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标准与定制滑环-电感,电容,湿汞变化

经过丽莎EITEL.|2018年12月23日

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比比皆是 - 并且先进的组件从半英寸到直径的多英寸到多英寸的钻孔尺寸 - 例如,用于设计用于维修牲畜的医疗成像机。但选择超出了规模。那么OEM和设计工程师如何在标准和自定义选项之间选择......以及其他选择机电和光纤滑环的最广泛的变化还是让我们探索。

oem的标准滑环选项

一些滑圈作为标准产品销售。这些滑环易于加入到机器构建 - 带有简单连接的线束以及标准安装接口。后者可以是凸缘,螺纹转子的形式,安装在轴上,或安装在轴的内部孔中。

标准硬件可以服务于次要目的 -确保滑环安装对准在公差范围内进行适当的操作。所需的轴对准有时表示为跳动的某些值;对轴的滑环面垂直度通常保持为甚至更严格的公差。

视频片段由Deublin提供。点击观看完整版本YouTube.

电路选项包括各种标准触点,以满足电流和电压范围 - AC或DC。

例如,制造商Deublin(以向行业提供海关著称)现在开始在标准产品线中提供更多的现货滑环。这是一个有趣的背离工业部件定制化的大趋势。

标准滑环在哪里工作?嗯,工程师可能知道他或她需要十个通道或10个单独的电路,而不是搁板的项目将完成这项工作。Of course, there are other design considerations — and an engineer that chooses a standard slip ring may ultimately end up with a slip ring that’s a bit larger than needed … but in the end, the benefits of an off-the-shelf selection maybe worth the overbuild.

在其他情况下,工程师并不总是通过例如以太网连接的专用电路的数量来了解。

EtherCAT图像由Beckhoff提供

注意:与以太网有关的一个经常让工程师感到困惑的因素是,一根基本电缆有四个100兆的以太网运行,其中只有四根单独的电线。但电缆外面是金属编织的,用来屏蔽。金属编织物计数为额外的电路。所以防滑戒指制造商为标准以太网线计算五个电路或迹线......尽管许多设计工程师将认为它只有四个。

最终,这些问题强调了市场教育和制造商与设计工程师之间的重要性如何适应具有滑圈的设计。

它还说明了对现成和定制滑环选项的需求......以满足具有紧密设计循环的设计工程师,以及需要更多参与的人来开发非常具体的构建。

定制滑圈

在许多情况下,试图将标准滑环与设计范围贴在挑战到不可能。这部分是因为在滑动环设计方面有很多事情要考虑......远远超过大多数工程师最初假设。定制设计的滑圈特定于设计工程师的规格 - 双关语。

包含滑环的一些定制设计采用不同的格式......例如,一些滑圈最终会出现意外的外壳......例如具有方形占地面积的组件。Deublin提供了一个具有约13英寸的内径的这种滑环。外箱的侧面约为24英寸。每个......不是Morephology大多数工程师都与滑环设计相关联。这些是真正的定制子系统,设计用于机器的紧固件。

事实上,定制滑环可以包括连接和轨迹类型的组合;编码器和其他反馈设备;加热器,如果需要;对EMC和额定高温子部件的屏蔽,如果有这些顾虑;和混合信号处理。一些制造商可以在几周内交付定制滑环。

滑环定制可以包括集成到旋转接头。图片由Deublin

注意:完全集成到旋转工交的滑环可以进一步自定义一步......以简化安装并最大限度地减少维护。这是部分原因是电动和流体动力软管和电缆的连接器可以设计成连接和拔下 - 快速连接硬件。

不要打折这些子组件可以是多么复杂。访问设计世界connectortips.com.关于什么高级连接器看起来像更多的地点。

示例Courtesy Deublin•访问deublin.com/product-support/electrical-slip-rings有关详细信息。

现在让我们来探索三种不太常见的滑环设计迭代,它们为设计工程师提供了更多的选择,希望将旋转和固定的机械部件连接起来。

无线替代#1 - 电感滑圈

不像机电和光纤滑环那样广泛,但肯定是商业化的,一些滑环使用电感耦合作为传输模式。优点包括长寿命无摩擦操作,无电弧-有助于设置易燃材料。

他们如何工作?嗯,电感组件充当变换器,但线圈之间的相对运动 - 在此上下文中称为初级和次要。核心(通常是分层硅钢)耦合线圈。(顺便说一下,核心材料选择是最小化来自涡流的热量的产生。)电力的传输是恒定的,无论静止和旋转线圈的位置如何。有些版本通过自友器功能提高电力传输效率 - 在波动负载或设置面上有用。

一个警告:大多数电感设计更适合于传输功率或低频信号(在数据传输的情况下),而不是它们用于高频信号输送。

基于电感耦合的滑环在哪里工作?在风力发电行业就有。在设计世界的姐妹网站windpowerengineering.com上阅读更多相关内容,该网站讨论了针对涡轮机的迭代。电感耦合滑环也适用于轴在高转速下运行的包装应用。

无线替代#2 - 使用电容的滑环

请注意,也有无线滑环利用电容检测工作。与感应变化利用导电段的磁场不同,电容变化利用电场。

水银湿滑环

另一种类型的滑环是水银浸湿滑环。在这里,液态金属形成旋转连接。汞是一种有毒的重金属,所以并不适用于任何地方——尤其是食品和饮料产品加工的地方。但这种材料使滑环在数据和电力传输方面寿命更长,同时噪音也低。

通过触点的电阻小于一个MΩ。比较传统的刷子和环设置10到20倍。汞湿润的滑圈也越来越长,而刷子和环设定的数百万升至亿昼夜。


了下:运动控制提示,滑环+旋转接头
标记:deublin

关于作者

丽莎EITEL.

自2001年以来,Lisa Eitel在行动行业工作。她的重点领域包括电机,驱动器,运动控制,电力传输,线性运动和传感和反馈技术。她有一个B.S.在机械工程中,是Tau Beta PI工程荣誉社会的电感;妇女工程师协会的成员;和第一个机器人博客区域的法官。除了她的MotionControltips.com外,她还领导了设计世界季度运动问题的生产。

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