雷神二次雷达大盘故障抢修案例分析

中图分类号：TN957
文献标识码：A
文章编号：1672-545X（2018）07-0234-02
0 前言
2 故障分析
航管监视雷达是空中交通管制系统的重要组成 部分，如果说甚高频地空通信系统是管制员的嘴巴 和耳朵，那么航管雷达就是管制员的眼睛[1]。管制员 通过雷达对空中的飞机进行实时监视，根据飞机的 飞行动态，安全有序地指挥飞机。雷达设备在长时间 不间断的运行过程中，不可避免地会出现或大或小 的故障，作为设备维护人员，在面对雷达系统故障 时，如何准确地分析、判断故障点，采取一切必要措 施快速恢复设备正常工作，对于确保空中交通管制 安全有着重要的意义[2]。文章对韶关雷神二次雷达出 现的大盘故障进行了分析，详细介绍了故障的定位 和处理过程。
根据故障现象可初步判断为雷达天线系统重大 故障，中南空管局设备抢修技术人员第二天就紧急 赶赴韶关雷达站，根据故障现象和值班员对故障的 描述，技术人员分析可能的故障点如下：
（1）马达故障或者是马达齿轮与变速的大齿轮卡 死，如图 1 所示[3]；
（2）雷达的马达是横装的，通过横轴齿轮和纵轴 齿轮，将马达的横向转动转化为天线沿纵轴的转动， 大盘有横轴承和竖轴承，有可能是轴承故障；
Equipment Manufacturing Technology No.07，2018
雷神二次雷达大盘故障抢修案例分析
胡石根
（民航中南空管局技术保障中心，广东 广州 510405）
摘 要：韶关雷神二次雷达自安装运行以来超过 15 年，设备逐渐老化，2016 年出现的大盘故障，导致天线停转、雷达信号 中断。文章分析了故障可能的原因，详细介绍了故障处理过程，对解决类似故障有一定借鉴作用。 关键词：雷神二次雷达；大盘故障；故障处理
技术人员把连着马达的横轴的观察窗口拆开，轻 轻转动齿轮，发现其表面和轴承光滑无磕痕，认为其 损坏的可能性不大。排除横轴损坏后，转向排查主轴 的问题。由于主轴并无可以直接观察的窗口，这意味 着要看到其上轴承，则需要移动上吨重的雷达天线。
技术人员依靠两部液压车，把天线顶离基座。拆 除上轴承顶盖后，技术人员发现上轴承并无异样。把 大盘下部的旋转铰链、印制电路旋转变压器 PCR （Printed Circuit Resolver）组件拆掉，在技术人员拆卸 下轴承时，发现主轴竟然跟着下轴承下坠，以当时人 员配置，这个重量是无法承受的。只好暂停拆除下轴 承，大家重新研究基座图纸，主轴剖面图如图 2 所示。
驱动马达 O 型密封圈
图 1 雷达大盘剖面图
收稿日期：2018-04-17 作者简介：胡石根（1983原），男，湖南宁远人，硕士研究生，工程师，主要研究方向：民航 VHF 地空通信及监视技术。
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《装备制造技术》2018 年第 07 期
3 故障的处理过程
因为怀疑马达已坏，在没有专业工具的情况下， 技术人员齐心协力把重达二百多公斤的马达备件徒 手搬上六层高的雷达塔。技术人员仔细观察雷达天 线并无异样后，认为故障出现在基座大盘的可能性 较大。在拆除马达后，试着手推天线仍不能转动。技 术人员进一步诊断故障最有可能由于大盘轴齿轮和 轴承处卡死导致。这种故障在维修经验丰富的专家 看来也是一种挑战，因为要把大盘主轴和横轴拆除 下来才能判断故障位置，而要拆除所有基座轴就相 当于要对整个雷达基座来了一次大解剖。
当密封圈和主轴打磨干净后，定制的轴承上挡 板卡环也做好了，开始安装下轴承。这时，发现直接 安装时容易导致中心轴同时往上走，造成横轴齿轮 和纵轴齿轮卡死。技术人员调整安装方法，采取了加 工一根槽钢压住安装天线的法兰并用锤子振动，终 于把下轴承安装到位。接下来把马达安装到位，加电 测试时发现大盘转动时有异响声。技术人员又再次 把马达拆下来，发现马达的插销处有螺母松动的痕 迹，再次拧紧后，异响声少了很多。接下来把基座恢 复，天线安装到位。
电流、频率均为 0.上雷达塔基座房检查，发现马达没
有动静。尝试重启雷达系统，重启后，雷达马达有震
动，但有异响，ABB 逆变器上电流、频率也有数值，但
天线仍未转动。之前从未遇到这种故障，为避免故障
扩大，值班人员中断了天线系统的供电，请求技术支
援。
螺杆传动齿轮
马达固定侧板 可能故障点
马达螺栓
小齿轮油封
齿轮垫片 固定螺母 小齿轮键 小齿轮传动杆
输出法兰盘
上轴承 输出传动轴
齿轮箱
保护箍 上密封圈 法兰垫片
观察窗口
涡轮组 下轴承油 脂出口
下轴承 滑环延 伸轴 观察窗口
密封圈 V 形密封圈 轴承卡环 下轴承密封 下轴承油脂嘴 轴承座 下密封圈 轴承垫片 下轴承紧固螺母和垫圈
滑环铸件
旋转变压器铸件
图 2 大盘主轴剖面图
经过大家对图纸的分析和讨论，决定继续按原 计划拆卸下轴承，在拆卸过程中，主轴并没有继续往 下，在全体人员的共同努力下，顺利拆卸了下轴承， 找到故障点。故障原因为下轴承上挡板卡环（图 3 中 的 1）崩了一个缺口，和主轴的一个密封圈（图 3 中的 2）摩擦，产生大量铁屑，导致主轴卡死，雷达天线停 转。经过 4 天的努力，找到了天线停转的故障点，如 图 3 所示。
观察窗口 涡轮组
下轴承油脂出口
密封圈（2） V 形密封圈 轴承卡环（1）
下轴承密封 下轴承油脂嘴
下轴承 滑环延伸轴
观察窗口
轴承座 下密封圈 轴承垫片 下轴承紧固螺母 和垫圈
图 3 故障点 1 和 2
确定了雷达天线停转的故障点之后，制定了进 一步的维修方案：一方面定制新的下轴承上挡板卡 环替换原来磨损严重的；另一方面技术人员用打磨 工具一点一点的将密封圈上面的两条凹槽里面的铁 屑打磨干净，因为工作空间狭小，只能用很小的砂 棒，打磨过程非常缓慢。
（3）其他活动部分的机械故障。
1 故障现象
韶关雷神二次雷达自建台以来运行了超过 15
年，一直比较稳定。2016 年 8 月 3 日 20：50，韶关雷
达站值班人员在巡视过程中发现雷达天线停转，雷 螺杆
达无目标输出。在雷达控制和监视系统 CMS（Control
固定 组件
and Monitor System）上有天线的告警，ABB 逆变器上
由于维护过程中拆了天线，并且把旋转铰链， PCR 等都拆下来了，雷达开启之后，雷达维护监视器 （RMM，Radar Maintenance Monitor） 上 Sitemonito了调整，雷达询问机的 Video&Timing 板提供了方位 调整功能。Video&Timing 板上设有方位偏移量设置 跳线开关。它们是 Video&Timing 板上第 30~43 号共