Blynų slydimo žiedas: kada jį naudoti ir kaip pasirinkti

Blynų slydimo žiedas yra viena iš nedaugelio sukamųjų elektros jungčių, sukurtų specialiai mašinoms, kurios negali priimti ilgo veleno{0}}montuoto modulio. Užuot sukrovęs laidžius žiedus išilgai ašies, jis išdėlioja juos lygiai ant disko - pakeičiant ašinį aukštį radialiniu skersmeniu. Šis vienintelis dizaino pasirinkimas keičia tai, kaip inžinieriai turėtų jį nurodyti, montuoti ir kvalifikuoti. Šiame vadove aprašomas veikimo principas, dizaino detalės, kurios iš tikrųjų turi įtakos našumui, kaip blynų dizainas lyginamas su kapsulės ir{5}}angų tipais bei parametrai, kurie turėtų lemti jūsų pasirinkimą.

Pancake slip ring for compact rotating equipment

Kas yra blynų slydimo žiedas?

Blynų slydimo žiedas yra plokščias, disko-formos elektrinis slydimo žiedas, perduodantis galią, valdymo signalus ir duomenis tarp stacionarios ir besisukančios dalies. Jis taip pat žinomas kaip plokščias slydimo žiedas, disko slydimo žiedas arba žemo profilio{2}}slydimo žiedas. Šiuolaikinėse konstrukcijose laidžios vėžės dažnai išgraviruojamos ant apskritos spausdintinės plokštės - konfigūracija paprastai vadinamaPCB statoriaus blynų slydimo žiedas- su spyruokliniais-šepečiais, judančiais ant koncentrinių varinių žiedų.

Apibrėžiamoji charakteristika yra geometrija, o ne funkcija: grandinės yra išdėstytos plokštumoje, statmenoje sukimosi ašiai, o ne išilgai jos. Dėl to įrenginys yra labai plonas - tik keli milimetrai kai kuriose pasirinktinėse konstrukcijose - už didesnį išorinį skersmenį, naudojant tą patį grandinių skaičių.

Kaip veikia blynų slydimo žiedas

Kiekvienas laidus žiedas ant disko yra uždaras apskritas takelis. Kai diskas sukasi su viena mašinos puse, stacionarios pusės šepečiai palaiko slydantį kontaktą su vikšrais. Per šį kontaktą srovė ir signalai teka nuolat, nepriklausomai nuo sukimosi kampo ar krypties.

Darbinį mazgą sudaro šepečio blokas, kuriame yra keli šepečiai viename takelyje (kad būtų perteklinis ir mažesnis kontaktų pasipriešinimas), diskas su koncentriniais takeliais, izoliuojančios tarpinės tarp gretimų takelių, laidų laidai, baigiami kiekviename žiede ir šepetyje, ir korpusas su guoliais, kad šepečio tarpas tarp šepečių -prie- būtų stabilus. Šepečių skaičius viename takelyje, kontaktinis slėgis ir šepečio medžiaga kartu lemia, kaip stabilus kontaktinis pasipriešinimas išlieka per laiką ir sukimosi ciklus.

Pancake slip ring working principle

Dizaino viduje: kas iš tikrųjų turi įtakos našumui

Frazė „plokščios disko formos{0}}struktūra“ neįvertina, kiek inžinerijos reikia siekiant patikimoblynų slydimo žiedas. Keli sprendimai, priimti projektavimo pradžioje, nustato gatavos dalies ribas.

Koncentrinis takelio išdėstymas

Bėgių spinduliai nustato linijinį slydimo greitį prie kontakto ir indukcinę jungtį tarp gretimų grandinių. Didesnis spindulys reiškia didesnį slydimo greitį esant tais pačiam apsisukimų dažniui, o tai pagreitina nusidėvėjimą ir padidina kontakto triukšmą. Mažesnio spindulio paketų grandinės yra arčiau viena kitos, todėl padidėja jautrių signalų perjungimo rizika. Atsižvelgiant į ekranavimo strategiją, inžinieriai paprastai rezervuoja išorinius bėgius galiai, o vidinius – signalui - arba atvirkščiai.

Šepečių išdėstymas ir kontaktinis slėgis

Du ar daugiau šepečių viename takelyje yra standartiniai, nes lygiagretūs kontaktai sumažina kontaktinį pasipriešinimą, išlygina susidėvėjimą ir toleruoja momentinį kontakto praradimą vibracijos metu. Slėgis turi būti pakankamai didelis, kad kontaktas būtų stabilus, bet pakankamai žemas, kad būtų galima kontroliuoti susidėvėjimą ir trintį. Šepečiai paprastai yra kelių{2}}brangių metalų-lydiniai, skirti signalų takeliams, ir sidabro-grafito arba anglies kompozitai, skirti didesnės-srovės galios takeliams.

Izoliacija, valkšnumas ir tarpas

Gretimiems takeliams reikia pakankamai atstumo nuo paviršiaus (valkšnumo) ir oro atstumo (tarpelio), kad būtų galima valdyti darbinę įtampą ir saugos ribą. Tai reglamentuoja tokie standartai kaipIEC 60664 izoliacijos koordinavimo reikalavimai, o pasirinktas izoliacinis pagrindas - paprastai aukštas-Tg FR4, poliimido arba PTFE kompozitai - nustato viršutinę darbinės temperatūros ir atsparumo drėgmei ribą.

Galios ir signalo atskyrimas

Didelio{0}}srovės maitinimo grandinių ir žemo lygio signalo grandinių maišymas tame pačiame diske be atskyrimo strategijos yra dažnas gedimo režimas. Indukcinė ir talpinė jungtis tarp gretimų takelių į signalo linijas įleidžia triukšmą. Praktinės apsaugos priemonės apima fizinį atstumą, apsauginius žiedus, pritvirtintus prie žemės, ir ekranuotus vytos{4}}poros laidus signalo pusėje. Eterneto, koduotuvo, vaizdo ar žemo -lygio jutiklio signalų išdėstymo darbas turi būti atliktas prieš užšaldant mechaninį apvalkalą -, o ne po to.

Ekranavimas ir įžeminimas

Jautrių signalų, pvz., gigabito eterneto, HD{0}}SDI vaizdo ir kodavimo impulsų atveju, grandinės-lygio ekranavimui paprastai reikia specialių įžeminimo žiedų ant disko ir nuolatinio ekrano galų tiek prie rotoriaus, tiek prie statoriaus. Žrkaip valdyti elektrinį triukšmą slydimo žieduosespecifinėms technikoms.

Skersmens{0}}aukščio kompromisas

Kiekviena papildoma grandinė prideda spindulį (daugiau takelių toje pačioje plokštumoje) arba aukštį (antras disko sluoksnis). Dvigubai sumažinus diskų skaičių, skersmuo išlieka mažas, tačiau padvigubėja šepečio bloko gylis, o tai gali nugalėti priežastį, kodėl verta rinktis blyną. Tai yra pagrindinis kompromisas, dėl kurio reikia derėtis su slydimo žiedų dizaineriu.

Blynas prieš kapsulę prieš{0}}slydimo žiedą

Tinkamo formos faktoriaus pasirinkimas retai susijęs su blynais ar „tradiciniu“ - tai yra trijų-krypčių palyginimas sukapsulinis slydimo žiedasirper-slydimo žiedą, kiekvienas pritaikytas skirtingam mechaniniam apvalkalui.

Parametras	Blynas	Kapsulė	Per{0}}gręžinį
Formos veiksnys	Plokščias diskas	Cilindrinis, galinis{0}}velenas	Cilindrinis su centrine skyle
Ašinis ilgis	Labai trumpas	Vidutinis	Nuo vidutinio iki ilgo
Išorinis skersmuo	Didesnis	Mažiausias	Didesnis (priklauso nuo angos)
Tipiškos RPM lubos	Žemas ar vidutinio sunkumo	Nuo vidutinio iki didelio	Žemas į aukštas
Praleiskite{0}}lynus arba velenus	Galima su centrine anga	Neįmanoma	Sukurta tam
Geriausiai tinka	Griežtas ašinis{0}}aukščio apribojimas, galima radialinė erdvė	Kompaktiška įranga, be veleno{0}}praėjimo	Hidraulinės linijos, kabeliai arba velenai turi eiti per sukimosi ašį
Tipiškas elektros triukšmas	Aukštesni (artimi{0}}supakuoti takeliai)	Žemesnis	Žemesnis
Sąnaudų augimas esant dideliam grandinių skaičiui	Kietas	Vidutinis	Vidutinis

Jei norite išsamesnio palyginimo su per{0}}angų tipais, žrper-skylės slydimo žiedą ir blynų slydimo žiedą.

Pancake capsule and through bore slip ring comparison

Kada pasirinkti blynų slydimo žiedą - ir kada jo vengti

Pasirinkite blyno dizainą, kai:

Ašinis montavimo aukštis yra pagrindinis mechaninis apribojimas, o aplinkinė konstrukcija gali pritaikyti didesnį skersmenį.
Sukimosi greitis yra mažas arba vidutinis, mažesnis už gamintojo paskelbtas RPM ribas pasirinktam disko skersmeniui.
Grandinių skaičius yra nedidelis arba projekto biudžetas leidžia turėti didelio{0}}skersmens arba kelių{1}}sluoksnių diską.
Programa naudinga, nes ji tvirtinama prie{0}}prie plokščios besisukančios platformos, rodyklės ar patefono.

Venkite blynų dizaino, kai:

Radialinė erdvė yra maža - kapsulės slydimo žiedas beveik visada sudaro tą patį grandinės skaičių į mažesnį plotą.
Mašinai reikia kabelių, žarnų arba veleno, kad jis eitų per sukimosi ašį - a kiaurymė- yra teisingas atsakymas.
Programa nuolat veikia dideliu apsisukimų dažniu, kai susidėvėjimas, kontaktų atšokimas ir elektrinis triukšmas smarkiai kyla dideliais spinduliais.
Norint tinkamai atskirti ir ekranuoti, reikia maišyti didelės-galios ir didelio{1}}pralaidumo signalus be vietos.

Programos ir jų inžinerinė priežastis

Rotaciniai stalai ir rodyklės

Indeksavimo lentelėse surinkimo, tikrinimo ir pakavimo linijose dažnai yra tik milimetrų tarpas po ciferblato plokštele. Blynų slydimo žiedas tvirtinamas tiesiai ant besisukančios platformos apačios ir nukreipia maitinimo bei valdymo signalus į armatūrą, jutiklius ir pneumatinius vožtuvus viršutinėje pusėje, nepailgindamas kolonėlės.

Robotų jungtys ir galiniai{0}}efektoriai

Kompaktiškos roboto jungtys -, ypač bendradarbiaujančiose rankose ir besisukančiose galinėse-efektorių -, naudingos dėl priekyje-pritvirtintų slydimo žiedų, kurie suteikia minimalų kinematinės grandinės ilgį. Šiose konstrukcijose dažnai naudojami modeliai, kuriuose derinamas mažas sukimo momentas, mažas signalo triukšmas ir vibracijos tolerancija.

Medicininiai vaizdo gavimo ir sukamieji prietaisai

Vaizdo gavimo sistemos, kurios suka šaltinį arba detektorių aplink pacientą, reikalauja labai mažo elektrinio triukšmo signalo linijose ir nuspėjamo susidėvėjimo per tūkstančius ciklų. Blynų dizainas yra praktiškas, kai portalo geometrija palieka vietos didesniam išoriniam skersmeniui, bet nėra vietos ilgam ašiniam moduliui. Medžiagų pasirinkimas, kontaktinio atsparumo stabilumas ir EMC bandymai čia tampa blokavimo veiksniais, o ne vien dabartiniu įvertinimu.

Radaro ir antenos platformos

Nepertraukiamas 360-laipsnių sukimasis su stabiliu RF ir nuolatinės srovės perdavimu yra pagrindinis reikalavimas. Blynų slydimo žiedai tinka trumpiems, platiems rotatoriaus pjedestalams; aukštesniems pjedestalams su centriniu bangolaidžiu arba kabelių ryšuliu, dažniausiai pirmenybė teikiama kiaurymei.

Pan-pasvirimo kameros ir stebėjimo galvutės

Pan-palenkimo ir CCTV galvutės sumaišo nuolatinės srovės, vaizdo (analoginio arba HD-SDI) ir valdymo magistralės signalus mažame korpuse. Blyno formos faktorius natūraliai telpa po kameros plokšte, bet signalo krūvą-reikia kruopščiai apsaugoti, kad vaizdo įrašas būtų švarus ir be horizontalių juostų.

Bandymo ir matavimo įranga

Bandymo įrenginiams, matuojantiems mažą įtampą arba tikslius jutiklių išėjimus iš besisukančio įtaiso, kontaktinė varža ir jos kitimas yra svarbesni nei vardinė srovė. Brangiojo-metalo šepečio ir žiedo deriniai čia yra numatytieji, o vienetas paprastai nurodomas pagal maksimalų leistiną{2}}atsparumo kontaktui pokytį, o ne pagal srovę.

Pakavimo ir vyniojimo mašinos

Dėl tamprių įvyniojimų, padėklų ir rotacinių užpildų slydimo žiedas patenka į dulkes, plėvelės nuolaužas ir retkarčiais alyvos rūką. Šiose eilutėse nurodytas blynų vienetas turi turėti atitinkamą įėjimo įvertinimą - žrslydimo žiedo IP reitingo interpretacija- ir naudokite sandarius šepečių blokus, o ne atvirus kontaktus.

Pancake slip ring applications in automation equipment

Kaip pasirinkti blynų slydimo žiedą: parametrai prioritetine tvarka

Inžinieriai ir OĮG dizaineriai paprastai sudaro šį sąrašą ir nustato kiekvieną apribojimą prieš pereidami prie kito.

Mechaninis vokas.Didžiausias leistinas aukštis, galimas išorinis skersmuo, bet kokie vidinės skylės reikalavimai ir montavimo sąsaja. Būtent tai pirmiausia pastūmėjo dizainą link blyno; ji nustato lubas viskam kitam.
Grandinių skaičius ir sumaišymas.Atskirkite skaičiavimą į maitinimo, valdymo ir signalų grandines. Mišinys nusprendžia, ar pakanka vieno disko, ar reikia kelių{1}}sluoksnių ar hibridinio išdėstymo.
Srovė ir įtampa grandinėje.Maitinimo grandinės varo kontaktinę medžiagą ir vėžės plotį; įtampos pavarų izoliacijos tarpai ir dielektrinis stiprumas.
Signalo tipas.Encoder, Ethernet, CAN, RS-485, USB ir HD-SDI turi skirtingus varžos, ekranavimo ir kontaktinio triukšmo reikalavimus. Nurodykite protokolus pagal pavadinimą, o ne tik „signalą“.
Sukimosi greitis.Nepertraukiamas PTP ir bet kokios didžiausios ar trumpos{0}} serijos vertės. Patvirtinkite abu pagal gamintojo nurodytą pasirinkto disko skersmens reitingą, nes įvertinimas kinta priklausomai nuo spindulio.
Aplinka.Darbinės temperatūros diapazonas, drėgmė, dulkės, alyvos rūkas, vibracijos profilis ir reikalingas IP įvertinimas.
Tarnavimo laikas.Numatomas bendras apsisukimų skaičius arba darbo valandos ir tai, ar įrenginys bus tinkamas naudoti{0}}lauke.
Nutraukimas ir montavimas.Laido ilgis, jungties tipas ir tvirtinimo ypatybės (flanšas, srieginės skylės, lizdo raštas) - dažniausiai paskutinė informacija, bet lengviausia suklysti.

Kai du apribojimai prieštarauja -, pavyzdžiui, žemas aukštis ir didelis grandinių skaičius -, reikia pasikalbėti su gamintoju, o ne priversti standartinę dalį.

Medžiagos ir kontaktų dizainas

Medžiagos krūva nustato atsparumą kontaktui, triukšmo grindis, nusidėvėjimo greitį ir darbo temperatūrą.

Signalo kontaktai.Aukso-lydinio arba aukso-ant-aukso deriniai išlaiko kontaktinę varžą žemiau kelių dešimčių milijonų omų ir nesutepa mišrioje pramoninėje aplinkoje.
Maitinimo kontaktai.Sidabro-grafito kompozitai arba sidabru-dengti lydiniai naudojami didesnėms srovėms, kai šilumos išsklaidymas ir lanko tolerancija yra svarbesnė nei absoliutus triukšmas.
Izoliacija.Aukšto-Tg FR4, poliimido arba PTFE-pagrindo laminatai yra įprasti substratai. Pasirinkta medžiaga riboja darbinę temperatūrą ir įtakoja atsparumą drėgmei.
Būstas.Anoduotas aliuminis, skirtas bendrosios paskirties{0}}naudojimui; nerūdijančio plieno, skirto jūrinei, maistui ar plovimo{1}}aplinkai.
Guoliai.Ekranuoti arba sandarūs gilių{0}}griovelių rutuliniai guoliai yra tipiški; tikslumo klasė parenkama taip, kad atitiktų radialinį išsiliejimą, kurį šepečiai toleruos.

Apribojimai ir dažni gedimų režimai

Realistinėje specifikacijoje atsižvelgiama į tai, kaip blynų slydimo žiedai dažniausiai sugenda.

Šepečių susidėvėjimas ant išorinių takelių esant dideliam apsisukimų dažniui.Tolimiausi vikšrai mato didžiausią slydimo greitį ir dėvisi greičiausiai. Nurodius vienetą, kurio nominalios RPM vertės yra didžiausias, jo tarnavimo laikas žymiai sutrumpėja.
Perdavimas tarp gretimų signalo takelių.Be įžeminimo žiedų arba pakankamo atskyrimo, kodavimo arba vaizdo signalai sugeria triukšmą iš gretimų maitinimo takelių.
Patekimas į dulkėtą ar riebią aplinką.Atviri šepečių blokai yra nebrangūs, tačiau kaupia šiukšles; sandarūs blokai ar korpusai kainuoja daugiau, bet atsiperka per vidutinį laiką tarp gedimų.
Vibracijos{0}}sukeltas kontakto atšokimas.Programoms, turinčioms didelę vibraciją, kiekvienam takeliui reikia perteklinių šepečių ir didesnio kontakto{0}}slėgio konstrukcijos.
Šiluminis kilimas esant nuolatinei didelei srovei.Takelio plotis ir šepečių skaičius turi būti nustatyti taip, kad būtų pastovi{0}}būsena, o ne tik didžiausia srovė.

Kai jums reikia individualaus blynų slydimo žiedo

Standartinė dalis tinka daugeliui programų, kur apribojimai yra įprasti: kelios maitinimo grandinės, keletas signalų grandinių, vidutinis apsisukimų dažnis, patalpų aplinka. Be to, apagal užsakymą pagamintas blynų slydimo žiedaspaprastai suteikia geresnę vertę, nei standartinio modelio įdėjimas į sudėtingą voką. Įprasti tinkinimo aktyvikliai yra šie:

Itin-plona įrengimo vieta, matuojama vienaženkliais-skaitmenimis milimetrais.
Speciali vidinė anga kabeliams, velenams ar hidraulinėms linijoms.
Mišriam perdavimui tame pačiame įrenginyje reikia - didelės-galios ir gigabitinio eterneto arba HD-SDI.
IP65 ar aukštesnė apsauga arba veikimas chemiškai agresyvioje atmosferoje.
Integracija su esamais tvirtinimo flanšais arba patentuotais jungčių formatais.
Kvalifikacija pagal medicinos, gynybos ar kosmoso priėmimo kriterijus.

DUK

Kl .: koks plonas gali būti blynų slydimo žiedas?

A: Minimalus aukštis priklauso nuo grandinių skaičiaus, srovės įvertinimo ir šepečio bloko konstrukcijos. Kompaktiškos PCB-statoriaus konstrukcijos gali būti tik kelių milimetrų storio, jei konfigūruojamos tik silpnos -srovės signalas-; didesnės-srovės konstrukcijos su sandariais korpusais yra pastebimai storesnės. Nustačius grandinės skaičių ir srovę, visada patvirtinkite galutinį aukštį.

K: Ar blynų slydimo žiedas tinka eterneto signalams?

A: Taip, kai konstrukcija apima varžos valdymą, ekranuotas takelių poras ir specialius įžeminimo žiedus. Standartiniai blynų vienetai, optimizuoti tik mažo-sparumo signalams, gali sukelti pernelyg didelį gigabito eterneto drebėjimą, todėl didelės spartos{2}} galimybė yra aiški konstrukcijos specifikacija, o ne numatytasis elgesys.

Kl .: Kokie yra pagrindiniai blynų slydimo žiedų trūkumai?

A: Didesnis išorinis skersmuo tam tikram grandinių skaičiui, paprastai mažesnės ribos RPM nei kapsulių konstrukcijose, didesnis jautrumas skersiniam perėjimui tarp glaudžiai išdėstytų takelių ir staigesnis sąnaudų padidėjimas didėjant grandinių skaičiui.

Kl.: Blynų slydimo žiedas ir per{0}}Slydimo žiedas - Kurį pasirinkti?

A: Pasirinkite blyno dizainą, jei apribojimas yra ašinis aukštis ir nereikalaujama, kad kabeliai ar velenai būtų nukreipti per sukimosi ašį. Pasirinkite kiaurymę-, kai kažkas fizinio -, laidų pluoštas, hidraulinė linija, pavaros velenas arba lazerio kelias - turi praeiti per sukimosi centrą.

Kl.: Kokios informacijos reikia gamintojui, kad sukurtų individualų blynų slydimo žiedą?

A: Mažiausiai: mechaninis apvalkalas, grandinių skaičius, suskirstytas pagal tipą, srovė ir įtampa grandinėje, signalo protokolai, RPM, aplinka, tikslinis tarnavimo laikas ir montavimo / nutraukimo nuostatos. Visas sąrašas pateiktas aukščiau esančiame RFQ kontroliiniame sąraše.

Kl.: Ar blynų slydimo žiedus galima taisyti lauke?

A: Dauguma kontaktinių{0}}blynų slydimo žiedų yra sukurti kaip sandarūs mazgai ir keičiami, o ne taisomi. Aptarnavimas vietoje paprastai apsiriboja laidų patikrinimu, jungčių keitimu ir montavimo patvirtinimu. Disko šepetėlio keitimas paprastai yra gamyklos operacija.

Santrauka

Blynų slydimo žiedas yra teisingas atsakymas, kai dominuojantis apribojimas yra ašinė erdvė ir yra vietos augti radialiai. Plokščioji geometrija pakeičia aukštį ir skersmenį, o iš to išplaukia iš naujo dizaino - bėgių išdėstymas, šepečių skaičius, izoliacijos tarpai, ekranavimo strategija ir medžiagų pasirinkimas. Pasirinkimą traktuokite kaip inžinerinį sprendimą, o ne katalogo paiešką: pirmiausia patvirtinkite mechaninį apvalkalą, tada grandinės mišinį, srovę ir įtampą, signalo protokolus, RPM ir aplinką tokia tvarka. Reikalingoms programoms tinkamai suprojektuotas individualus dizainas kiekvieną kartą pranoks priverstinę standartinę dalį.