奥斯特，自 1993
地面雷达水铰链漏水故障分析及改进_铰链知识
摘要：本文详细分析了地面雷达水铰链的泄漏问题。 识别故障部位，确定故障主要原因，并提出改进措施。 然后通过力学模拟分析和测试来验证这些措施的有效性。
随着雷达技术系统的不断发展，对雷达发射功率的需求不断增加，特别是随着向更大阵列和大数据的发展。 传统的空气冷却方法已不足以满足这些大型雷达的冷却要求。 尽管现代地面雷达正在从机械扫描过渡到相位扫描，但冷却雷达前端仍然至关重要。 然而，仍然需要机械方位旋转。 地面设备之间的这种旋转和冷却剂的传输是通过液体旋转接头（也称为水铰链）实现的。 水铰链的性能直接影响雷达冷却系统的整体性能，因此确保水铰链的可靠性和使用寿命至关重要。
故障描述：雷达水铰漏电故障的特点是随着天线连续旋转时间的延长，漏电率增大。 最大泄漏率达到150mL/h。 此外，当天线停在不同方位位置时，泄漏率变化较大，平行于车体方向的泄漏率最高（约150mL/h），垂直于车体方向的泄漏率最低（约10mL/h）。 /小时）。
故障定位及原因分析：为了查明渗漏故障的位置，结合水铰的内部结构进行故障树分析。 该分析根据安装前压力测试排除了某些可能性。 确定故障出在动密封1处，是装配过程中水铰与集流环连接问题造成的。 齿形滑环的磨损超过O型圈的补偿能力，导致动密封失效和液体泄漏。
机理分析：经实际测量，滑环的启动扭矩为100N·m。 创建有限元模型来模拟水铰链在理想条件下的行为以及滑环扭矩和偏航角引起的不平衡负载。 分析表明，内轴的偏转，尤其是顶部的偏转，会导致动态密封件之间的压缩率变化。 动密封1由于水铰与导流环连接处产生的偏载而受到最严重的磨损和泄漏。
改进措施：根据查明的故障原因，提出以下改进措施。 首先，水铰链的结构形式由径向布置改为轴向布置，在保持原有形状和接口不变的情况下，减小了其轴向尺寸。 其次，加强了水铰链内外圈的支撑方式，采用两端成对分布的角接触轴承。 这提高了水铰链的抗摇摆能力。
机械仿真分析：创建了一个新的有限元模型来分析改进的水铰链的行为，包括新添加的偏心消除装置。 分析证实，偏心消除装置的增设有效消除了导流环与水铰连接引起的偏转。 这样保证了水铰链的内轴不再受到偏心载荷的影响，从而提高了水铰链的寿命和可靠性。
验证结果：改进后的水铰链经过了单机性能测试、与导流环集成旋转组合后的压力测试、整机安装测试以及广泛的现场测试。 经过96小时的复制测试和1年的现场调试测试，改进后的水铰链表现出优异的性能，没有出现任何故障。
通过结构改进和增设偏心消除装置，有效控制了水铰与集流环之间的偏转问题。 这确保了水铰链的使用寿命和可靠性，降低了泄漏风险。 力学模拟分析和测试验证证实了这些改进的有效性。
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