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(tuán)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(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)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(yuǎn)鏡和雷達(dá)，轉(zhuǎn)速比較低，有結(jié)構(gòu)簡單、重量輕、造價(jià)低、安裝維修方便、精度高等優(yōu)點(diǎn)，應(yīng)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(jié)構(gòu)，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(dǎo)輪軌式天線，軌道直徑為15 m（圖1）。

1 難點(diǎn)分析及解決方案

1.1 更換軸承的難點(diǎn)分析

（1）天線最初安裝時(shí)對滾輪的方位回轉(zhuǎn)半徑、滾輪軸線的仰角和方位角進(jìn)行了反復(fù)調(diào)整，使?jié)L輪軸線的延長線與軌道面的交點(diǎn)正好在方位旋轉(zhuǎn)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(biāo)進(jìn)行反復(fù)測量和調(diào)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(zhǔn)確復(fù)位問題。

圖1 20 m口徑輪軌式天線

（2）天線基礎(chǔ)屋頂沒有預(yù)置水泥承力梁，造成頂起天線的受力點(diǎn)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(yán)重問題，為此，采用鋼板對此處進(jìn)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(shí)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(fù)位，而后再抬高，更換另一邊軸承的工藝方案（圖2）。

3 實(shí)施過程

解決了以上難點(diǎn)，本次改造按照以下步驟實(shí)施：

（1）對楔形體受力部分進(jìn)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(jìn)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(cè)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(jìn)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(shí)安放百分表，用于測量千斤頂?shù)奶灰屏俊蛇吳Ы镯斖瑫r(shí)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(dāng)百分表讀數(shù)到3 mm時(shí)，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(nèi)外圈與滾珠之間的間隙及結(jié)構(gòu)件的變形導(dǎo)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(fù)位準(zhǔn)確，先對一邊軸承進(jìn)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(nèi)圈（圖4）。

（6）安裝新軸承。將滾輪軸打磨干凈，實(shí)時(shí)測量外徑及軸承內(nèi)圈內(nèi)徑，得到配合過盈量為0.045 mm，根據(jù)公式計(jì)算出加熱溫度，然后用感應(yīng)加熱器加熱軸承內(nèi)圈，熱套軸承。

（7）復(fù)裝其余構(gòu)件。先安裝軸承座、連接件，最后安裝軸承蓋。用銷釘將所有結(jié)構(gòu)件準(zhǔn)確復(fù)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(zhǔn)確復(fù)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(jié)論

所有軸承更換完成后，經(jīng)過檢測，輪軌運(yùn)轉(zhuǎn)正常，無異常聲響，電機(jī)電流平穩(wěn)，達(dá)到了設(shè)計(jì)要求，證明方案可行。