導電滑環屬于電接觸滑動連接應用范疇,它又稱集電環、滑環、集流環、匯流環,是實現兩個相對轉動機構的圖像、數據信號及動力傳遞的精密傳輸裝置。特別適合應用于無限制的連續旋轉,以避免相對轉動把導線扭斷,同時又需要從固定位置到旋轉位置傳送功率或數據的場所。
導電滑環作為機電系統中一種精密易損零件,在很多機電設備中都扮演著非常重要的角色,導電滑環的質量好壞能決定機器的正常運行。
導電滑環質量及性能的好壞主要由5大技術指標決定,其一是靜態接觸電阻值,其二是動態接觸電阻值,其三是摩擦力矩,其四是導電滑環各環路間的絕緣強度,其五是使用壽命。下面小編簡單給大家介紹以下這些技術指標的概念及產生原因。
1、接觸電阻
接觸電阻是導電滑環不工作時同一環路電刷線(接定子)與電引線(接轉子)之間的電阻值,接觸電阻值的高低決定了電流通過導電滑環的發熱量及信號傳輸的可靠性。接觸電阻值的大小主要取決于導電滑環和電刷的材料、接觸形式及接觸時的壓力。其中壓力越大接觸電阻越小,但壓力也有一定的限度,如果超過限度會增加摩擦力矩,使接觸部位磨損增加。若接觸電阻較大易導致接觸壓降的增加以及電刷和導電滑環出現熔焊,影響信號傳輸效果。
2、動態接觸
動態接觸電阻是指導電滑環連續轉動時接觸電阻的波動值,也可以用電噪聲表示,主要影響信號,傳遞的穩定性。接觸電阻波動主要與接觸材料、零件加工光潔度、接觸壓力穩定性、銅環的同軸度以及裝配工藝技術有關,在使用過程中引起動態接觸電阻增加的原因,主要有電刷與環槽接觸不良,出現虛接觸,壓力不夠,環槽表面有異物等。動態接觸電阻過大會使信號電流通過導電滑環時產生較大的波動和噪聲,嚴重時易導致信號間斷或丟失。
3、摩擦力矩
摩擦力矩是導電滑環在轉動過程中電刷與滑環之間因滑動摩擦而產生的阻力大小,與電刷壓力成正比,而電刷壓力是電刷和滑環接觸時電刷形變產生的電刷對滑環的作用力。摩擦力矩分為啟動摩擦力矩和動態摩擦力矩, 啟動摩擦力矩由電刷與滑環之間的靜摩擦力矩和軸承系統靜摩擦力矩組成,電刷壓力越大, 啟動摩擦力矩越大。動態摩擦力矩大小隨著轉動時間變化,電刷與滑環之間相互磨合越長,動態摩擦力矩越小,滑環運轉越穩定。
4、絕緣強度
絕緣強度是指在一定電壓下各相鄰滑環之間以及各個滑環與外殼之間的絕緣電阻,一般用500V或250V兆歐表檢測。影響絕緣強度的很大因素是灌封膠的絕緣性能,目前精密導電滑環使用的絕緣材料基本上都是環氧樹脂灌封膠, 以雙酚A型環氧樹脂為主劑,各種酸酐為固化劑,添加硅微粉或氧化鋁粉為填料,輔以增韌劑和促進劑等,經過高溫固化后得到所需要的絕緣膠層。
5、使用壽命
影響導電滑環使用壽命的因素很多,主要有轉速、電刷壓力、電刷與滑環的材料匹配以及加工和裝配工藝等。電刷壓力是直接影響導電滑環使用壽命的重要因素之一,電刷壓力越大,摩擦力越大,導致電刷磨損越劇烈,各項性能指標都下降,當磨損時間達到一定程度后,將會出現信號傳輸功能失效。
導電滑環應用領域有哪些?
導電滑環屬于高科技產品,是一類精密電子裝置。早期應用于軍事、航天等領域,比如雷達、火炮、絞車、直升機、航空航天等。隨著技術的發展,在民用領域的應用范圍也在不斷擴大,典型應用有高速球機、舞臺燈光、游樂設備、食品包裝/灌裝機械、電纜卷筒等。
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