盧德輝，王勁宣，邵世東

(中國電子科技集團公司第三十八研究所， 安徽 合肥 230088)

一種升降臺式雷達速調管維修移動小車*

盧德輝，王勁宣，邵世東

(中國電子科技集團公司第三十八研究所， 安徽 合肥 230088)

雷達速調管是雷達發(fā)射系統(tǒng)的重要組成部分，在使用過程中需要經(jīng)常維護，其搬運及維護通常采用人工方式進行，十分費時費力，勞動強度較大。文中提出了一種升降臺式雷達速調管維修移動小車, 該小車具有安全性高、操作方便、擴展性及通用性強等特點，它采用剪刀架式液壓升降平臺的結構形式，這種新穎的結構形式能夠滿足速調管快速裝配的需要，可降低勞動強度，提高工作效率，同時還可消除在移動過程中工作平臺上的速調管發(fā)生傾覆的隱患。該移動小車對指導同類設備的設計具有一定的參考價值。

速調管維修；移動小車；液壓系統(tǒng)

引 言

速調管是雷達設備中大量使用的一種微波電子管，其功能是將注入其腔體的微波信號不失真地放大，獲得大功率信號輸出[1]。雷達速調管是雷達發(fā)射系統(tǒng)的重要組成部分，一般安裝在電子設備方艙發(fā)射機室內的速調管發(fā)射機柜中[2]。速調管的重量一般在100 kg左右，如何在電子方艙內將如此重的設備順利安裝在機柜中成為一大難點；由于有電磁屏蔽和防雨密封等要求，電子方艙內須設門檻，門檻通常高60 mm左右，而速調管屬于比較精密的微波儀器，為確保人員安全和設備完好無損，在通過該門檻時要求維修車上部平臺平穩(wěn)，不能存在傾覆隱患，所以如何讓維修車平穩(wěn)跨越門檻成為又一個難點。通常情況下，速調管的維修完全由人力完成,需4個人操作，先把100 kg的速調管從速調管機柜中拆卸下來，用人力將其放到平板車上，在跨越方艙門檻時需幾人同時協(xié)作，保持平板車平穩(wěn)，防止其傾覆。這種方式費時費力,效率低下，同時存在傾覆隱患，安全性低。

國內外關于速調管維護裝置的研究文獻很少，而速調管維護迫切需要一種方便、快捷的搬運維修方式，因此很有必要研制一種用于速調管維修搬運的自動化裝置。針對上述現(xiàn)狀，本文提出了一種升降臺式雷達速調管維修移動小車。這種結構形式能夠滿足速調管快速裝配的需要，可降低勞動強度，提高工作效率，還可消除速調管在移動過程中傾覆的隱患，安全性高。該小車結構不僅可以應用在速調管維修搬運方面，還可以拓展到有相似要求的其他設備上。

1 速調管安裝概述

速調管發(fā)射機柜在電子方艙內的安裝位置如圖1所示，速調管在速調管機柜中的安裝位置如圖2所示。

圖1 速調管機柜在電子方艙內的位置示意圖

圖2 速調管在機柜中的安裝位置示意圖

2 維修移動小車設計

2.1 維修移動小車技術指標要求

雷達速調管維修移動小車的主要技術指標要求如下：

1)在方艙內可用人力推行，可跨越60 mm高的門檻；

2)升降范圍為450～800 mm，連續(xù)可調；

3)最大展開外形尺寸為750 mm × 550 mm × 800 mm，最大收攏外形尺寸為700 mm × 550 mm × 450mm；

4)小車自重小于100 kg，可承重200 kg。

2.2 維修移動小車設計方案

2.2.1 維修移動小車的結構

雷達速調管維修移動小車采用組合式結構，由下部框架、上平臺、越障裝置、液壓系統(tǒng)和舉升裝置等分系統(tǒng)組成。其具體結構包括扶手、轉接盒、上平臺、從動臂、液壓油箱、起吊鉤、下框架、越障輪支座、連桿、驅動油缸、腳踏泵、叉車孔、轉向輪、手動換向閥、舉升油缸等，如圖3所示。

圖3 小車結構示意圖

升降平臺采用4組固定輪和1個萬向輪。4組固定輪每2個為1組，同側的2組通過連桿聯(lián)接，并用一個雙作用缸驅動；萬向輪的高度可以通過機械裝置調整。

下部框架是升降臺的基礎部分,它承載了升降臺的其他所有系統(tǒng)。下部框架由型鋼和折彎板焊接而成，框架上部四角設有起吊鉤，下部設有叉車孔，方便設備搬運。

上平臺用于承載維修工件，由工作臺和轉接盒2部分組成。轉接盒為可拆卸機構，工作時固定在工作臺上，平時儲存期間可以拆下來，節(jié)省升降臺的存放空間。

越障裝置由2組主動轉輪、2組從動轉輪、2根連桿和1套轉向輪組成。2組主動轉輪通過1根通軸聯(lián)接在一起，在支撐油缸的驅動下, 2組主動轉輪可以繞通軸同步轉動,在連桿的作用下, 2組從動轉輪分別和同側的主動轉輪實現(xiàn)同步轉動。

液壓系統(tǒng)由腳踏泵、液壓油箱、舉升油缸、支撐油缸和多路閥組成。腳踏泵為意大利HANSA公司的產(chǎn)品，它為整個液壓系統(tǒng)提供動力源；多路閥控制液壓油的流向，實現(xiàn)2組油缸的伸縮動作。液壓系統(tǒng)中裝有溢流閥、順序閥等安全裝置[3],以防止油路過載及避免由于油管破裂引起的意外事故,保證設備的安全操作。

舉升裝置位于下部框架和上平臺之間，在舉升油缸的驅動下，可以實現(xiàn)上平臺的升降動作。舉升裝置采用剪刀架結構，由1個驅動臂和2個從動臂組成。

2.2.2 維修移動小車通過方艙門檻的方案

該速調管維修移動小車在方艙中使用時最大的難點是通過方艙門檻。通過60 mm高的門檻采用的方案為：當前輪接近門檻時，先將轉向輪收起，然后操作腳踏泵驅動支撐油缸伸出將前面一側輪子抬起，推車繼續(xù)前進，當前面一側輪子通過門檻后，操作腳踏泵驅動支撐油缸完全縮回將后面一側輪子抬起，推車再次繼續(xù)前進，此時前面2組固定輪完全通過門檻。重復上述操作，可以使后面2組固定輪通過門檻。通過方艙門檻的過程如圖4所示。

圖4 小車過門檻示意圖

該方案的優(yōu)點在于維修車在通過門檻時上部平臺沒有傾斜，不存在傾覆隱患，安全性高。

2.3 液壓系統(tǒng)設計

2.3.1 液壓部分各主要部件的參數(shù)

液壓系統(tǒng)是該小車結構的重要組成部分，液壓部分各主要部件的參數(shù)如下：

1)腳踏泵型號為 GL144P-24，排量為8.1 ml/次,最高壓力為10 MPa；

2)液壓油箱的外型尺寸為110 mm × 103 mm × 61 mm，有效容積為0.51 L；

3)舉升油缸的缸徑為 50 mm，桿徑為 30 mm，行程為 92 mm，安裝距為 494 mm，工作壓力為 10 MPa；

4)伸縮油缸的缸徑為40 mm，桿徑為25 mm，行程為44 mm，安裝距為212 mm，工作壓力為10 MPa；

5)多路閥的流量為0.5 L/min，工作壓力為10 MPa，工作介質為礦物油，2個手柄均為3個位置，主溢流閥最高調節(jié)壓力為10 MPa；

6)順序閥采用板式安裝，最高設定壓力為15 MPa。

圖5為升降臺液壓系統(tǒng)的原理示意圖。

圖5 液壓系統(tǒng)原理圖

2.3.2 設計計算

(1)油缸受力計算

經(jīng)過運動仿真分析，舉升油缸受力最大時位于舉升起始的瞬間，最大受力為14 083 N，油缸受力分析如圖6所示。

圖6 油缸受力分析圖

(2)液壓系統(tǒng)計算

1)舉升油缸參數(shù)。單作用缸的缸徑為50 mm，桿徑為30 mm，行程為110 mm，最小安裝距為518 mm。舉升油缸受力最大時需要的供油壓力為

P1=F1/S1= 14 083 ÷(3.14 × 0.025 ×0.025)=7.17 MPa

式中:F1為舉升油缸的最大受力;S1為舉升油缸的面積。

2)支撐油缸參數(shù)。雙作用缸的缸徑為40 mm，桿徑為25 mm，行程為66 mm，最小安裝距為200 mm。支撐油缸受力最大時需要的供油壓力為

P2=F2/S2=(390 ÷ 2 × 9.8)÷ [2 × 3.14 ×(0.022 -0.012 52)] = 1.25 MPa

式中:F2為支撐油缸的最大受力;S2為支撐油缸的面積。

液壓油箱的容積計算式為

V=V1+V2

式中：V1為舉升油缸的容積；V2為支撐油缸活塞腔與桿腔的容積差。

V1= 0.215 L，V2= 0.059 L，則V= 0.215 + 0.059 = 0.274 L。取油箱容積為0.5 L。

3)選取的腳踏泵參數(shù)。排量為8.1 ml/次；最高壓力為10 MPa；將舉升油缸完全伸出需要操作腳踏泵的次數(shù)為215 ÷ 8.1= 26.5次；腳踏泵踏板處需最大壓力為34.1Pa；將支撐油缸完全伸出需要操作腳踏泵的次數(shù)為2 × (3.14 × 2 × 2 × 6.6)÷ 8.1= 20.4次；將支撐油缸從全伸狀態(tài)到全縮狀態(tài)需要操作腳踏泵的次數(shù)為 2 × 3.14 × (22-1.252)× 6.6 ÷ 8.1= 12.4次。

3 結束語

本文根據(jù)雷達速調管維修移動小車主要技術指標要求，合理考慮小車的結構形式，采用了剪刀架式液壓升降平臺的結構方案。小車在使用過程中體現(xiàn)出良好的使用性，極大地方便了速調管的維修。

雷達速調管維修移動小車的有益技術效果體現(xiàn)在以下幾個方面：

1)能夠滿足速調管快速裝配要求，降低了勞動強度，提高了工作效率；

2)通用性強，采用組合式設計方案，標準化設計程度高，不同功能的速調管具有相似的結構外形與安裝方式，改變轉接盒的尺寸，即可滿足新類型速調管的裝配維修要求；

3)安全性高，可消除在移動過程中工作平臺上速調管傾覆的隱患。

[1] 支竣. 新一代天氣雷達速調管的結構、原理及更換[J]. 氣象水文海洋儀器, 2012, 29(1): 92-94.

[2] 邱成悌, 趙惇殳, 蔣全興. 電子設備結構設計原理[M]. 南京：東南大學出版社, 2005.

[3] 楊奇順, 侯波. 剪叉式升降臺液壓節(jié)能系統(tǒng)設計[J]. 煤礦機械, 2009, 30(9): 42-43.

A Knee-type Mobile Car for Radar Klystron Repair

LU De-hui，WANG Jin-xuan，SHAO Shi-dong

(The38thResearchInstituteofCETC,Hefei230088,China)

The radar klystron is an important part of the radar transmitter system. It needs to be maintained frequently during work. Manual handling is usually adopted for transportation and maintenance of the radar klystron. Manual handling is time-consuming and requires hard labor. A knee-type mobile car for radar klystron repairing is proposed in this paper. The car is characterized by convenient and safe operation, strong expandability and generality. It has a novel structure of scissors-form lifting platform. This structure can meet the quick assembly requirement of the radar klystron. Thus the labor intensity is decreased and the work efficiency is improved. In addition, the overturning hazard of the klystron on the platform in movement can be avoided and the operation safety is enhanced. The car proposed in this paper can provide reference for design of similar equipment.

klystron maintenance; mobile car; hydraulic system

2014-07-23

國家科技支撐計劃基金資助項目(2011BAH24B05)

TN876.7

A

1008-5300(2014)06-0040-03

盧德輝 (1976-) ，碩士，高級工程師，主要從事電子設備結構設計工作。