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近代,在工業設備的高端領域中,多有諸如公轉、自轉等多元相對運動的要求。即機械設備360°連續旋轉運動的同時,旋轉體上還需要多元運動。有運動,就需要能源,如電能源、流體壓力能源等。有時,也需要特殊控制信號源,如光纖信號、高頻信號等。任何相對連續旋轉360°的電氣部件之間需要傳輸功能電源、弱電信號、光信號、氣壓、水壓、油壓等不同介質,以確保智能電器在旋轉運動的同時還能自由運動的機電設備,都必須使用旋轉連通裝置。

滑環,就是負責為旋轉體連通、輸送能源與信號的電氣部件。根據傳輸介質來區分,滑環分為電滑環、流體滑環、光滑環。也可通俗的統稱為“旋轉連通”或“旋通”。 滑環通常安裝在設備的旋轉中心,主要由旋轉與靜止兩大部分組成。旋轉部分連接設備的旋轉結構并隨之旋轉運動,稱為“轉子”,靜止部分連接設備的固定結構的能源,稱為“定子”?;氛逡攬康Υ罱釉?、滾動搭接原理、或密封原理,以及巧妙的運動結構與密封結構設計、精密的零件制作配合、合理的選材等,構成穩定可靠的旋轉連通系統。只要將滑環附著于無限旋轉的設備上,就可以給旋轉體提供動力能源,使旋轉體在無限旋轉運動的同時,還能進行其它運動、或檢測旋轉狀態下的工作狀況。

傳統的電滑環也稱為“集電環”或“匯流環”。國內幾十年前已有成熟的設計技術及成熟的制作工廠,主要傳輸大電流,采用碳刷緊靠銅環的技術。缺點:局限于傳輸大電流,而且,因磨擦產生大量碳合金粉,需要定期清理或更換碳刷。由于現代精密電子與精密機電產品的迅猛發展,精密電滑環應運而生。其原本專用于航空、航天等超高端領域,現在,已普遍用于民用精密電子、電氣設備。部分系列已制作成通用電氣配件。

電滑環,在所有滑環系列中使用最廣泛,也稱電刷、碳刷、集電環、集流環、匯流環、旋通、旋轉電氣關節,專用于在無限制連續旋轉時,傳輸功率電源、信號電源。定子與轉子部分分別引出導線連接固定結構與旋轉結構的電源與終端電器,并隨之旋轉。根據其整體結構的不同,分為實圓滑環(在旋轉體上挖一個孔,安裝滑環),(如圖),空圓滑環(將滑環安裝在旋轉軸上)(如圖),以及分離滑環、扁盤滑環、水銀滑環、特型滑環等等。

滑環,多使用于多功能、高性能、高精密、多元連續旋轉運功的高端工業電氣設備或精密電子設備之中,如:航天設備、雷達通訊設備、醫療設備、自動加工設備、冶煉設備、礦山設備、電纜設備、游樂設備、展示設備、智能攝像頭、化學反應釜、晶體爐、線材絞線機、風車、機械臂、機器人、盾構機、旋轉門、測量儀、航模、特種汽車、特種輪船等?;肺廡┗縞璞甘迪指叢釉碩峁┛煽康哪茉從胄藕糯浞槳?。也可以說:滑環,是高級智能運動設備的標志。

滑環,還可以根據使用情況制作成各種特殊外形,混合傳輸電源、光源、流體壓力源,或與其它電氣元件配裝使用,如:特殊異形、超大外形,連體齒輪、鏈輪、皮帶輪、插頭,電源與光源混合,電源與壓力流體混合,配裝光、電、聲、溫傳感器、光纖收發器、壓力表、氣動元件等,組合成一種多功能的電氣件總成,以達到節省空間、簡化設計結構的特殊要求。

實圓滑環安裝示意

實圓滑環安裝示意

設計滑環,通常需要依據以下常規技術參數:

項目常規參數高端、特殊參數
傳輸介質電源、光源、頻率信號、氣體、油、水混合多種介質
通 路 數1-100通路200-500通路
額定電流0-100安培200-600安培
額定電壓0-380伏特300-1000伏特
流體壓力0-150大壓200-600大壓
工作轉速1-300轉/分鐘500-10000轉/分鐘
出線方向兩端任意方向
出線狀態長度1米,常規端子任意長度,任意端子
安裝方式配孔、配軸、整裝、散裝連體齒輪、皮帶輪
防護等級IP00-IP54IP66
工作溫度-40℃~ +80℃-400℃~ +800℃
外形大小正圓、正方各200mm異形,超大外形
材質外觀塑膠,鋁合金不銹鋼,鈦合金
工作環境室內外常規環境抗震,抗撞、抗磁,抗竄擾
功能組合連體齒輪、鏈輪、皮帶輪配裝傳感器、編碼器、壓力表

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