Analýza a zlepšenie poruchy úniku vody z pozemného radaru Water Hinge_Hinge Knowledge

Abstrakt: Tento článok poskytuje podrobnú analýzu problému netesnosti v pozemnom radarovom vodnom závese. Identifikuje miesto poruchy, určí hlavnú príčinu poruchy a navrhne opatrenia na zlepšenie. Účinnosť týchto opatrení sa potom overí pomocou mechanickej simulačnej analýzy a testovania.

Ako sa systémy radarovej technológie neustále vyvíjajú, dopyt po radarovom vysielacom výkone sa zvyšuje, najmä s prechodom na väčšie polia a veľké dáta. Tradičné spôsoby chladenia vzduchom už nestačia na splnenie požiadaviek na chladenie týchto väčších radarov. Chladenie prednej časti radaru je nevyhnutné, aj keď moderné pozemné radary prechádzajú z mechanického skenovania na fázové skenovanie. Stále je však potrebné mechanické otáčanie v azimute. Toto otáčanie a prenos chladiva medzi povrchovými zariadeniami sa dosahuje pomocou tekutých rotačných spojov, známych aj ako vodné pánty. Výkon vodného pántu priamo ovplyvňuje celkový výkon radarového chladiaceho systému, takže je dôležité zabezpečiť spoľahlivosť a dlhú životnosť vodného pántu.

Popis poruchy: Porucha úniku v závese radarovej vody je charakterizovaná zvýšením rýchlosti úniku s dlhším nepretržitým časom otáčania antény. Maximálna rýchlosť úniku dosahuje 150 ml/h. Okrem toho sa miera úniku výrazne líši, keď sa anténa zastaví v rôznych polohách azimutu, pričom najvyššia miera úniku pozorovaná v smere rovnobežnom s karosériou vozidla (približne 150 ml/h) a najnižšia v smere kolmom na karosériu vozidla (približne 10 ml /h).

Lokalizácia poruchy a analýza príčin: Na presné určenie miesta poruchy úniku sa vykoná analýza stromu porúch, berúc do úvahy vnútornú štruktúru vodného závesu. Analýza vylučuje určité možnosti na základe predinštalačných tlakových skúšok. Zistilo sa, že chyba spočíva v dynamickom tesnení 1, čo je spôsobené problémom spojenia medzi vodným závesom a zberným krúžkom počas procesu montáže. Opotrebenie ozubeného zberného krúžku presahuje kompenzačnú schopnosť O-krúžku, čo vedie k dynamickému zlyhaniu tesnenia a úniku kvapaliny.

Analýza mechanizmu: Aktuálne merania ukazujú, že počiatočný krútiaci moment zberného krúžku je 100 N·m. Vytvorí sa model konečných prvkov na simuláciu správania vodného závesu za ideálnych podmienok a nevyvážených zaťažení spôsobených krútiacim momentom a uhlom natočenia zberného krúžku. Analýza ukazuje, že vychýlenie vnútorného hriadeľa, najmä v hornej časti, vedie k zmenám rýchlosti kompresie medzi dynamickými tesneniami. Dynamické tesnenie 1 je vystavené najväčšiemu opotrebovaniu a netesnostiam v dôsledku excentrického zaťaženia spôsobeného spojením medzi vodným závesom a vychyľovacím krúžkom.

Opatrenia na zlepšenie: Na základe zistených príčin zlyhania sú navrhnuté nasledujúce zlepšenia. Po prvé, konštrukčná forma vodného závesu sa mení z radiálneho usporiadania na axiálne, čím sa zmenšia jeho axiálne rozmery, pričom sa zachová pôvodný tvar a rozhrania nezmenené. Po druhé, spôsob podpory pre vnútorné a vonkajšie krúžky vodného závesu je vylepšený použitím ložísk s kosouhlým stykom s párovým rozložením na oboch koncoch. To zlepšuje schopnosť vodného pántu proti kývaniu.

Analýza mechanickej simulácie: Vytvoril sa nový model konečných prvkov na analýzu správania vylepšeného vodného závesu vrátane novo pridaného zariadenia na elimináciu excentricity. Analýza potvrdzuje, že pridanie zariadenia na elimináciu excentricity účinne eliminuje vychýlenie spôsobené spojením medzi odvádzacím krúžkom a vodným závesom. To zaisťuje, že vnútorný hriadeľ vodného závesu už nie je ovplyvňovaný excentrickým zaťažením, čím sa zvyšuje životnosť a spoľahlivosť vodného závesu.

Výsledky overenia: Vylepšený vodný záves prechádza samostatnými testami výkonu, tlakovými testami po integrovanej kombinácii rotácie s vychyľovacím krúžkom, testami inštalácie celého stroja a rozsiahlymi testami v teréne. Po 96 hodinách testov kopírovania a 1 roku testov ladenia v teréne vylepšený vodný pánt demonštruje vynikajúci výkon bez porúch.

Implementáciou konštrukčných vylepšení a pridaním zariadenia na elimináciu excentricity je problém vychýlenia medzi vodným závesom a zberným krúžkom účinne kontrolovaný. To zaisťuje dlhú životnosť a spoľahlivosť vodného pántu, čím sa znižuje riziko úniku. Mechanická simulačná analýza a testovacie overenie potvrdzujú účinnosť týchto vylepšení.