奧斯特，自 1993
地面雷達水鉸鏈漏水故障分析及改進_鉸鏈知識
摘要：本文詳細分析了地面雷達水鉸鏈的洩漏問題。 識別故障部位，確定故障主要原因，並提出改進措施。 然後透過力學模擬分析和測試驗證這些措施的有效性。
隨著雷達技術系統的不斷發展，對雷達發射功率的需求不斷增加，特別是隨著向更大陣列和大數據的發展。 傳統的空氣冷卻方法已不足以滿足這些大型雷達的冷卻要求。 儘管現代地面雷達正在從機械掃描過渡到相位掃描，但冷卻雷達前端仍然至關重要。 然而，仍然需要機械方位旋轉。 地面設備之間的這種旋轉和冷卻劑的傳輸是透過液體旋轉接頭（也稱為水鉸鏈）來實現的。 水鉸鏈的性能直接影響雷達冷卻系統的整體性能，因此確保水鉸鏈的可靠性和使用壽命至關重要。
故障描述：雷達水鉸漏電故障的特徵是隨著天線連續旋轉時間的延長，漏電率增加。 最大洩漏率達150mL/h。 此外，當天線停在不同方位位置時，洩漏率變化較大，平行於車體方向的洩漏率最高（約150mL/h），垂直於車體方向的洩漏率最低（約10mL/h）。 H）。
故障定位及原因分析：為了找出滲漏故障的位置，結合水鉸的內部結構進行故障樹分析。 該分析根據安裝前壓力測試排除了某些可能性。 確定故障出在動密封1處，是組裝過程中水鉸與集流環連接問題造成的。 齒形滑環的磨損超過O型環的補償能力，導致動密封失效和液體洩漏。
機制分析：經實際測量，滑環的啟動扭力為100N·m。 創建有限元素模型來模擬水鉸鏈在理想條件下的行為以及滑環扭矩和偏航角引起的不平衡負載。 分析表明，內軸的偏轉，尤其是頂部的偏轉，會導致動態密封件之間的壓縮率變化。 動密封1由於水鉸與導流環連接處產生的偏載而磨損和洩漏最為嚴重。
改進措施：根據查明的故障原因，提出以下改進措施。 首先，水鉸鏈的結構形式由徑向佈置改為軸向佈置，在保持原有形狀和接口不變的情況下，減小了其軸向尺寸。 其次，加強了水鉸鏈內外圈的支撐方式，採用兩端成對分佈的角接觸軸承。 這提高了水鉸鏈的抗搖擺能力。
機械模擬分析：創建了一個新的有限元素模型來分析改進的水鉸鏈的行為，包括新添加的偏心消除裝置。 分析證實，偏心消除裝置的增設有效消除了導流環與水鉸連接所造成的偏轉。 這樣保證了水鉸鏈的內軸不再受到偏心負荷的影響，從而提高了水鉸鏈的壽命和可靠性。
驗證結果：改進後的水鉸鏈經過了單機性能測試、與導流環整合旋轉組合後的壓力測試、整機安裝測試以及廣泛的現場測試。 經過96小時的仿製測試和1年的現場調試測試，改進後的水鉸鍊錶現出優異的性能，沒有出現任何故障。
透過結構改良和增設偏心消除裝置，有效控制了水鉸與集流環之間的偏轉問題。 這確保了水鉸鏈的使用壽命和可靠性，並降低了洩漏風險。 力學模擬分析和測試驗證證實了這些改進的有效性。
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