俞育新

(海軍舟山地區(qū)裝備修理監(jiān)修室，杭州 舟山 316000)

0 引言

做好裝備技術保障工作是戰(zhàn)斗力生成的基礎，引進裝備的技術保障是裝備保障的難點之一。要完成引進裝備的技術保障工作，需了解裝備具體工作原理，解決對內部結構、安裝工藝、裝配精度知之甚少等實際問題。本文給出了雷達天線縱搖故障排除實例，為做好引進裝備保障工作提供了有效的實際經驗。

1 基本結構與故障分析

某雷達使用中，天線出現(xiàn)故障，在縱搖方向上傾倒且無法復位，裝備無法正常使用。故障發(fā)生后，研究人員對裝備故障進行了現(xiàn)場勘驗，基本確認了故障現(xiàn)象，初步分析了故障原因，確定需要將天線及穩(wěn)定轉臺系統(tǒng)離艦修理。該雷達為引進裝備，對內部結構、安裝工藝知之甚少，天線及穩(wěn)定轉臺系統(tǒng)如離艦修理，工程量大，且要在短時間內排除故障，恢復在航狀態(tài)，有相當難度且存在一定技術風險。

該雷達天線裝置由旋轉天線、穩(wěn)定平臺組成。平臺上裝有雷達第一和第二通道的天線面陣。利用兩個電機傳動裝置(橫搖傳動裝置和縱搖傳動裝置）使平臺轉動部分在水平面內保持穩(wěn)定。天線在水平面內旋轉由隨動型方位驅動裝置保證。

和機械轉動有關的部分主要包括基座、橫搖裝置、縱搖裝置和方位旋轉裝置。其中縱搖裝置中，縱搖電動機通過圓盤摩擦安全連軸節(jié)與傳動裝置的減速器連接在一起，電動機裝有電磁制動器?？v搖傳動裝置有兩部分組成。高速部分安裝在穩(wěn)定裝置內部，通過中間軸與低速部分(縱搖減速器）相連?？v搖減速器在出口處有兩個圓柱形的齒輪，該齒輪與位于外殼上的縱搖兩個扇形齒輪相嚙合。扇形齒輪安裝在縱搖裝置的外殼上?？v搖指示機械裝置安裝在穩(wěn)定外殼上。手動旋轉是借助于與橫搖傳動裝置中類似的把手完成的。

縱搖傳動鏈示意如圖1，由四級傳動組成，第一級傳動(輸入級）由為一對正交軸上傘齒輪嚙合而成，第二級傳動為一對平行軸上圓柱齒輪嚙合而成，第三級傳動為第二對平行軸上圓柱齒輪嚙合而成，第四級傳動(輸出級）由齒輪輸出軸上圓柱齒輪與縱搖旋轉軸上的扇形齒輪嚙合而成。

圖1 縱搖齒輪箱傳動原理示意

經檢查發(fā)現(xiàn)，在縱搖手動狀態(tài)下轉動手柄，無法控制天線;在縱搖方向上能比較輕松地推動天線;卸下橡膠保護套觀察縱搖齒輪箱，手動狀態(tài)下轉動手柄，齒輪箱輸入齒輪運轉正常，但輸出齒輪沒有響應;打開齒輪箱輸入級觀察窗，從電機軸至齒輪箱輸入軸之間傳動連接正常;人工在縱搖方向推動天線，縱搖軸扇齒輪能帶動齒輪箱輸出齒輪轉動，但觀察到齒輪箱輸出軸有明顯徑向擺動，屬非正常情況;由于齒輪箱相對封閉，不便觀察，打開頂部蓋子，通過內窺鏡觀察，發(fā)現(xiàn)齒輪箱第一級齒輪未能正常嚙合。

根據(jù)以上現(xiàn)象初步判斷齒輪箱故障，造成雷達天線縱搖傾倒且無法復位。

2 主要技術難點

修理過程的主要技術難點在于轉臺的分解和回裝。由于不了解原始設計思路和安裝方法，拆解具有一定的風險，在分解過程中稍有不慎，極有可能造成原有結構件的破壞和無法回裝的后果。同時，由于施工過程中考慮不夠周到，可能帶來的人員及轉臺本身的安全事故，最終導致故障無法修復。主要技術難點包括:

(1）軸承的拆卸

開始并不了解軸承的具體型號，如果國內沒有相應的替代產品，一旦損壞，后果難以預料，即使可以加工或則采購，也將嚴重影響修理工期。同時，軸承又是極易可能在拆卸過程中損壞的部件，有時甚至直接采用破壞性的拆卸方法。為了避免軸承在拆卸過程中受損，在充分觀察裝備安裝情況的同時，制作了專用的軸承拆卸工裝，結合裝備結構特點，利用原有結構，進行軸承的拆卸。雖然在分析和討論的過程中花費了不少的時間和精力，但可謂磨刀不誤砍柴工，最終順利將兩個軸承拆除，確保了后續(xù)工作的順利開展。

(2）方位傳動部分的分解

對于方位傳動部分的分解，稍有疏忽，可能造成相關結構部件的損壞，帶來難以預料的后果。其實，分解這樣一個陌生而又復雜的穩(wěn)定轉臺系統(tǒng)，工作過程中，每向前走一步，都可能有意料之外的風險。每一項工作的開展，都是在建立在充分討論論證的基礎之上，確認沒有風險，確保萬無一失。

(3）確保回裝后轉臺的水平和方位精度

確?；匮b后轉臺的水平和方位精度也是這次修理工作的關鍵點之一。首先在修理方案中對回裝后水平和方位精度的檢查進行詳細的論證，得到了有關專家的認可。同時，在實施修理的過程中，凡是有可能涉及到可能影響精度的項目，拆解前進行反復討論，一是要避免由于分解拆卸對精度帶來影響，無法避免的，也必須在找到相應校準方法以后才能實施。比如在拆卸縱搖軸承的時候需要首先拆卸方位數(shù)據(jù)傳輸裝置，一旦拆除方位數(shù)據(jù)傳輸裝置，方位數(shù)據(jù)將失去基準，內場無法校準，船上的校準通過簡單的裝備間互相比對難以說明問題，只有通過專門的標校才能實現(xiàn)，將大大增加裝艦后恢復工作的時間，所以只有另想辦法。最終，在沒有拆除方位數(shù)據(jù)傳輸裝置的情況下拆除了軸承，大大縮短了工期。

3 故障具體勘驗與檢查分析

故障現(xiàn)象勘驗在基本完成必要分解后展開。經檢查發(fā)現(xiàn)，縱搖失控系縱搖齒輪箱內圓錐銷脫落所致。同時，在分解過程中還發(fā)現(xiàn)縱搖數(shù)據(jù)傳動裝置聯(lián)軸器中一端連接銷斷裂，導致重要數(shù)據(jù)無法傳輸。艦上勘驗時，觀察到齒輪箱輸出軸有明顯徑向擺動，發(fā)現(xiàn)跳動出現(xiàn)在限位保護動作后，在對齒輪箱相關部位分解，發(fā)現(xiàn)限位保護是通過一根兩端有花鍵的連接桿，非限位端與齒輪內花鍵連接，在限位塊端懸浮在齒輪內部，花鍵與限位塊相連接，由于在限位塊無固定連接，在限位塊到限位時就會出現(xiàn)徑向跳動的現(xiàn)象。據(jù)此分析，限位過程中實質上是連接桿端面出現(xiàn)徑向跳動，屬于正?，F(xiàn)象，輸出軸本身沒有跳動。然后，又對輸出軸徑向跳動進行了測量，證實了以上分析。

根據(jù)勘驗的情況，對故障形成的原因簡單分析如下:

運行過程中，齒輪箱內圓錐銷脫落導致天線系統(tǒng)失控，天線縱搖方向直接沖至縱搖機械限位，由于過大慣性力導致縱搖數(shù)據(jù)傳動裝置過限位，從而將縱搖數(shù)據(jù)傳動裝置聯(lián)軸器中一端連接銷剪斷。運行過程中，縱搖數(shù)據(jù)傳動裝置聯(lián)軸器中一端連接銷剪斷，數(shù)據(jù)傳輸環(huán)節(jié)斷開，系統(tǒng)失控，縱搖方向傾倒，系統(tǒng)產生劇烈的機械振動，導致齒輪箱內圓錐銷脫落。

由于裝備存在先天不足，尤其是裝配質量存在問題，經過長期使用導致定位銷脫落，由于定位銷所處位置特殊，這樣的裝配質量在產品檢驗過程中難以發(fā)現(xiàn)，只有在出現(xiàn)故障以后才可能為人所知。定位銷脫落導致天線縱搖突然傾倒，巨大的慣性導致縱搖數(shù)據(jù)傳動裝置聯(lián)軸器中一端連接銷剪斷。

4 故障排除

拆除天線的橡膠保護套后，由于橡膠保護套上部連接罩殼遮擋了縱搖數(shù)據(jù)傳動裝置、橫搖鉸鏈和縱搖鉸鏈，天線方位傳動裝置擋住了縱搖齒輪箱蓋板。根據(jù)勘驗情況和分析測量，對縱搖齒輪箱的進一步觀察和維修，必須首先對穩(wěn)定轉臺部分進行必要的分解，便于對內部結構的察看與標識，以及內部結構件的拆裝。

需要分解的部分主要包括方位傳動部分、縱橫搖鉸鏈、縱搖數(shù)據(jù)傳輸裝置、縱搖軸承、縱搖軸。

進行必要分解后，拆除縱搖齒輪箱上部的蓋板，齒輪箱內部結構如圖2所示。大圓錐齒輪在軸向上已完全不在嚙合位置上，齒輪右邊的銷孔已沒有發(fā)現(xiàn)有銷，經檢查齒輪箱內部發(fā)現(xiàn)銷掉落在齒輪箱底部，將銷從齒輪箱底部夾出。經測量該銷為圓錐銷，表面無劃痕和其他損傷。同時，為檢測齒輪箱內部結構無異常，在齒輪箱輸出端檢測齒輪傳動的跳動情況，經檢測兩端齒輪跳動量完全滿足要求。

圖2 縱搖齒輪箱內部

經現(xiàn)場分析與討論，認為如在齒輪箱中將原來脫落的銷再次打入，則仍然存在再次脫落的風險。為此，采用重新制作圓銷錐并在小頭端用開口銷防松的方式進行裝配以規(guī)避脫落的風險。

在完成對損壞物件的測繪、設計與制造后，對整個轉臺系統(tǒng)進行回裝?；匮b齒輪圓錐銷時發(fā)現(xiàn)齒輪上孔與軸上孔不重合，經分析為圓銷齒輪嚙合部分重合不對。因此，拆下了齒輪箱第一級傳動齒輪。將制作好的圓錐銷按圓錐齒輪與軸的定位銷孔推入后，銷與孔之間能完成匹配，然后在圓錐銷小頭端配打孔用于安裝開口銷，開口銷配裝完成后回裝到齒輪箱內。經對齒輪軸向間隙和齒輪嚙合部分，終于將圓錐齒輪準確回裝至原來位置。齒輪回裝完成后經手搖裝置檢測，傳動平穩(wěn)無遲滯現(xiàn)象，末級齒輪輸出正常，至此齒輪箱的修復工作完成。

在分析故障圓錐銷脫落的原因基礎上，認為圓錐銷主要用于定位，也可固定零件或傳遞動力，在受到橫向力時可以自鎖，在縱搖齒輪箱內作為齒輪定位和傳遞動力也是常用方式。但從整個系統(tǒng)來看，該銷脫落會導致整個天線與縱搖限位劇烈的剛性接觸，不如用鍵連接更加穩(wěn)妥。所以，修理過程中對此進行了改進。

接下來需要對轉臺系統(tǒng)進行回裝，該步驟與轉臺分解過程相逆。最后對完成回裝的穩(wěn)定轉臺系統(tǒng)進行修理結果檢查。

檢查內容包括縱搖傳動性能檢查和轉臺水平狀態(tài)檢測。經檢查，兩項內容均滿足裝備技術狀態(tài)的要求。

5 結束語

通過此次穩(wěn)定轉臺修理，熟悉了裝備，積累了經驗，設計了工裝，鍛煉了隊伍，所有的收獲都為后續(xù)引進裝備的技術保障，尤其是高等級修理打下了基礎。目前，該雷達隨著服役時間的增加，都將陸續(xù)面臨小修甚至中修。在以往的討論論證過程中，普遍感到，類似大型的引進裝備離艦修理，由于受到各種因素的限制，困難重重。而這次穩(wěn)定轉臺修理任務的順利完為完成后續(xù)保障任務增強了極大的信心。