Що таке ковзне кільце Pancake?
Млинцеве контактне кільце подібне до контактного кільця з отворами, але особливо використовується для обертової системи з обмеженням по висоті. Також називається плоским контактним кільцем, плоским дисковим електричним контактним кільцем або контактним кільцем пластини, оскільки форма подібна до контакту пластини, кілець і щіток навколо центру кола. Компоненти ковзного кільця включають статор, ротор і контакти, які в основному використовуються для передачі точних сигналів і потужності або в поєднанні з пневматичними та гідравлічними середовищами. Більше електричної потужності, струму та сигнальних ланцюгів можуть розтягнутися безмежно по плоскому діаметру.
Принцип роботи кільця Pancake Slip Ring
Основний принцип роботи провідного контактного кільця Pancake полягає в досягненні безперервної та надійної передачі струму та сигналів між тілом, що обертається, і нерухомим тілом. Він підтримує безперервність електричного з’єднання під час обертання за допомогою ковзного контакту, уникаючи проблеми перегину дроту. Зокрема, коли роторна частина контактного кільця обертається, провідне кільце (зазвичай виготовлене з металу), встановлене на роторі, контактує з нерухомою щіткою. Щітка, як частина статора, безперервно контактує з поверхнею кільця, коли кільце обертається, таким чином передаючи сигнали живлення або даних на обертовий інтерфейс.
Два основних типи кільця для млинців
Млинцеве кільце
Особливості окремого контактного кільця млинця PCB
Гнучка роздільна структура:
Статор і ротор роз’ємного контактного кільця друкованої плати є окремими незалежними компонентами. Така конструкція робить установку та обслуговування більш гнучкими та зручними. Статор і ротор можна встановити в різних положеннях обладнання відповідно до фактичних потреб. Це особливо підходить для обладнання зі складним просторовим плануванням і особливими вимогами до місця встановлення. Наприклад, у деяких малих точних інструментах внутрішній простір обладнання обмежений, а конструкція компактна. Розділена структура може краще адаптуватися до цього обмеження простору.
Хороша провідність:
Зазвичай на платі друкованої плати є товсте кільцеве мідне або золоте покриття. Ці металеві покриття мають хорошу провідність і можуть забезпечити стабільну передачу сигналів між ротором і статором. Крім того, покриття з дорогоцінних металів, таких як золото, також має характеристики антиокислювальної та корозійної стійкості, що може забезпечити якість передачі сигналу після тривалого використання.
Ультратонкий дизайн:
Загальна конструкція є відносно плоскою та тонкою, що може відповідати вимогам обладнання з обмеженою висотою. Порівняно з традиційними контактними кільцями, розділені контактні кільця PCB займають менше місця у вертикальному напрямку, залишаючи більше місця для встановлення інших компонентів обладнання. Вони особливо підходять для мініатюрного та мікророзмірного обладнання з суворими вимогами до розмірів простору, такого як розумні домашні пристрої, маленькі роботи тощо.
Млинцеве кільце
Особливості закритого кільця для млинців
Повністю закрита конструкція:
Статор і ротор цього контактного кільця повністю загорнуті в корпус, утворюючи замкнутий простір. Ця структура може ефективно запобігти потраплянню зовнішнього пилу, водяної пари, масла та інших домішок у контактне кільце, уникнути поганого контакту, короткого замикання та інших несправностей, спричинених забрудненням домішок, і забезпечити нормальну роботу контактного кільця в суворих умовах. Наприклад, у деяких зовнішньому механічному обладнанні, виробничих лініях промислової автоматизації та в інших випадках з поганим середовищем закрите млинцеве контактне кільце може працювати стабільно.
Висока механічна стійкість:
Закритий корпус забезпечує хорошу підтримку та захист внутрішніх струмопровідних частин, щіток тощо, роблячи їх менш сприйнятливими до зовнішнього механічного удару та вібрації. Порівняно з відкритими контактними кільцями, внутрішня структура замкнутого млинцевого контактного кільця більш стабільна під час роботи, а контакт між щіткою та провідним кільцем більш надійний, зменшуючи поганий контакт або нестабільну передачу сигналу, спричинену вібрацією та іншими причинами.
Стабільна передача сигналу:
Оскільки його закрита структура може ефективно екранувати зовнішні електромагнітні перешкоди, замкнуте контактне кільце може забезпечити стабільність і точність сигналу під час передачі. Незалежно від того, передає він слабкі електричні сигнали чи сигнали високої потужності, він може підтримувати хороші ефекти передачі та підходить для обладнання з високими вимогами до якості передачі сигналу, такого як точні інструменти, медичне обладнання тощо.
Структура млинців
Млинцеві контактні кільця зазвичай складаються з двох частин: статора і ротора. Частина статора включає фіксовані щітки або контакти, які, як правило, виготовлені з дорогоцінних металів (золото/срібло), щоб забезпечити хорошу провідність і зносостійкість. Частина ротора забезпечена струмопровідним кільцем, яке контактує зі щітками на статорі для досягнення потужності та передачі сигналу. На площині кільцевої пластини млинцевого контактного кільця від центру до зовнішньої сторони розташовано кілька круглих кілець. Діаметр кожного круглого кільця збільшується зсередини назовні, і кільця міцно прикріплені до пластини кільця. Кільцева пластина є ізоляційною пластиною, а кільце - провідником; кожне кільце не контактує з сусідніми кільцями і ізольовано одне від одного. Частина ротора млинцевого контактного кільця може застосовувати спеціальний метод обробки, такий як міднення на платі друкованої плати, щоб замінити традиційну структуру ротора. Цей метод обробки є відносно простим, і монтажні отвори, що відповідають обладнанню замовника, можуть бути розроблені на роторі, щоб його можна було встановити безпосередньо на обертовій частині обладнання замовника, яке легко встановити та має відносно просту конструкцію .
З якого матеріалу виготовлено кільце для млинців?
Кільця Pancake Slip Rings виготовлені з різноманітних міцних і надійних матеріалів, призначених для довговічності, надійного обслуговування та ефективної роботи. Нижче наведено основні матеріали, які використовуються для виготовлення млинців:
1. Струмопровідні матеріали
Мідь
Мідь є одним із найбільш часто використовуваних електропровідних матеріалів у контактних кільцях. Має хорошу електропровідність, теплопровідність і оброблюваність.
Зазвичай струмопровідні кільця (кільцеподібні провідники на статорі та роторі) контактних кілець виготовлені з міді. Чим вища чистота міді, тим краща провідність. Наприклад, електролітична мідь високої чистоти може відповідати вимогам більшості застосувань. Щоб підвищити зносостійкість і корозійну стійкість мідного провідного кільця, на його поверхню можна нанести посріблення, позолоту або нікель.
Срібло
Срібло має дуже високу провідність і є найкращим електропровідним матеріалом серед усіх металів. У деяких сферах застосування з надзвичайно високими вимогами до провідності, таких як високоточне випробувальне обладнання, аерокосмічна промисловість тощо, срібло використовується як провідний матеріал. Однак срібло дороге і легко окислюється, тому його зазвичай використовують лише в особливих випадках.
сплав
Деякі спеціальні сплави також можна використовувати для виготовлення провідної частини кільця для млинців. Наприклад, мідні сплави (такі як латунь, бронза та ін.) Мають хорошу міцність і зносостійкість, а також мають певну електропровідність. Деякі сплави на основі нікелю або сплави на основі кобальту мають гарну ефективність у середовищі з високою температурою та високою корозією та підходять для контактних кілець у особливих умовах роботи.
2. Ізоляційні матеріали
Інженерні пластмаси
Інженерні пластики, такі як політетрафторетилен (PTFE) і поліфеніленсульфід (PPS), мають хороші ізоляційні властивості, стійкість до високих температур і механічну міцність. Ці пластмаси зазвичай використовуються для виготовлення ізоляційних прокладок, розпірних кілець та інших частин контактних кілець для забезпечення ізоляції між струмопровідними частинами. Пластмаси також мають гарну стійкість до корозії та самозмащування, що може зменшити тертя та знос.
гумовий
Гумові матеріали мають хороші еластичні та ущільнювальні властивості і можуть бути використані для виготовлення ущільнень або амортизаторів для контактних кілець. Силіконова гума, фторкаучук тощо мають гарну стійкість до високих температур і корозії та підходять для контактних кілець у суворих умовах.
3. Кистьові матеріали
Графіт:
Графітові щітки є одним із найпоширеніших матеріалів для щіток у контактних кільцях. Графіт має хорошу провідність, самозмащення і зносостійкість. Різні типи графітових щіток мають різні робочі характеристики, такі як твердість, питомий опір, коефіцієнт тертя тощо. Ви можете вибрати відповідну графітову щітку відповідно до конкретних вимог застосування. Щоб покращити продуктивність графітових щіток, до графіту також можна додати деякі інші матеріали, такі як мідний порошок, срібний порошок тощо.
Металевий графіт
Металеві графітові щітки — це матеріали для щіток, виготовлені шляхом змішування металевого порошку (наприклад, мідного порошку, срібного порошку тощо) з графітом. Цей тип щітки має високу провідність і зносостійкість, і підходить для застосувань з великим струмом і високою швидкістю. Продуктивність металевих графітових щіток залежить від таких факторів, як співвідношення металу та графіту та розмір частинок.
Щітки з дорогоцінних металів
У деяких спеціальних сферах, таких як аерокосмічна, військова та інші галузі, використовуються щітки з дорогоцінних металів, таких як золото, платина, паладій тощо. Щітки з дорогоцінних металів мають надзвичайно високу провідність, стійкість до корозії та стабільність, але вартість дуже висока.
4. Конструкційні матеріали
Алюмінієвий сплав:
Алюмінієвий сплав має невелику вагу, хорошу механічну міцність і оброблюваність, і часто використовується для виготовлення структурних компонентів, таких як оболонки та кронштейни контактних кілець для млинців. Різні типи алюмінієвих сплавів мають різні робочі характеристики, і відповідний матеріал алюмінієвого сплаву можна вибрати відповідно до конкретних вимог застосування.
Нержавіюча сталь:
Нержавіюча сталь має хорошу стійкість до корозії, механічну міцність і стійкість до високих температур, і підходить для контактних кілець у суворих умовах. Наприклад, нержавіюча сталь 304, 316 тощо часто використовується для виготовлення корпусу, ущільнень та інших частин контактного кільця.
Інженерні пластмаси:
Деякі високоміцні інженерні пластики також можна використовувати для виготовлення структурних частин контактного кільця, таких як корпус, кришка тощо. Інженерні пластики мають невелику вагу, хороші ізоляційні характеристики та оброблюваність, і можуть відповідати вимогам деяких спеціальних застосувань .
Підсумовуючи, склад матеріалу Pancake Slip Ring зазвичай являє собою комбінацію кількох міцних і надійних матеріалів, кожен з яких відіграє ключову роль у забезпеченні ефективної передачі живлення та сигналу, довговічності та загальної продуктивності Pancake Slip Ring.
Як вибрати правильне кільце для млинців відповідно до різних вимог застосування
Визначити тип обладнання
Наприклад, обладнання для промислової автоматизації (таке як поворотні столи, роботизовані манжети тощо), обладнання для виробництва енергії вітру, медичне обладнання (таке як сканери КТ, обладнання МРТ тощо), обладнання для моніторингу безпеки (таке як камери PTZ тощо). ). Вимоги до робочих характеристик контактних кілець для різного обладнання сильно відрізняються.
Аналіз функціональних вимог
Визначте тип сигналу, який потрібно передати, як-от живлення, сигнали даних (наприклад, Ethernet, USB, RS232/485 тощо), сигнали керування, відеосигнали тощо. Також необхідно уточнити, чи є він односпрямованим чи двонаправлена передача, і чи потрібно одночасно передавати кілька різних типів сигналів.
поточний
Поточний попит на загальне промислове обладнання може становити від кількох ампер до десятків ампер. Наприклад, струм маленької роботизованої руки може становити близько 5 А, тоді як для великого промислового обертового обладнання може знадобитися струм 30 А або навіть більше. Якщо обладнання має такі навантаження, як двигуни великої потужності, необхідно вибирати контактні кільця з великою пропускною здатністю по струму. Як правило, мідні провідні кільця мають хорошу пропускну здатність по струму.
Напруга
Звичайна промислова напруга включає 24 В, 48 В, 110 В, 220 В тощо. Медичне обладнання може мати нижчу напругу, наприклад 12 В, 24 В. Виберіть контактні кільця відповідно до робочої напруги обладнання. Характеристики ізоляції контактних кілець повинні відповідати вимогам до напруги, щоб запобігти витоку та короткому замиканню. Наприклад, для обладнання з напругою 220 В опір ізоляції контактного кільця має бути не менше кількох сотень МОм.
швидкість
Швидкість різного обладнання сильно відрізняється. Швидкість обладнання промислової автоматизації може коливатися від десятків обертів за хвилину до тисяч обертів за хвилину. Наприклад, швидкість звичайного поворотного столу може становити 50-200 обертів за хвилину, тоді як з’єднання високошвидкісної роботизованої руки можуть досягати тисячі обертів за хвилину. Для високошвидкісного обертового обладнання необхідно вибирати контактні кільця, здатні адаптуватися до високих швидкостей. Такі контактні кільця зазвичай використовують спеціальні підшипники та балансувальні конструкції для зменшення тертя та вібрації. У той же час матеріал щітки також повинен мати хорошу зносостійкість і провідність.
Рівень захисту
Якщо обладнання працює в суворих умовах, таких як вологість, пил, корозійні гази тощо, необхідно вибирати контактні кільця з високим рівнем захисту. Наприклад, контактні кільця зі ступенем захисту IP65 захищені від проникнення пилу та струменів води під низьким тиском і підходять для більшості промислових середовищ. Для зовнішнього використання, наприклад вітрових турбін, можуть знадобитися контактні кільця з вищим рівнем захисту, наприклад IP67 або IP68.
Спосіб щоденного технічного обслуговування контактного кільця Pancake
Регулярно перевіряйте зовнішній вигляд контактного кільця
Щодня або щотижня перевіряйте зовнішній вигляд млинцевого контактного кільця, щоб побачити, чи немає явних пошкоджень, деформацій або корозії. Перевірте оболонку контактного кільця на наявність тріщин, подряпин або зносу та вчасно вирішуйте будь-які проблеми. Також зверніть увагу на те, чи з’єднувальні частини контактного кільця, такі як болти, гайки, заглушки тощо, ослаблені та не відпадають.
01
Очистіть поверхню контактного кільця
Використовуйте тканину або щітку для чищення, щоб обережно протерти поверхню контактного кільця, щоб видалити пил, масло та інші забруднення. Для деталей, які важко очистити, ви можете використовувати стиснене повітря для продування, але будьте обережні, щоб не задувати пил у внутрішню частину контактного кільця. Також уникайте використання корозійних або абразивних засобів для чищення, щоб не пошкодити поверхню контактного кільця.
02
Перевірте знос щітки
Регулярно перевіряйте ступінь зносу щітки, який зазвичай можна виміряти, спостерігаючи за довжиною щітки або за допомогою штангенциркуля. Коли щітка певною мірою зношена, її слід вчасно замінити, щоб забезпечити хороший контакт і провідність.
03
Відрегулюйте тиск щітки
Перевірте, чи достатній тиск щітки. Занадто вільне або занадто туге вплине на ефективність контактного кільця для млинців. Тиск пружини щітки можна регулювати за допомогою спеціального інструменту або вручну, щоб підтримувати його у відповідному діапазоні. Будьте обережні, регулюючи тиск щітки, щоб не пошкодити щітку або контактне кільце.
04
Очистіть щітку та струмопровідне кільце
Використовуйте тканину або щітку для очищення, щоб очистити контактну поверхню щітки та провідного кільця, щоб видалити нагар та інші забруднення. Щоб зменшити тертя та зношування, на поверхню щітки можна нанести невелику кількість мастила. Застосовуючи мастило, не дозволяйте мастилу потрапляти всередину контактного кільця, щоб уникнути впливу на ефективність ізоляції.
05
Перевірте вхідні та вихідні лінії
Регулярно перевіряйте, чи вхідні та вихідні лінії контактного кільця млинців не закріплені, не від’єднані та не пошкоджені. Перевірте, чи надійний роз’єм лінії, чи немає окислення, корозії чи поганого контакту. Якщо є проблема, вчасно підключіть або замініть лінію контактного кільця млинця.
06
Контролюйте робочу температуру
Переконайтеся, що контактне кільце млинця працює у відповідному діапазоні робочих температур, щоб уникнути впливу надмірно високих або низьких температур на його роботу. Робочу температуру можна контролювати за допомогою вентиляції, розсіювання тепла або опалення, а конкретний метод вибирається відповідно до фактичної ситуації. Також можна встановити датчик температури для моніторингу робочої температури контактного кільця в режимі реального часу, щоб вчасно виявити проблеми.
07
Виконайте тестування продуктивності
Регулярно виконуйте перевірку продуктивності контактних кілець, наприклад вимірювання струму, напруги, опору, ефективності ізоляції та інших параметрів. Ви можете використовувати професійні прилади або обладнання для тестування відповідно до встановлених методів. Порівняйте результати тесту зі стандартними значеннями, щоб визначити, чи нормальний робочий стан контактного кільця.
08