轴承松动导致雷达天线变速箱漏油的故障排查

摘要：本文主要是针对湛江新引进的Eldis一次雷达马达变速箱投入运行后发生漏油的问题进行分析和排查，通过详细介绍技术人员检修马达变速箱漏油的各个环节，提升了Eldis雷达维护人员对马达变速箱的维修经验。通过总结本次故障的现象和处理方法，并分析处理过程中遇到的问题，给我们在未来解决类似的问题提供了一个思路，也为我们以后如何避免类似故障而在设备方面的维护提供了宝贵的指引。

关键词：Eldis雷达，马达变速箱，漏油，设备维护

1 引言

近期，中国各地空管分局站从捷克共引进了13套Eldis一二次雷达，湛江湖光雷达站原Thales二次雷达和引进的Eldis一次雷达于2021年10月份完成合装、调试和SAT工作。因为合装天线需要较大的动力进行驱动，因此一二次雷达天线驱动单元由原来Thales雷达单马达变速箱驱动，改为Eldis提供的双马达变速箱进行驱动。两路马达变速箱同时持续工作，假如单路马达变速箱故障，另外一路马达变速箱可短时间承担驱动任务，但不能长时间工作，否则会损坏设备。经过一段时间的运行，陆陆续续有几个雷达站现场反应了该款马达变速箱容易发生漏油现象，有的在油位检查窗口漏油；有的在紧固螺丝部位漏油。湛江湖光雷达站维护人员在天线检查过程中也发现新装的马达变速箱1连接传动轴部位持续有少量油滴渗出，并且运行过程中会伴随着发热情况。近日，湛江联系Eldis组织相关技术人员开展马达变速箱1漏油的维修工作。

2 变速箱概况

Eldis提供的两个马达变速箱为西门子生产，型号为KF89-K4-132。该变速箱的机械结构为角形设计，具有垂直输出轴和用于电机轴的水平输入套筒，装有锥形齿轮和面齿轮，其中，齿轮传动比i = 14.77，整个变速箱质量103公斤，和马达连接起来高达到150公斤。由于设备运行的方舱环境非常狭窄，在线维修比较困难，因此，技术人员利用千斤顶将该马达变速箱分别拆卸下来进行检修。

3 故障分析与排查

3.1 故障现象与分析

湛江湖光雷达站Eldis一次雷达于2021年10月份完成SAT，运行一个月后发现马达变速箱1连接传动轴与法兰之间的四个紧固螺丝有少量漏油情况。技术人员现场使用扳手加固螺丝后漏油情况没有改善，随着运行时间越久，漏油情况越严重，连接传动轴长时间运行过程中会伴随着发热现象，通过对比另外一台马达变速箱可知，连接传动轴发热是属于异常情况。

技术人员检查漏油部位主要是集中在马达变速箱1连接传动轴与法兰连接的四个螺丝位置。按照马达变速箱的工艺设计要求，润滑油只储存在变速箱齿轮箱内部，和马达连接的传动轴等部件不应该出现润滑油，因为马达是由交流电经过变频器控制转速进行驱动，通过连接传动轴带动变速箱齿轮工作，而连接传动轴前后都有前级油封和后级油封保护，防止变速箱内部润滑油渗进马达端，影响马达正常工作。因此，连接传动轴与法兰的固定螺丝出现漏油现象，基本可以判断前级油封故障，导致渗油和漏油，情况严重的还会影响马达正常运行。在轴芯高速旋转过程中，搅拌渗透进连接传动轴内部的润滑油高速运动，产生激烈摩擦，才导致连接传动轴整体发热。

3.2故障排查与处理

3.2.1马达变速箱拆卸和检查

技术人员首先将该变速箱内部润滑油通过专用油孔排出，然后利用千斤顶将马达从变速箱中拆卸出来。此时，技术人员发现马达与变速箱衔接部位有少量黑乎乎的润滑油，润滑油明显通过后级油封溢出到马达端，检查发现后级油封各处有不同程度的磨损，马达变速箱结构见图1。

技术人员继续将马达变速箱连接传动轴的法兰拆卸下来，拆卸过程中排出大量润滑油，见图2。按照正常设计，此处不应该有润滑油，由此可见，齿轮箱内部润滑油穿过前级油封渗透进连接传动轴内部，前级油封已失去防护功能，连接传动轴内部渗油严重。

拆卸法兰后发现连接传动轴内部锈迹斑斑，依附着大量的油污，见图3。很明显，前级油封已损坏，导致齿轮箱工作过程中产生高压致使润滑油渗进连接传动轴内部，因为连接传动轴工作过程中高速旋转，与渗进来的润滑油产生剧烈摩擦，导致了高温和高压，然后在压力的作用下通过与法兰连接处的紧固螺丝缝溢出，同时润滑油也穿过后级油封，渗透进马达端。

技术人员拆卸掉连接传动轴固定卡环，将传动轴从变速箱中取出。技术人员检查变速箱内部机械结构正常，齿轮转动平滑但在一定角度上存在轻微阻力。

3.2.2漏油原因溯源与处理

很明显，经过拆卸和检查，发现马达变速箱前后两级油封出现不同程度磨损，这是导致漏油的最直接原因。但是，对于一台新安装的马达变速箱，油封肯定配置出厂全新的，出现磨损导致渗油肯定存在更深层次的原因。因此，技术人员进行以下操作全面排查：

检查马达变速箱的轴芯工作性能，发现手动旋转轴芯时存在轻微阻力；

检查齿轮箱内部残留油渍，没有发现金属异物残留；

拆卸该变速箱顶部泄压阀，检查发现其内部有少量油污，经过测试发现该泄压阀已堵塞，无法正常泄压和进气，见图4。

马达变速箱高速运转过程中会产生较大的压力和润滑油蒸汽，由于轴承松动使得轴承转动过程中发热量增大，长期超出泄压阀工作能力导致其故障，无法及时排出多余压力，齿轮箱内部压力升高，迫使润滑油冲破前级油封，渗透进连接传动轴内部，再从螺丝缝漏出，这是该次变速箱漏油的根本原因。技术人员更换了变速箱轴承和故障的泄压阀以及前后两级油封，重新加润滑油并安装马达和变速箱，开机运行正常，连续观察两周没发现变速箱连接轴再出现漏油和发热现象，故障解决。

4反思与整改建议

本次马达变速箱漏油的直接原因是油封故障，但究其根本原因，是因为变速箱顶部轴承安装存在松动情况，在转动过程中不断摩擦发热，造成齿轮箱内部压力过大，超出泄压阀正常泄压能力，最终导致两个油封故障。如果维修人员在处理相关故障时只是检查发现油封故障，仅更换两个故障油封，不进一步分析更深层次原因，下次还会发生类似问题。所以，我们在对类似大型机械维修过程中，一定要做全面的细致的排查，不能放过任何可能导致故障的细节，从故障现象倒推引发故障原因，逐个排查验证，这样才能高效完成类似大型机械的检修工作，否则同类故障反反复复发生，费时费力，影响设备正常运行。

通过本次故障检修，我们发现该型号的马达变速箱容易出现类似漏油问题，所以总结了如下几个维护经验：

对于新装大型机械，由于工艺等原因，制造出来的产品多少会有瑕疵，需要经历一段磨合期才能够正常使用，虽然Eldis提供的维护手册中提到西门子变速箱每运转25，000小时（大约3年）应该更换一次润滑油，但对于全新的马达变速箱来说，首次更换润滑油时间最好要趁早，因为变速箱在运行磨合期会产生大量杂质，容易造成堵塞；

基于聚乙二醇的润滑油不能与其他种类的润滑油混合，即使是与来自不同制造商的基于聚乙二醇的润滑油也不能混合使用。 因此，不建议更换不同种类的润滑油或从不同的制造商处采购；

泄压阀润滑油加热时会往外排气，在润滑油冷却时会往齿轮箱吸气，所以不宜频繁开关马达变速箱，导致内外压力频繁失衡，增加泄压阀受损几率；

建议每年定期更换或清洗泄压阀，使其远离润滑油和润滑油蒸汽，避免堵塞，打破压力平衡，造成油封损坏漏油。

5 结束语

本次湛江轴承松动故障导致Eldis一次雷达马达变速箱漏油的故障排查，成功将事件脉络整理清晰，精准定位到异常发生点，并对整个故障排查过程做了详细地介绍，包括故障状态、漏油分析、变速箱拆卸、油封检查、溯源分析和检查等步骤，形成了一套成熟的故障排查思路，为后续类似故障排查提供参考。本次故障排查后，为了保证雷达设备的正常率，确保以后类似问题不再发生，我们重新修订了雷达设备的维护规程，对天线系统的维护项目做了详细的修订，从平常的定期维护做起，加强对天线系统的维护力度和维护水平，保障雷达设备持续良好运行。

本次马达变速箱漏油问题虽然是由一个小小的泄压阀故障引起，但是由于该故障具有一定的隐秘性，加之大型机械维修的难度较大，本次排查经验能够给其他同行提供一个快速定位并排查漏油的方式方法。比如某地发生马达变速箱油位检查窗漏油，或者法兰凸缘缝隙渗油，都有可能是因为泄压阀无法正常工作导致的结果，不能单纯地对漏油部件进行更换，否则后续还会因为泄压阀问题而再次发生漏油地隐患。因此，该方法具有一定的推广价值。

参考文献：

[1] RL-2000/MSSR-1 Radar Antenna System（Y6701A）

[2] RL-2000/MSSR-1 Radar Maintenance Manual（Y6716A）

作者简介：张恒（1996-），男，广东普宁人，助理工程师，学士

陈奕龙（1990-），男，广东湛江人，工程师，学士