雷达天线方舱升降机构在装配过程中的降噪工艺措施

雷达天线方舱升降机构在装配过程中的降噪工艺措施田阳胡洋洋（南京电子工程研究所江苏南京21007）摘要：机动式雷达天线多以车载方舱为安装平台，通过在舱内安装升降机构来实现雷达天线的升降与撤收。由于该机构传动组件数量多、结构复杂、没有理想的装配基准等原因造成了装配累积误差过大，机构运行过程中容易与舱体发生共振，产生过大的噪音，进而严重影响了雷达天线的工作精度和人机环境。本文针对上述问题设计了升降机构分步式的装配工艺方案，消除了装配误差，此外还采取了两种隔音吸振措施，有效降低了噪音，改善了人机环境。关键词：升降机构；雷达天线；装配误差；装配基准；噪音NoiseReductionTechnologyoftheLiftingMechanismoftheRadar

AntennaShelterTIANyang,QIUkun(NanjingResearchInstituteofElectronicEngineering,Nanjing210007,China)Abstract：MostofthemobileradarantennasareinstalledinthevehicleShelter,throughtheactionoftheelevatingmechanism.Theradarantennacankeepregularlyworking.Becauseofthequantityofthetransmissioncomponentsaretoomuch,andthestructureiscomplex,andthere ’snoidealAssemblydatum,frequentlytheassemblyaccumulatedtoleranceisdifficulttocontrol.SoduringtheMechanismmoving,operationresonanceandexcessivenoiseareeasytooccur.Theseproblemshaveastrongimpactontheradarantenna’sworkingprecisionandman-machineenvironment.Inthispaper,theauthordesignagradingassemblyprocessschemeoftheelevatingmechanisminassemblytolerance；assemblytolerance；assemblydatum；noise传动方式主要可分为链轮式升降机构、液压式升降机构和蜗轮蜗杆式升降机构。链轮式升降机构因其可靠性以及平稳性较差而应用较少，而液压式升降机构存在自重大、结构复杂且维修不便等缺点也决定了其不适应在舱载条件的应用，蜗轮蜗杆式升降机构由于克服了前两者的不足而在上述工况中得到了Keywords:elevatingmechanism；radarantenna；0引言机动式指控雷达天线多以车载方舱为安装平台，通过在舱内安装升降机构来实现雷达的升降与撤收。作为机动式雷达天线的装载平台，升降机构必须具备精度高、运行平稳、可靠性高等特点。目前升降机构根据其广泛的应用。则与顶盖通过螺纹紧固；平台的升降通过光图1雷达天线工作与存储状态1升降机构装配噪音问题分析1.1升降机构结构简介传动链是升降机构的核心部分，其功能是实现天线托盘的升降动作。机构主要由驱动电机、升降装置、换向伞齿轮箱、力矩限制器、联轴节和扭力连杆等组成。四套蜗杆丝杠分别固定在底座四角；蜗杆通过联轴节、扭力连杆、伞齿轮箱连接成H型、兀型或T型结构；电动机通常安装在靠近舱门一侧的方舱底板埋铁上，以便从舱外通过手动摇柄操作机构升降；升降平台通过螺钉与丝杠螺母联接固定，雷达天线则固定在升降平台上;顶盖与方舱顶板通过螺钉连接，而丝杠顶端电传感器控制。图2升降机构组成1.2传统装配工艺噪声问题分析针对升降机构的结构组成，传统装配工艺方法是将升降机构各组件按照全下而上的顺序逐一安装于舱体内部。但由于该机构传动组件数量多、结构复杂、没有理想的安装基准等原因造成了机构装配过程复杂、装配精度差、机构运行过程中容易与舱体发生谐振，从而产生过大的噪音。具体分析有如下几方面的问题。a）传动链底座的装配误差装配过程中最为重要的是传动链底座在舱内的定位安装。底座表面是经过整体铣削加工的，精度较高，因此可以不考虑其平面度误差，但方舱底板平面度误差则必须考虑，因为在GJB6109《军用方舱通用规范》中明确规定了底板的平面度允差为2mm/1.2m，在底板承受重载时其变形会更大（雷达天线系统的总重量可达2T以上），因此以方舱底板为装配基准可能会导致升降机构底部及各扭力连杆不在同一平面内，传动丝杠与底座间的垂直度超差，各丝杠相互之间的平行度满足不了设计要求，这样升降机构就会出现卡滞、憋劲、平台倾斜等现象，进而使电机负载上升，振动噪声也随之增大。b）伞齿轮箱装配误差由于伞齿轮箱安装时其输入输出接口与三根扭力连杆的同轴度要求较高，因此过大的误差将会导致伞齿轮箱内部的传动摩擦增大，箱体发热，传动噪声增加，而在舱内安装时是很难找到理想的基准来保证这一精度要求的。图3三通伞齿轮箱现场装配图c） 升降装置同步误差扭力连杆两端通过弹性联轴节与其它转动组件连接，而转动过程中联轴节会发生一定的压缩变形，此外伞齿轮箱内部也存在啮合间隙，因此实际进入各升降装置的转动存在同步误差，这样天线平台将难以保持水平。d） 噪声源判断困难按传统方法在舱内安装时，由于传动链底座通过螺钉与舱体底板刚性连接，运行过程中往往容易与舱体发生谐振，而在狭小的空间内则很难检测到噪声源的确切位置，这给现场的装配调整带来了很大的困难。3分步式装配工艺方法3.1工艺流程根据上节的分析，要降低噪音，必须选择准确的装配基准，以提高关键组件的装配精度，此外还需尽可能准确的判断噪声源，以便及时调整。为了达到这一目的可改变传统方法，采用先离舱安装后舱内整体吊装的分步式装配工艺措施，具体流程如下：图4分步式装配工艺流程

3.2装配精度的工艺控制根据上述流程设计，现描述装配精度的过程控制：a）底座装配基准的选择及控制底座是传动链安装的基础，因此其装配精度尤为重要。安装基准可选择柔性焊接平台。由于该平台为整体铸件，有一定的吸振能力，表面平整度也非常理想，此外与之配套的夹具品种齐全、数量充足，这使现场操作方便快捷，因此选择该平台作为装配基准非常合适。调平时可用水平尺测量平台上的各点，根据测量情况调节平台底部的螺栓，直至平台水平。该步骤精度检测的要点是底座上伞齿轮箱安装面以及四组传动装置安装面高度的一致性，可直接用高度尺以平台表面为基准进行准确测量。图5柔性焊接平台基准的三根扭力连杆的相对位置较难测量。可以通过专用测量工装来检测各扭力连杆间的位置精度，如超差则需及时调整。图6与扭力连杆装配测量伞齿轮箱各输入、输出轴的等高情况非常重要，因为这直接关系到扭力连杆的回转精度。可以用高度尺以平台面为基准测量各轴端部的高度值，确保高度一致。另外可将圆周跳动测量仪的测头压在各扭力连杆两端的外表面，再手动扭转电机的输出轴，观察测量仪的跳动情况。该测量结果直接反映扭力连杆的回转同心度，如超差则需要及时调整。此外开放式的安装环境有利于用噪声计判断噪声源的确切位置，便于及时调整。c）升降机构整体吊装b）b）传动链装配精度控制由于伞齿轮箱有一定的体积，与其相连图7整体吊装现场图d）装配完毕噪声控制及检测升降机构运行过程中噪音过大的现象往往反映了传动链中存在卡滞、憋劲的情况，因此可用扭力扳手在电机输入端进行转矩检测，如转矩超过正常值，则需要检查调整。在升降机构安装完毕，为了测量实际使用状态下（平台承载）平台的水平保持能力，可直接将卫星天线试安装于托盘上或在托盘上等额配重，然后在托盘上放置水平仪，电动运行升降机构，检验仪器水平泡的位置变化。3.2减振隔音措施除了通过提高装配精度的手段来降低噪音外，本文还在减振隔音方面采取了两种工艺措施，描述如下：a） 底座胶结升降机构整体吊装到舱内时，可在底座安装面涂覆密封胶，然后再将其与舱体底板用螺钉紧固，该措施的目的是为了消除机构底座与舱体底板之间的装配间隙，避免刚性接触，并使振动产生一定的阻尼。b） 微孔吸音棉的应用升降机构安装完毕，在传动链上方需要安装防静电地板。通常地板安装在地板架上，地板与方舱底板之间是传动链的主体部分，也是噪音的主要来源。可在地板的反面粘贴微孔吸音棉，该材料可有效吸收密闭环境内的噪音。图8粘贴微孔吸音棉的地板4实测结果通过采取上述工艺措施，升降机构的运行噪音由原来的100分贝左右下降到了80分贝以下，达到了设计技术要求。表1：实测数据（单位：db）工艺措施精度控制底座