详细解读什么是滑环和滑环内部结构
滑环是什么呢?当机器或设备需要供电或接收信号但同时旋转时,都需要使用到滑环。它确保固定导线的电流与需要转动或旋转的导线保持接触。游乐园游乐设施,CT扫描机,闭路电视摄像机,射电望远镜,发电机和直升机的任何东西都依靠滑环来操作。如果没有滑环,我们今天所知道的大部分世界都不可能存在。下面我用实物图来展示下什么是滑环。
从上图中可以从直观上大致地了解什么是滑环。那滑环是由什么组成的呢?滑环的内部结构是什么样的。滑环其本体又很多零部件组成,包括轴体组件,电刷组件,轴承,外罩,各种接口等。而其又根据不同的应用领域,在设计的零部件的时候也不一样。但是任何事物都讲究主次得当,详略分明。同理,滑环也一样,环的轴体组件(定子)和电刷组件(转子)是滑环两个最重要的部件,即滑环的触点,是影响其性能的最关键核心部件。滑环的轴体里面是由一根铝合金或不锈钢加工而成的,然后再在轴体上装上表明电镀超硬金铜环,通过不同的加工工艺制作成一根完整的轴体组件,有的是通过但通路的精密叠加,叠加的路数根据使用要求而设定。有的是通过一体式加工工艺形成的,根据不同的使用要求,加工的方式有所不一样。滑环电刷是搭接在轴体上的材料。它分为很多种,有贵金属金合金材料的单根刷丝组成的,有由镀银的刷束组成的,还有石墨刷块等等。下图是汉唐光电研制的导电滑环内部结构。
综上所述,滑环是运动和静止的电器连接装置,即需要旋转的机械设备,传输电流信号,往往通过中心受电器,中心受电器内圆是铜质的滑环组成的。而滑环的内部结构主要是两个核心关键部位组成的,他们的触点是整个滑环的功能部位,是整个滑环各种性能体现的在。组装时,将定制的通路与转子的通路意义对应,形成转子与定子间的通路。各个通路间电气行能互相独立,不能干涉。而定子与转子之间的通路的形成,则必须存在两者间的接触。然后将滑环装载于旋转设备上,通过滑环的两端引线,在旋转的状态下,即可传输所需的各种信号。因此,对接触材料的材质的选择、设计的合理、部件间的精密制作配合等,构成了稳定可靠的旋转连通系统。
如何制作高精密的军工导电滑环
随着航空、航天军工等高端领域的不断发展,对导电滑环的要求越来越高,这些高端领域要求滑环具有高可靠性、高精度、低摩擦力矩、无瞬断、长寿命、低噪音、免维护,有时候还需要根据不同的应用领域做出相应的特殊处理,如:高防护、高温度、高电压等要求。因此在研制军工导电滑环时需要从各个方面严格要求,才能达到军工滑环的标准。
第一,从材料上来说,材料的选择是决定滑环高端与否的基石。因此我司在配套军工滑环具备以下基本特点:
1)接触方式:金/金接触(适合军工行业长期存放、使用环境不确定性的特点);
2)外壳材料及结构件必须是金属,如:铝合金、不锈钢或钛合金,以减少使用情况下震动冲击和高低温对产品的性能的影响;
3)导电滑环内部需要过电流和电压,还有各种复杂的信号,同时过几百条线路,各通路之间如何绝缘,线路间的信号如何不相互干扰是最基本需要解决的问题。特别是军用领域滑环,因此,绝缘灌封材料选用绝缘耐压性能优越、抗老化能力强工程塑料或树脂,在真空环境下工作的还需要对真空放气性有特殊要求(常用的材料:聚四氟乙烯、聚酰亚胺、聚砜、聚醚醚酮和环氧树脂);
4)导线是传输信号和能源的载体,由于军工滑环需要克服各种恶劣的外在环境,如高低温、强震动等。导线一般选用温度范围-80---+250℃或者更优的导线,如:AF250
5)轴承:轴承在导电滑环中的作用主要是带动导电环和电刷丝做相对旋转运动,如何保持轴承与环体同心度的一致性是保持滑环高性能和稳定的基础。根据不同的需求,一般选用P5精度或者更高的深沟球轴承或者推力球轴承,润滑脂符合-50℃-+80℃30年存放的需求。
第二:从设计上来说,滑环的设计会影响到滑环的性能和寿命。有经验的设计师会把一些常见的加工缺陷利用设计的原理进行弥补,工程设计中,经常遇到的就是怎样与一个运转部分连接,导电滑环的最大的作用就是,保证设备在自由旋转时的连通,通常包括动力、信号的传输。因此,制造工艺前期的特点就是充分利用3D建模工具和模拟工具,将加工过程中的问题充分暴漏和显示出来,从而在设计的时候就把握好工艺的水平,为后面各个环节的流程打好基础。
第三:从加工和制作工艺上来说,军工滑环不同于普通级滑环,零部件的加工和滑环制作工艺水平的高低直接决定了产品质量的好坏。九江汉唐光电专门设立有导电滑环精密制造实验室,我们生产的滑环零部件能满足最小0.005mm的公差要求,表面光洁度可达Ra0.02,同心跳动最大0.01mm,线性跳动最大0.005mm。目前我司在依照传统的制作工艺上,又提出了创新。我们采用全新的工艺方法研制成功积叠式导电滑环,在潮湿环境、高温、低温下能保持高绝缘性。满足了军工导电滑环的体积小、走线的密集性以及电信号传输稳定性的需求。
第四:从生产上来说,我们在研制电滑环的过程中严格按照军工标准。对每款产品每个零部件都通过品质部门人员的全检,才能进入到生产滑环。我们也制定了严格的生产工艺流程,对于滑环的每个零部件的料号、尺寸、材质、安装时的工序、组装的要求都要严格按照工程图纸和工艺上的要求进行,在组装的过程中详细记录每一个步骤,保留最全面最详细的原始记录。
品质之魂,存于匠心,只有严格把控好产品的各个方面,每个步骤,才能打造出高精密导电滑环,实现工业艺术之美,服务于名族工业,屹立于世界的前沿!换言之,企业想在行业内得到不断的发展了,只有脚踏实地和不断的创新相结合才能创造出一番成就,才能屹立于行业的前端。