大型輪軌式天線滾輪軸承的更換

李武科，閻宏濤

（1.中國電子科技集團公司第三十九研究所，陜西西安 710065；2.陜西省天線與控制技術重點實驗室，陜西西安 710065）

0 引言

輪軌式天線座通常用于大型固定式衛(wèi)星通訊地面站、射電望遠鏡和雷達，轉速比較低，有結構簡單、重量輕、造價低、安裝維修方便、精度高等優(yōu)點，應用比較廣泛。由于天線所有重量都依靠四組滾輪支撐，再加之軸承座的特殊結構，滾輪軸承的更換尤其困難。下面以某20 m輪軌式天線維修為例，介紹輪軌式天線滾輪軸承的更換工藝方法，希望對以后此類維修提供參考。此臺天線總重量約為220 t，1987年建成，為20 m口徑、四鏡波束波導輪軌式天線，軌道直徑為15 m（圖1）。

1 難點分析及解決方案

1.1 更換軸承的難點分析

（1）天線最初安裝時對滾輪的方位回轉半徑、滾輪軸線的仰角和方位角進行了反復調整，使?jié)L輪軸線的延長線與軌道面的交點正好在方位旋轉軸線上。如果在改造過程中滾輪安裝位置發(fā)生變動，就必須對以上指標進行反復測量和調試，由此將帶來很大工作量，因此必須考慮在原有位置，使?jié)L輪位置不動而更換軸承，這樣也可以解決更換后的準確復位問題。

圖1 20 m口徑輪軌式天線

（2）天線基礎屋頂沒有預置水泥承力梁，造成頂起天線的受力點只能依托軌道面，而受到空間限制，千斤頂上端只能頂?shù)叫ㄐ误w邊緣，此處筋板比較薄弱，如果產(chǎn)生變形將引起嚴重問題，為此，采用鋼板對此處進行加固，防止產(chǎn)生變形。

1.2 解決方案

基于以上分析，決定將軌道面作為承力面，采用雙千斤頂同時抬高，先更換一邊軸承，然后松掉千斤頂利用天線自身重量使其復位，而后再抬高，更換另一邊軸承的工藝方案（圖2）。

3 實施過程

解決了以上難點，本次改造按照以下步驟實施：

（1）對楔形體受力部分進行加固。根據(jù)現(xiàn)場情況，氣割合適尺寸的鋼板，用手工電弧焊對楔形體進行加固，對兩層鋼板中空地方用頂絲加固，防止改造過程中變形。

圖2 滾輪組合

（2）固定其余3組滾輪。為了防止天線側滑及中心方位軸承被擠壓而損壞，事先用楔形板將其余3個滾輪進行固定，使其在更換過程中不發(fā)生滾動。

（3）安放千斤頂，試頂。如圖所示，在滾輪兩邊軌道上選擇合適高度墊鐵，安放千斤頂，兩邊同時安放百分表，用于測量千斤頂?shù)奶灰屏俊蛇吳Ы镯斖瑫r開始抬升，通過百分表讀數(shù)確定千斤頂抬升位移。保證兩邊讀數(shù)相同。當百分表讀數(shù)到3 mm時，用塞尺測量輪軌與軌道的間隙為2.1 mm，兩者相差0.9 mm。通過分析得知這是軸承內外圈與滾珠之間的間隙及結構件的變形導致，屬正常現(xiàn)象。觀察千斤頂工作狀況是否良好，24 h后觀察，發(fā)現(xiàn)千斤頂回落位移為 0.20 mm，在正常范圍（圖3）。

圖3 試頂現(xiàn)場

（4）頂起天線。用試頂?shù)姆椒斊鹛炀€，使?jié)L輪離開軌道面2 mm。

（5）拆掉舊軸承。每組滾輪上有2個軸承，為了使復位準確，先對一邊軸承進行更換，另一邊保持不變。先拆掉軸承蓋，兩邊用千斤頂穩(wěn)住軸承座，然后拆掉連接件，給軸承座留出抬升空間，取出軸承座，依次取下軸承上所有滾柱，拆卸軸承外圈、保持架，用專用棘爪拆掉軸承內圈（圖4）。

（6）安裝新軸承。將滾輪軸打磨干凈，實時測量外徑及軸承內圈內徑，得到配合過盈量為0.045 mm，根據(jù)公式計算出加熱溫度，然后用感應加熱器加熱軸承內圈，熱套軸承。

（7）復裝其余構件。先安裝軸承座、連接件，最后安裝軸承蓋。用銷釘將所有結構件準確復位。所有螺釘緊固，千斤頂松勁，利用天線自重及另一邊沒拆卸軸承座的定位，使?jié)L輪準確復位。

（8）如此再更換另一邊軸承。

（9）更換一組滾輪完成后，用如上辦法在更換其余滾輪軸承。

圖4 拆卸過程

4 結論

所有軸承更換完成后，經(jīng)過檢測，輪軌運轉正常，無異常聲響，電機電流平穩(wěn)，達到了設計要求，證明方案可行。