotasjon fortsatt nødvendig. Denne rotasjonen og overføringen av kjølevæske mellom overflateutstyr oppnås gjennom flytende roterende ledd, også kjent som vannhengsler. Ytelsen til vannhengslet påvirker direkte den generelle ytelsen til radarkjølesystemet, noe som gjør det avgjørende å sikre påliteligheten og levetiden til vannhengslet.

Feilbeskrivelse: Lekkasjefeilen i radarvannhengslet er preget av en økning i lekkasjehastighet med lengre kontinuerlig rotasjonstid for antennen. Maksimal lekkasjehastighet når 150 ml/t. I tillegg varierer lekkasjehastigheten betydelig når antennen stopper ved forskjellige asimutposisjoner, med den høyeste lekkasjeraten observert i retningen parallelt med kjøretøyets karosseri (omtrent 150 mL/t) og den laveste i retningen vinkelrett på kjøretøyets karosseri (rundt 10 mL) /h).

Feilplassering og årsaksanalyse: For å finne plasseringen av lekkasjefeilen, utføres en feiltreanalyse som tar hensyn til den interne strukturen til vannhengslet. Analysen utelukker visse muligheter basert på trykktester før installasjon. Det fastslås at feilen ligger i dynamisk tetning 1, som er forårsaket av et tilkoblingsproblem mellom vannhengslet og kollektorringen under monteringsprosessen. Slitasjen på den tannede sleperingen overstiger O-ringens kompensasjonsevne, noe som fører til dynamisk tetningssvikt og væskelekkasje.

Mekanismeanalyse: Faktiske målinger viser at startmomentet til sleperingen er 100N·m. En finite element-modell er laget for å simulere vannhengslets oppførsel under ideelle forhold og ubalanserte belastninger forårsaket av sleperingens dreiemoment og girvinkel. Analysen viser at avbøyningen av den indre akselen, spesielt på toppen, fører til kompresjonshastighetsvariasjoner blant de dynamiske tetningene. Dynamisk tetning 1 opplever den mest alvorlige slitasjen og lekkasjen på grunn av den eksentriske belastningen forårsaket av forbindelsen mellom vannhengslet og avledningsringen.

Forbedringstiltak: Basert på identifiserte feilårsaker foreslås følgende forbedringer. For det første endres den strukturelle formen til vannhengslet fra radialt arrangement til aksialt arrangement, og reduserer dets aksiale dimensjoner samtidig som den opprinnelige formen og grensesnittene holdes uendret. For det andre forbedres støttemetoden for de indre og ytre ringene til vannhengslet ved å bruke vinkelkontaktlager med parvis fordeling i begge ender. Dette forbedrer vannhengslets anti-sveijeevne.

Mekanisk simuleringsanalyse: En ny finite element-modell er laget for å analysere oppførselen til det forbedrede vannhengslet, inkludert den nylig lagt til eksentrisitetselimineringsanordningen. Analysen bekrefter at tillegget av eksentrisitetselimineringsanordningen effektivt eliminerer avbøyningen forårsaket av forbindelsen mellom avledningsringen og vannhengslet. Dette sikrer at den indre akselen til vannhengslet ikke lenger påvirkes av eksentriske belastninger, og forbedrer dermed levetiden og påliteligheten til vannhengslet.

Verifikasjonsresultater: Det forbedrede vannhengslet gjennomgår frittstående ytelsestester, trykktester etter integrert rotasjonskombinasjon med avledningsringen, installasjonstester for hele maskinen og omfattende felttester. Etter 96 timer med kopieringstester og 1 år med feltfeilsøkingstester, viser det forbedrede vannhengslet utmerket ytelse uten feil.

Ved å implementere strukturelle forbedringer og legge til en eksentrisitetselimineringsanordning, blir avbøyningsproblemet mellom vannhengslet og samleringen effektivt kontrollert. Dette sikrer lang levetid og pålitelighet til vannhengslet, og reduserer risikoen for lekkasje. Den mekaniske simuleringsanalysen og testverifiseringen bekrefter effektiviteten til disse forbedringene.