簡(jiǎn)述某車載雷達(dá)天線升降機(jī)構(gòu)液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

李一寧 馬傳寶

中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第三十八研究所 安徽合肥 230008

簡(jiǎn)述某車載雷達(dá)天線升降機(jī)構(gòu)液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

李一寧 馬傳寶

中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第三十八研究所 安徽合肥 230008

針對(duì)車載中、大型雷達(dá)天線的負(fù)載特性,以機(jī)構(gòu)高可靠性、安全性為主要設(shè)計(jì)目標(biāo),介紹了一種翻轉(zhuǎn)式液壓舉升系統(tǒng)。闡述了液壓系統(tǒng)原理并對(duì)其特點(diǎn)進(jìn)行了分析。

雷達(dá)天線;升降機(jī)構(gòu);液壓系統(tǒng)

在車載雷達(dá)中,天線的舉升機(jī)構(gòu)負(fù)載較大,特別是常常需要在較大的風(fēng)載條件下甚至于需要在天線上覆蓋有冰層時(shí)工作,在舉升高度較高時(shí),風(fēng)載荷引起的顛覆力矩直接威脅著設(shè)備的安全和工作的可靠性,此外風(fēng)向的不同引起的動(dòng)力特性在機(jī)構(gòu)的升降過程中又存在較大的差異,因此中、大型雷達(dá)天線的舉升機(jī)構(gòu)存在一定的特殊性。本文介紹一種翻轉(zhuǎn)式液壓舉升系統(tǒng),可實(shí)現(xiàn)對(duì)較大型天線的高架,并且在天線的舉升過程中,天線的姿態(tài)不變,架、撤收過程平穩(wěn)、可靠、快速。

一、液壓系統(tǒng)的工作要求

主缸的總運(yùn)行距離為3110mm,運(yùn)行速度為26mm/s;副缸的總運(yùn)行距離為630mm,副缸運(yùn)行速度為10mm/s;液壓系統(tǒng)工作在低速條件下。系統(tǒng)工作總重力負(fù)載4000kg,最大風(fēng)載荷2000kg,主缸工作壓力為511MPa,副缸的推力為1513MPa。系統(tǒng)工作在中、高壓方式。且副缸的工作壓力遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于主缸的工作壓力。主缸所需流量33L/min,副缸所需流量11L/min。本液壓系統(tǒng)以傳遞動(dòng)力為主,保證足夠的動(dòng)力是其基本要求。另外,還要考慮系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可靠性、可維護(hù)性、安全性及效率。其中穩(wěn)定是指系統(tǒng)工作時(shí)的運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性及系統(tǒng)性能的穩(wěn)定性;可靠是指系統(tǒng)不因意外的原因而無法工作;可維護(hù)是指系統(tǒng)盡可能簡(jiǎn)單、元件盡可能選標(biāo)準(zhǔn)件,結(jié)構(gòu)上盡可能使維護(hù)方便;安全是指不因液壓系統(tǒng)的故障導(dǎo)致天線架的倒塌或其他事故;效率是指液壓系統(tǒng)的各種能量損失盡可能地小。上述要求中,除滿足系統(tǒng)的動(dòng)力要求外,最重要的是保證系統(tǒng)的安全性和可靠性。

二、液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

天線首先由副缸扶正,同時(shí)主缸通過同步結(jié)構(gòu)與支承桿保持平行運(yùn)動(dòng)至垂直位置,再由主缸將天線舉升到一定的高度?；厥諘r(shí)靠重力回落,然后再由副缸回收到車座上。機(jī)械在舉升過程中的特點(diǎn)是∶負(fù)載在不斷變化,且在過程中的某一時(shí)刻出現(xiàn)負(fù)值負(fù)載;風(fēng)載荷的影響是影響系統(tǒng)穩(wěn)定工作的不可忽視的因素,且在風(fēng)力較大時(shí)尤其如此。

液壓系統(tǒng)的組成液壓系統(tǒng)由液壓泵組、液壓缸組、舉升控制閥組和扶正控制閥組等幾個(gè)部分組成。其中控制元件以疊加閥為主。液壓泵組∶由定量齒輪泵、手動(dòng)泵、單向閥組成。定量齒輪泵在有電時(shí)向液壓缸供油,手動(dòng)泵在無電時(shí)向液壓缸供油,單向閥隔斷兩泵,防止手動(dòng)泵供油時(shí)液壓油流向齒輪泵。液壓缸組∶由舉升天線的單作用套缸、扶正天線的副缸、防爆閥組成。主升缸采用單作用式柱塞套缸,缸徑較大,能提供很大的舉升力,靠自重回落和滿足舉升高度的要求,副缸采用雙作用缸,完成天線的扶正和回收,防爆閥用于防止天線在舉升或回落時(shí)油管意外破裂,而發(fā)生事故。舉升控制閥組∶由單向閥、調(diào)速閥、溢流閥、三位四通電磁換向閥、二位四通手動(dòng)換向閥、安全閥、單向調(diào)速閥組成。扶正控制閥組∶由單向閥、調(diào)速閥、三位四通電磁換向閥、二位四通手動(dòng)換向閥、平衡閥、單向調(diào)速閥組成。

液壓系統(tǒng)的工作原理如下(一)起動(dòng)∶齒輪泵起動(dòng),二位二通電磁換向閥接通,系統(tǒng)卸載起動(dòng);(二)扶正∶二位二通電磁換向閥斷電,三位四通電磁換向閥左位接通,壓力油通過平衡閥的單向閥進(jìn)入副缸的下腔,到達(dá)預(yù)定的位置后,油壓上升,壓力繼電器KP1發(fā)出信號(hào),三位四通電磁換向閥回中位,二位二通電磁換向閥再次接通,系統(tǒng)卸載運(yùn)行;(三)舉升∶二位二通電磁換向閥斷電,三位四通電磁換向閥左位接通,壓力油通過單向調(diào)速閥進(jìn)入主缸的下腔,到達(dá)位置后,油壓上升,壓力繼電器KP2發(fā)出信號(hào),換向閥回中位;單向調(diào)速閥用于控制上升速度。(四)回落∶三位四通電磁換向閥右位接通,主缸下腔油經(jīng)閥、換向閥右位,由單向閥、調(diào)速閥及過濾器回油箱;(五)回收∶齒輪泵起動(dòng),二位二通電磁換向閥接通,系統(tǒng)卸載起動(dòng)。當(dāng)三位四通電磁換向閥右位接通時(shí),二位二通電磁換向閥斷電,副缸上腔進(jìn)油,下腔油經(jīng)過平衡閥,三位四通電磁換向閥右位,單向閥、調(diào)速閥及過濾器回油箱。到達(dá)預(yù)定的位置后,油壓升高,壓力繼電器KP1發(fā)出信號(hào),液壓泵停機(jī),三位四通電磁換向閥回中位。手動(dòng)系統(tǒng)與電動(dòng)系統(tǒng)采用并聯(lián)連接方式,工作過程基本相同,此處不作贅述。

三、設(shè)計(jì)特點(diǎn)分析

由上可知,該系統(tǒng)有以下特點(diǎn)∶(一)手動(dòng)系統(tǒng)與電動(dòng)系統(tǒng)可使液壓系統(tǒng)工作在有電和無電兩種條件下,提高了設(shè)備的應(yīng)急能力和可靠性;主缸回路與副缸回路采用串聯(lián)方式,可避免誤動(dòng)作;(二)背壓閥、調(diào)速閥、單向調(diào)速閥組成的調(diào)速回路,控制主升缸回落時(shí)的速度,防止天線因重力回落時(shí)的超速,并使速度平穩(wěn);(三)扶正時(shí),副缸初始推力最大,爾后逐漸減小,并且存在一定的慣性負(fù)載,回收時(shí)類似,但慣性負(fù)載的作用時(shí)間更長(zhǎng),慣性負(fù)載引起的負(fù)值負(fù)載也越來越大,平衡閥、調(diào)速閥、背壓閥使副缸在扶正和回收時(shí),平衡變化的負(fù)載和克服負(fù)值負(fù)載,并使速度平穩(wěn);(四)系統(tǒng)采用疊加閥使得系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊,動(dòng)作平穩(wěn)、泄漏少,使用安全可靠、容易維修,也便于改進(jìn);(五)換向閥采用截止式換向閥,密封性好,幾乎無泄漏,天線可停留在任意位置穩(wěn)定工作;(六)由于主升缸油路的工作狀態(tài)與副主升缸油路的工作狀態(tài)相差較大,采用了分別控制的調(diào)速背壓閥;(七)采用安全閥,可防止舉升時(shí)由于過載引起的事故;(八)系統(tǒng)從多方面考慮了系統(tǒng)的可靠性和結(jié)構(gòu)的安全性。

四、結(jié)束語

經(jīng)過試驗(yàn),本液壓系統(tǒng)達(dá)到設(shè)計(jì)要求,可解決大中型平行桿旋轉(zhuǎn)雷達(dá)天線架設(shè)的舉升機(jī)構(gòu)的液壓系統(tǒng)問題。對(duì)其他非直升直降雷達(dá)天線架設(shè)的液壓系統(tǒng)問題也有一定的參考價(jià)值。

[1]劉志奇;液壓泵綜合試驗(yàn)臺(tái)設(shè)計(jì)[J];太原重型機(jī)械學(xué)院學(xué)報(bào);2010年01期

[2]付華,傅周東,吳根茂;液壓技術(shù)的現(xiàn)狀與發(fā)展[J];礦山機(jī)械;2010年11期

[3]劉美霞;水液壓元件的潤(rùn)滑和密封問題[J];機(jī)械工程師;2011年11期

李一寧（1980．3-）上海人，高級(jí)工程師，主要從事機(jī)械可靠性技術(shù)研究。

馬傳寶（1980．8-）淮北人，高級(jí)工程師，主要從事機(jī)械可靠性技術(shù)研究