Анализ и улучшение неисправности наземного радара, связанной с утечкой воды. Water Hinge_Hinge Knowledge

Аннотация: В данной статье представлен подробный анализ проблемы протечек в водяном шарнире наземного радара. Он определяет место неисправности, определяет основную причину неисправности и предлагает меры по ее устранению. Эффективность этих мер затем проверяется посредством анализа и испытаний механического моделирования.

По мере того, как системы радиолокационных технологий продолжают развиваться, спрос на мощность передачи радаров растет, особенно с переходом к более крупным массивам и большим данным. Традиционных методов воздушного охлаждения уже недостаточно для удовлетворения требований к охлаждению этих более крупных радаров. Охлаждение радарного фронта имеет важное значение, хотя современные наземные радары переходят от механического сканирования к фазовому сканированию. Однако механическое вращение по азимуту по-прежнему требуется. Это вращение и передача теплоносителя между наземным оборудованием достигается посредством жидкостных вращающихся соединений, также известных как водяные шарниры. Производительность водяного шарнира напрямую влияет на общую производительность системы охлаждения радара, поэтому крайне важно обеспечить надежность и долговечность водяного шарнира.

Описание неисправности: Неисправность утечки в водяном шарнире радара характеризуется увеличением скорости утечки с увеличением времени непрерывного вращения антенны. Максимальная скорость утечки достигает 150 мл/ч. Кроме того, скорость утечки значительно варьируется, когда антенна останавливается в разных положениях по азимуту, причем наибольшая скорость утечки наблюдается в направлении, параллельном кузову транспортного средства (приблизительно 150 мл/ч), а наименьшая — в направлении, перпендикулярном кузову транспортного средства (около 10 мл). /час).

Расположение и анализ причин неисправности. Чтобы точно определить место утечки, проводится анализ дерева неисправностей с учетом внутренней структуры водяного шарнира. Анализ исключает определенные возможности, основанные на испытаниях под давлением перед установкой. Установлено, что неисправность заключается в динамическом уплотнении 1, что вызвано нарушением соединения водяного шарнира с коллекторным кольцом в процессе сборки. Износ зубчатого контактного кольца превышает компенсационную способность уплотнительного кольца, что приводит к выходу из строя динамического уплотнения и утечке жидкости.

Анализ механизма: Фактические измерения показывают, что пусковой момент контактного кольца составляет 100 Н·м. Модель конечных элементов создана для моделирования поведения водяного шарнира в идеальных условиях и несбалансированных нагрузках, вызванных крутящим моментом контактного кольца и углом отклонения от курса. Анализ показывает, что прогиб внутреннего вала, особенно вверху, приводит к изменениям степени сжатия динамических уплотнений. Динамическое уплотнение 1 испытывает наиболее сильный износ и утечки из-за эксцентричной нагрузки, вызванной соединением водяного шарнира и отводящего кольца.

Меры по улучшению: На основании выявленных причин сбоев предлагаются следующие улучшения. Во-первых, конструктивная форма водяного шарнира изменяется с радиального на осевое расположение, уменьшая его осевые размеры, сохраняя при этом исходную форму и интерфейсы неизменными. Во-вторых, улучшен метод поддержки внутреннего и наружного колец водяного шарнира за счет использования радиально-упорных подшипников с попарным распределением на обоих концах. Это улучшает устойчивость водяного шарнира к раскачиванию.

Анализ механического моделирования. Для анализа поведения улучшенного водяного шарнира создается новая модель методом конечных элементов, включая новое добавленное устройство устранения эксцентриситета. Анализ подтверждает, что добавление устройства устранения эксцентриситета эффективно устраняет прогиб, вызванный соединением отводящего кольца с водяным шарниром. Это гарантирует, что на внутренний вал водяного шарнира больше не будут воздействовать эксцентриковые нагрузки, что увеличивает срок службы и надежность водяного шарнира.

Результаты проверки: Улучшенный водяной шарнир подвергается автономным эксплуатационным испытаниям, испытаниям под давлением после интегрированной комбинации вращения с отводным кольцом, испытаниям при установке всей машины и обширным полевым испытаниям. После 96 часов испытаний копирования и 1 года полевых испытаний улучшенный водяной шарнир демонстрирует отличную производительность без каких-либо сбоев.

Путем внесения конструктивных усовершенствований и добавления устройства устранения эксцентриситета проблема отклонения между водяным шарниром и коллекторным кольцом эффективно контролируется. Это обеспечивает долговечность и надежность водяного шарнира, снижая риск протечек. Анализ механического моделирования и проверка испытаний подтверждают эффективность этих улучшений.