Stiepļu sukas slīdgredzens nodod jaudu un signālus pa rotējošu savienojumu, izmantojot smalku metāla stiepļu kūļus kā slīdošo kontaktu cieta oglekļa bloka vietā. Inženieri sasniedz tos, kad iekārtai ir nepārtraukti jāgriežas, negriežot kabeļus, un kad lietojumprogramma nevar izturēt putekļus, kontakta troksni vai apkopes biežumu, ko rada dažas tradicionālās sukas.
Bet kontakta materiāls ir tikai viens mainīgais. Noderīgāks jautājums navkas ir stiepļu sukas slīdēšanas gredzens, bet gan to, vai stiepļu sukas kontakts atbilst jūsu strāvai, signāliem, ātrumam un videi, vai tā vietā jums vajadzētu meklēt oglekļa, dārgmetāla-vai bezkontakta dizainu. Šajā rokasgrāmatā ir sniegta atbilde uz to, tostarp kompromisiem{2}}un konkrētām lietām, ko inženieri pārbauda pirms dizaina parakstīšanas.
Kas ir stiepļu suku slīdošie gredzeni?
Slīdgredzens ir elektromehāniska sastāvdaļa, kas pārvada elektrisko strāvu, vadības signālus vai datus no stacionāra rāmja uz rotējošu. Bez tā kabelis, kas baro rotējošo mezglu, uztītos, nogurtu un galu galā sabojātos, vai rotācija būtu ierobežota līdz pagrieziena daļai.
Stiepļu sukas slīdēšanas gredzens to dara ar kontaktu, kas izgatavots no daudziem smalkiem vadošiem vadiem. Katrs vads pieskaras rotējošajam gredzenam savā vietā, tāpēc saskarnē patiešām ir vairāki desmiti mazu kontaktu paralēli, nevis viena liela seja. Šis vairāku -punktu kontakts ir dizaina galvenā iezīme, un tas izskaidro lielāko daļu tā stipro un ierobežojumu: tas izkliedē strāvu un signālu pa liekiem ceļiem, uztur zemu kontaktspēku un izlej netīrumus un nodilumu citādi nekā cieta suka.
Atsevišķs bloks var pārnēsāt strāvas ķēdes, signālu ķēdes vai abu kombināciju, katrai ķēdei ir savs gredzens un ir izolēta no pārējām.
Kā darbojas stiepļu sukas slīdošie gredzeni?
Tipiskam mezglam ir divas daļas: rotors, kas nes vadošos gredzenus un griežas kopā ar vārpstu, un stators, kas nes suku blokus un paliek fiksēts. Rotoram griežoties, strāva šķērso vadu-uz-zvana saskarni un turpina virzīties uz rotējošo pusi. Saliekot vairāk gredzenu-un-otu pāru gar asi, tiek pievienotas neatkarīgākas ķēdes.
Stiepļu sukas dizainā smalkais{0}}stiepļu saišķis pārvietojas pa gredzenu ar vieglu, sadalītu spiedienu. Atlaišanai ir nozīme. Ja viens vads īslaicīgi paceļas virs virsmas nepilnības, pārējie saglabā nepārtrauktību, kas saglabā kontakta pretestību griešanās laikā stabilāku nekā viens kontaktpunkts. Tieši no šīs stabilitātes ir atkarīgi jutīgie atgriezeniskās saites signāli: īss kontakta pārtraukums, ko strāvas ķēde izslēdz, var sabojāt kodētāja skaitu vai Ethernet kadru.
Stiepļu suka pret oglekļa sukas slīdgredzeniem
Abas ir kontaktu{0}}tehnoloģijas, un neviena no tām nav vispārēji labāka. Pareizā izvēle izriet no iekārtas elektriskās slodzes, signālu kombinācijas, ātruma, vides un apkopes prasībām.
| Faktors | Stiepļu sukas slīdgredzeni | Oglekļa suku slīdošie gredzeni |
|---|---|---|
| Kontaktpersonas interfeiss | Daudz smalku vadu paralēli, vairāki kontaktpunkti katrā ķēdē | Viens vai vairāki cietie oglekļa vai grafīta bloki, viena plata saskares virsma |
| Atlūzas | Nav oglekļa putekļu no sukas | Nolietojoties, izdala vadošos oglekļa putekļus |
| Servisa intervāls | Parasti ilgāks, mazāks nodilums saskarnē | Birstes nolietojas ātrāk, un tām ir nepieciešama periodiska pārbaude vai nomaiņa |
| Signālu ķēdes | Stabils kodētājam, lauka kopnei un datiem, ja tie ir pareizi izvietoti | Darbojas, taču kontakta troksnis un putekļi var pasliktināt zema līmeņa{0}}signālus |
| Strāvas blīvums | Piemērots zemai-līdz-vidējai strāvai katrā ķēdē | Pieļauj lielu strāvu uz vienu suku |
| Iepakojums | Atbalsta kompaktus, zema{0}}profila komplektus | Birstu kastēm ir nepieciešams vairāk vietas |
| Vislabāk piemērots | Tīrs, kompakts, signāls{0}}bagāts, mazāk{1}}apkopes aprīkojums | Augsta{0}}strāva un liela rūpnieciskā slodze |
Godīgs kopsavilkums: stiepļu birstes kontaktiem ir tendence uzvarēt attiecībā uz tīrību, apkopes intervālu un iepakojumu zemas{0}}līdz-vidējas jaudas un signāla{2}}smagas konstrukcijas gadījumā.Oglekļa suku slīdošie gredzenijoprojām ir jēga ļoti lielām strāvām, lieljaudas{0}}rūpnieciskiem pakalpojumiem un gadījumiem, kad cietas sukas kontaktspiediens un strāvas blīvums ir priekšrocība. Izvēlieties uz visas darbības aploksnes, nevis tikai uz otas materiāla.
Galvenās priekšrocības un to piemērošanas laiks
Mazāks nodilums un garāki apkopes intervāli
Vieglais, sadalītais stiepļu saišķa kontaktspēks parasti rada mazāku mehānisko nodilumu nekā cieta suka, kas stingri nospiesta pret gredzenu, kas var pagarināt intervālu starp pārbaudēm un suku maiņu. Tas, cik liels ir šis ieguvums, ir atkarīgs no strāvas blīvuma, virsmas ātruma, gredzena un stieples materiāliem, eļļošanas un piesārņojuma. Tas nav fiksēts skaitlis, un stingri{2}}darbojoša ierīce netīrā vidē joprojām nolietosies. Ieguvums ir vislielākais tur, kur piekļuve ir apgrūtināta: iekārtas, kas darbojas nepārtraukti vai atrodas vietā, kur pēc uzstādīšanas nav viegli aizsniegt, piemēram, turbīnas rumbas vai aizzīmogotas rotācijas galda.
Tīra darbība bez oglekļa putekļiem
Oglekļa suka nolietojoties izdala vadošus putekļus. Ciešā korpusā šie putekļi var nosēsties uz optikas, piesārņot tuvumā esošo elektroniku vai galu galā izveidot zemsprieguma ķēdes. Stiepļu suku kontakti nerada oglekļa putekļus, tāpēc tie bieži ir paredzēti tīriem vai slēgtiem dizainiem, tostarp precīzai automatizācijai, laboratorijas instrumentiem un medicīnas iekārtām.
Stabila jaudas un signāla pārraide
Mūsdienu rotējošās mašīnas reti nodrošina jaudu atsevišķi. Tie arī nodod kodētāja atgriezenisko saiti, sensoru datus, lauka kopnes trafiku, piemēram, CAN kopni un RS-485, Ethernet un dažreiz arī video, katram ir savas prasības. Stiepļu sukas slīdgredzens var nest strāvu un šos signālus vienā komplektā, taču iekšējais izkārtojums ir smags: jaudas un zema-līmeņa signāla gredzeni ir jāatdala, datu pāriem ir nepieciešams ekranējums un kontrolēta pretestība, un visai grupai ir nepieciešama tīra zemējuma shēma. Izdariet šo kļūdu un redzat troksni, pakešu zudumus vai periodiskas kļūdas; pareizi, un gigabitu saite var iet pāri savienojumam. Ātrgaitas datu pārraidei tas nav obligāti. PārnēsāšanaIEEE 802.3 Ethernetpāri rotējošam interfeisam ir atkarīgs no pāra pretestības un šķērsrunas turēšanas tajās pašās robežās, kas jāievēro fiksēto kabeļu iekārtai.
Kompakts iepakojums
Tā kā kontaktu aparatūra ir slaida, stiepļu birstes var ietilpt zemāka-profila-diametra aploksnē nekā līdzvērtīgi otu-kastes komplekti. Tas palīdz robotu savienojumiem, kardāniem un OEM mašīnām, kur aksiālais garums un urbuma izmērs ir ierobežots. Tomēr kompaktajam joprojām ir nepieciešams atbilstošs klīrenss, atbalsts un spriedzes samazināšana; iespiežot komplektu bez tiem, viena problēma tiek aizstāta ar citu.
Izstrādāts pielāgošanai
Daudzi stiepļu sukas slīdošie gredzeni tiek piegādāti kā konstruēti mezgli, nevis kataloga daļas. Apielāgots slīdēšanas gredzensvar apvienot strāvas un signālu ķēdes, datu kanālus, caurumu-vārpstām vai optikai, īpašus savienotājus un kabeļu izejas, kā arī blīvējumu mērķa videi, kas bieži vien aizvieto atsevišķu komponentu kaudzi ar vienu rotējošu interfeisu.
Kur tiek izmantoti stiepļu sukas slīdgredzeni
Vēja turbīnas un atjaunojamā enerģija
Rumbā atrodas turbīnas slīdēšanas gredzens, kas nodrošina augstuma-vadības jaudu un signālus, lāpstiņas-sensora datus un dažreiz arī sildīšanu. Ierobežojumi, kas nosaka situāciju, ir tikpat lielā mērā kā elektriski: aukstā palaišana, kondensāts, vibrācija un fakts, ka kāpšana nacelē apkopei ir dārga, un tas liek konstrukciju virzīt uz gariem apkopes intervāliem un noslēgtu aizsardzību. Šie ir nosacījumi avēja turbīnas slīdēšanas gredzensir uzcelta apkārt.
Robotika un automatizācija
Robotu plaukstas locītavām, rotējošiem galdiem un indeksēšanas iekārtām ir nepieciešama nepārtraukta vai atkārtota rotācija, vienlaikus nodrošinot jaudu un atgriezenisko saiti. Cietā daļa parasti tiek darīta nelielā urbumā, vienlaikus uzturot absolūto kodētāju vai lauka kopnes līniju tīru blakus motora jaudai. Apsveriet sešu-asu plaukstas locītavu, kas laiž cauri 48 V strāvu, lauka kopni un kodētāja atgriezenisko saiti caur vienu kompaktu savienojumu: šis ciešā iepakojuma un signāla integritātes sajaukums ir tipisks gadījumssignāla slīdēšanas gredzens robotiem, ROV un UAV.
Medicīniskie attēlveidošanas un rotējošie instrumenti
Rotējošām diagnostikas un attēlveidošanas iekārtām ir nepieciešama tīra darbība, stabils kontakts un zems signāla troksnis, bieži vien ar materiālu un tīrības prasībām, kas ir stingrākas nekā rūpnieciskajam aprīkojumam. Iemesls ir oglekļa putekļu trūkums un jutīgo signālu kontakta stabilitāteslīdošie gredzeni medicīnas ierīcēmbieži izmanto tīru kontaktu dizainu, lai gan sertifikācija un materiālu izsekojamība nosaka galīgo specifikāciju.
Radari, antenas un novērošana
Rotējošās antenas un novērošanas galviņas nepārtraukti griežas, nododot strāvu, vadību un datus, dažkārt arī augstas{0}}frekvences vai video signālus. Uzticamība ilgstoši bez uzraudzības un signāla integritāte caur savienojumu dominē konstrukcijā, un vides aizsardzības jautājumi āra un kuģa vienībām.
Rūpnieciskā tehnika un kabeļu ruļļi
Celtņi, kabeļu ruļļi, elastīgie iesaiņojumi un rotējošie galdi izmanto slīdēšanas gredzenus, lai nodrošinātu elektrisko nepārtrauktību rotācijas laikā. Šeit stresa faktori ir mehāniski, proti, trieciens, putekļi un strāvas jauda strāvas ķēdēm, un stiepļu sukas dizaina pievilcība ir tīrāka, mazāka apkopes darbība, kur oglekļa putekļi vai bieža suku maiņa rada traucējumus.
Kā izvēlēties stiepļu sukas slīdošo gredzenu
Atlase sākas ar lietojumprogrammu, nevis daļu. Gredzens, kas ir ideāls vienā mašīnā, var būt nepareizs nākamajā. Veiciet tālāk norādītās darbības.
1. Strāva un spriegums
Uzskaitiet strāvas ķēdes, strāvu katrā ķēdē, spriegumu un to, vai slodze ir nepārtraukta vai periodiska. Jāņem vērā ieslēgšanas un maksimālā strāva un drošības rezerve. Neattiecieties pret strāvas un signāla ķēdēm vienādi: strāvas gredzeniem ir nepieciešams atšķirīgs atstatums, izolācija, vadītāja mērītājs un termiskais augstums, un mazizmēra strāvas gredzeni uzkarst un ātri nolietojas.
2. Signāli un dati
Identificējiet katru signālu: analogo, digitālo I/O, kodētāju, Ethernet, CAN kopni, RS-485, video. Katram izlemiet, vai tam ir nepieciešams ekranējums, vīti pāri, kontrolēta pretestība, filtrēšana vai atdalīšana no strāvas. Sakaru ķēdēs ir vājas plānošanas virsmas, piemēram, troksnis, pamestas paketes vai mirgojoši rādījumi. Ja esatEthernet izvadīšana caur slīdgredzenu, norādiet pakāpi iepriekš, jo tas maina gredzena izkārtojumu un ekranējumu.
3. Ātrums un darba cikls
Saskaņojiet gredzenu ar reālu kustību: nepārtraukta rotācija krasi atšķiras no neregulāras indeksācijas. Norādiet paredzamo apgriezienu skaitu minūtē, rotācijas modeli, darba stundas un palaišanas{1}}apturēšanas biežumu, jo virsmas ātrums un darba cikla piedziņas kontaktu nodilums.
4. Mehāniskais apvalks un stiprinājums
Apstipriniet pieejamo vietu, vārpstas izmēru, -urbuma vajadzības, korpusa izmērus, kabeļu maršrutu un savienotāju atrašanās vietas. Plānas stiepļu birstes dizains palīdz, ja vietas ir maz, taču komplektam joprojām ir nepieciešama atstarpe, atbalsts un spriedzes samazināšana.
5. Vide un aizsardzība
Putekļi, mitrums, eļļa, vibrācija, temperatūras svārstības, ķimikālijas, mazgāšana un āra iedarbība maina atbildi. Smagiem vai āra darbiem izlemiet, vai jums ir nepieciešams noslēgts korpuss, pret koroziju izturīgi{1} materiāli un noteikts iekļūšanas novērtējums. TheIEC 60529IP kods ir standarta veids, kā norādīt un pārbaudīt šo aizsardzību.
6. Piekļuve apkopei
Pat ilgstošai{0}}darbam jābūt uzstādāmai un pārbaudāmai. Jautājiet, kā tas tiek nostiprināts, kā to var pārbaudīt un vai nomaiņa nozīmētu lielu nojaukšanu. Šī atbilde bieži izšķir starp standarta daļu un aizzīmogotu pielāgotu dizainu.
Testēšana un kvalitātes pārbaudes
Cienījama montāža tiek pārbaudīta, nevis pieņemta. Ir vērts pajautāt jebkuram piegādātājam par galvenajām pārbaudēm un katrai pārbaudēm: saskares pretestība saskarnes kvalitātei un konsekvencei, izolācijas pretestība un dielektriskā izturība izolācijai starp ķēdēm un korpusam, griešanās un palaišanas-pārbaude attiecībā uz mehānisko izturēšanos un pretestību kustībā, kā arī signāla nepārtrauktības vai bitu{2}}kļūdu pārbaude datu ķēdēm. Šie ir mērījumu veidi, kas tiek ietverti, kad jautājat, un lūgt redzēt rezultātus ir godīgs veids, kā novērtēt piegādātāju.
Kad izvēlēties stiepļu suku salīdzinājumā ar oglekli, dārgmetālu-vai bezkontakta birsti
Stiepļu suku kontakti ir piemēroti daudzām rotējošām sistēmām, bet ne visām. Izmantojiet tālāk redzamo tabulu kā sākuma filtru, pēc tam apstipriniet ar inženierijas pārbaudi.
| Prasība | Stiepļu sukas slīdēšanas gredzens fit |
|---|---|
| Tīra darbība, bez putekļiem | Spēcīgs piegulums |
| Kompakta jauda un signāls vienā vienībā | Spēcīgs piegulums |
| Zema-līdz-vidēja strāva vienā ķēdē | Spēcīgs piegulums |
| Stabils kodētājs, lauka kopne vai dati | Spēcīgs piegulums, ar pareizu izkārtojumu |
| Ļoti liela strāva vienā ķēdē | Pārskatiet alternatīvas |
| Ļoti liels rotācijas ātrums | Inženierzinātņu apskats |
| Optisko šķiedru{0}}datu pārraide | Apsveriet optiskās šķiedras -rotācijas savienojumu |
| Šķidrums vai gāze plus elektriskās līnijas | Apsveriet hibrīda rotācijas savienojumu |
| Smags piesārņojums vai pilnīga iegremdēšana | Aizzīmogots pielāgots vai bezkontakta dizains |
Kur tabulā teiktspārskats, reālistiskas alternatīvas ir oglekļa suka, dārgmetālu{0}}kontakts, dzīvsudrabs vai šķidrais{1}}metāls, optiskās šķiedras-rotācijas savienojumi vai pilnīgi bezkontakta rotācijas pārnešana. Droša rīcība ir nodot ražotājam visas darbības prasības pirms apņemšanās.
Biežākās kļūdas, no kurām jāizvairās
- Norādot tikai pēc ķēžu skaita.Skaitlim ir nozīme, taču strāva, spriegums, signāla veids, ātrums, vide un urbums nosaka dizainu tikpat lielā mērā kā gredzenu skaits.
- Jaudas un jutīgu signālu sajaukšana bez atdalīšanas.Ekranēšanas un ķēdes atdalīšanas izlaišana rada troksni un nestabilu saziņu, un to ir grūti novērst, kad iekārta ir uzbūvēta.
- Lasot “maza{0}}apkope” kā “nekad nepārbaudīt”.Pat gariem{0}}darba gredzeniem ir nepieciešama pareiza uzstādīšana un periodiskas pārbaudes iekārtas apkopes plānā.
- Datu ķēžu apstrāde, piemēram, jauda.Līnijai, kas nodrošina Ethernet vai kodētāju, ir pretestība un ekranēšana, kas nav nepieciešama barošanas gredzenam, un, pieņemot citādi, tas ir izplatīts periodisku kļūdu avots.
Bieži uzdotie jautājumi par stiepļu suku slīdgredzeniem
J: Kas ir stiepļu sukas slīdēšanas gredzens?
A: Tas ir slīdošais gredzens, kas izmanto smalku metāla vadu kūļus kā bīdāmo kontaktu, lai pārvadītu strāvu vai signālus starp stacionārām un rotējošām daļām, nevis cietu oglekļa bloku.
J: Vai stiepļu sukas slīdgredzeni ir labāki par oglekļa sukas slīdgredzeniem?
A. Lai nodrošinātu tīru darbību, ilgākus apkopes intervālus, kompaktu iepakojumu un stabilu signāla pārraidi ar zemu{0}}līdz-mērenu strāvu, tie bieži ir tādi. Ļoti lielai strāvai vienā ķēdē vai lielai rūpnieciskai slodzei, oglekļa sukas dizains joprojām var būt labāka izvēle. Pareizā atbilde ir atkarīga no pilnas darbības aploksnes.
J: Vai stiepļu sukas slīdošie gredzeni rada oglekļa putekļus?
A: Nē. Tā kā kontakts nav izgatavots no oglekļa, stiepļu sukas slīdgredzens neizdala oglekļa sukas putekļus, kas ir viens no iemesliem, kāpēc tas ir piemērots tīram un slēgtam aprīkojumam.
J: Vai stiepļu sukas slīdošais gredzens var vienlaikus pārraidīt jaudu un datus?
A: Jā. Daudzi ir paredzēti abiem vienā montāžā. Datu shēmām izkārtojumā ir jāņem vērā ekranējums, kontrolētā pretestība, ķēdes atdalīšana un zemējums, pretējā gadījumā signāla kvalitāte tiek ciesta.
J: Cik ilgi kalpo stiepļu sukas slīdgredzeni un cik bieži tiem nepieciešama apkope?
A: Kalpošanas laiks un pārbaudes intervāls nav fiksēts. Tie ir atkarīgi no strāvas blīvuma, virsmas ātruma, vides un gredzena un stieples materiāliem. Tīra, viegli noslogota ierīce var darboties ilgu laiku starp pārbaudēm, savukārt cieti{2}}darbojoša ierīce, kas ir piesārņota, nolietojas ātrāk. Pieprasiet piegādātājam dzīves-pārbaudes datus, kas attiecas uz jūsu apstākļiem, nevis vienu virsraksta skaitli.
J: Cik lielu strāvu var izturēt stiepļu sukas slīdēšanas gredzens?
A: Strāva ir noteikta katrai ķēdei un ir atkarīga no gredzena izmēra, kontaktu materiāliem un dzesēšanas. Kompaktie mezgli parasti apstrādā signāla līmeni -līdz pat dažiem vai desmitiem ampēru vienā gredzenā, savukārt lielākas konstrukcijas nodrošina vairāk. Apstipriniet datu lapā norādīto -ķēžu vērtējumu attiecībā pret pastāvīgo un maksimālo slodzi.
J: Vai stiepļu sukas slīdgredzeni rada signāla troksni?
A: Pareizi projektējot, trokšņa līmenis ir zems. Lielākā daļa slīdēšanas gredzena trokšņu izriet no kontaktu pretestības izmaiņām griešanās laikā un sliktas atdalīšanas vai ekranēšanas starp strāvas un signāla ķēdēm, un tas viss tiek risināts, izvēloties izkārtojumu un materiālu, nevis tikai otas veidu.
J: Vai stiepļu sukas slīdēšanas gredzenu var pielāgot?
A: Jā. Ķēžu skaitu un veidu, caur-urbuma izmēru, savienotājus un kabeļu izejas, korpusu un blīvējumu var konstruēt atbilstoši lietojumprogrammai, kas ir izplatīta OEM iekārtām.
J: Kāds IP vērtējums ir nepieciešams stiepļu sukas slīdēšanas gredzenam?
A: Tas ir atkarīgs no vides. Iekštelpu, mazjaudas{1}}iekārtām var būt nepieciešama tikai pamata aizsardzība, savukārt ārpus telpām, mazgāšanas vai kuģošanas pakalpojumiem ir nepieciešams noslēgts, augstāks{2}}novērtējums. Lai uzzinātu, kā ieejas vērtējumi attiecas uz rotējošu aparatūru, skatiet šo skaidrojumuIP aizsardzības vērtējumsslīdēšanas gredzeniem.
J: Kas ietekmē stiepļu sukas slīdēšanas gredzena cenu?
A. Galvenie faktori ir ķēžu skaits un veids, strāvas nomināls, datu pakāpe, cauruma izmērs, materiāli un pārklājums, blīvējuma līmenis un tas, vai iekārta ir standarta daļa vai pielāgota komplektācija.
Key Takeaways
Stiepļu sukas slīdēšanas gredzens ir spēcīgs noklusējuma iestatījums, ja iekārtai ir nepieciešama tīra, kompakta, zemas{0}}apkopes jaudas un signālu pārnešana ar zemu-līdz-vidēju strāvu. Tā ir nepareiza noklusējuma vērtība, ja strāva ir ļoti liela, ātrums ir ārkārtējs, dati ir optiski vai vide ir smaga. Birstes materiāls ir viena ievade; strāva, signāli, ātrums, aploksne un vide nosaka pārējo.
Oriģinālā aprīkojuma ražotājiem vai sarežģītām būvēm pirms apņemšanās nosūtiet pilnīgu specifikāciju un pieprasiet inženiera ieteikumu, tostarp kontaktpretestības, izolācijas un signāla-integritātes skaitļus, ko jūs varētu sagaidīt savām ķēdēm. Tas pārvērš atlasi par pārbaudāmu inženierijas lēmumu, nevis minējumu, pamatojoties uz otas veidu.