Análise e Melhoria de Falha de Vazamento de Água de um Radar Terrestre Water Hinge_Hinge Knowledge

Resumo: Este artigo fornece uma análise detalhada do problema de vazamento em uma dobradiça de água de radar terrestre. Identifica a localização da falha, determina a causa principal da falha e propõe medidas de melhoria. A eficácia destas medidas é então verificada através de análises e testes de simulação mecânica.

À medida que os sistemas de tecnologia de radar continuam a evoluir, a procura por potência de transmissão de radar aumenta, especialmente com a evolução para conjuntos maiores e big data. Os métodos tradicionais de resfriamento a ar não são mais suficientes para atender aos requisitos de resfriamento desses radares maiores. O resfriamento da frente do radar é essencial, embora os radares terrestres modernos estejam fazendo a transição da varredura mecânica para a varredura de fase. No entanto, a rotação mecânica do azimute ainda é necessária. Esta rotação e a transmissão do refrigerante entre os equipamentos de superfície são conseguidas através de juntas rotativas líquidas, também conhecidas como dobradiças de água. O desempenho da dobradiça hidráulica impacta diretamente o desempenho geral do sistema de resfriamento do radar, tornando crucial garantir a confiabilidade e a longevidade da dobradiça hidráulica.

Descrição da falha: A falha de vazamento na dobradiça de água do radar é caracterizada por um aumento na taxa de vazamento com maior tempo de rotação contínua da antena. A taxa máxima de vazamento chega a 150mL/h. Além disso, a taxa de vazamento varia significativamente quando a antena para em diferentes posições de azimute, com a maior taxa de vazamento observada na direção paralela à carroceria do veículo (aproximadamente 150mL/h) e a menor na direção perpendicular à carroceria do veículo (em torno de 10mL/h). /h).

Localização da falha e análise da causa: Para identificar a localização da falha de vazamento, é realizada uma análise da árvore de falhas, levando em consideração a estrutura interna da dobradiça de água. A análise exclui certas possibilidades baseadas em testes de pressão pré-instalação. É determinado que a falha reside na vedação dinâmica 1, que é causada por um problema de conexão entre a dobradiça de água e o anel coletor durante o processo de montagem. O desgaste do anel coletor dentado excede a capacidade de compensação do O-ring, levando à falha dinâmica da vedação e vazamento de líquido.

Análise do Mecanismo: Medições reais revelam que o torque inicial do anel coletor é de 100N·m. Um modelo de elementos finitos é criado para simular o comportamento da dobradiça de água sob condições ideais e cargas desequilibradas causadas pelo torque e ângulo de guinada do anel coletor. A análise mostra que a deflexão do eixo interno, principalmente no topo, leva a variações na taxa de compressão entre as vedações dinâmicas. A vedação dinâmica 1 sofre desgaste e vazamento mais severos devido à carga excêntrica causada pela conexão entre a dobradiça de água e o anel de desvio.

Medidas de melhoria: Com base nas causas de falha identificadas, são propostas as seguintes melhorias. Em primeiro lugar, a forma estrutural da dobradiça de água é alterada de um arranjo radial para um arranjo axial, reduzindo as suas dimensões axiais, mantendo inalteradas a forma original e as interfaces. Em segundo lugar, o método de suporte para os anéis interno e externo da dobradiça de água é aprimorado pelo uso de rolamentos de contato angular com distribuição pareada em ambas as extremidades. Isso melhora a capacidade anti-oscilação da dobradiça de água.

Análise de Simulação Mecânica: Um novo modelo de elementos finitos é criado para analisar o comportamento da dobradiça de água melhorada, incluindo o dispositivo de eliminação de excentricidade recém-adicionado. A análise confirma que a adição do dispositivo de eliminação de excentricidade elimina efetivamente a deflexão causada pela conexão entre o anel de desvio e a dobradiça de água. Isto garante que o eixo interno da dobradiça hidráulica não seja mais afetado por cargas excêntricas, melhorando assim a vida útil e a confiabilidade da dobradiça hidráulica.

Resultados da verificação: A dobradiça de água aprimorada passa por testes de desempenho independentes, testes de pressão após combinação de rotação integrada com o anel de desvio, testes de instalação de toda a máquina e extensos testes de campo. Após 96 horas de testes de cópia e 1 ano de testes de depuração em campo, a dobradiça de água aprimorada demonstra excelente desempenho sem falhas.

Ao implementar melhorias estruturais e adicionar um dispositivo de eliminação de excentricidade, o problema de deflexão entre a dobradiça de água e o anel coletor é efetivamente controlado. Isto garante a longevidade e a fiabilidade da dobradiça de água, reduzindo o risco de fugas. A análise da simulação mecânica e a verificação dos testes confirmam a eficácia dessas melhorias.