Vielinio šepečio slydimo žiedas perduoda energiją ir signalus per besisukančią jungtį, naudodamas smulkių metalinių laidų ryšulius kaip slankiojantį kontaktą, o ne vientisą anglies bloką. Inžinieriai jų pasiekia, kai mašina turi nuolat suktis nesukant laidų ir kai programa negali toleruoti dulkių, kontakto triukšmo ar kai kurių tradicinių šepečių priežiūros dažnumo.
Tačiau kontaktinė medžiaga yra tik vienas kintamasis. Naudingesnis klausimas yra nekas yra vielinio šepečio slydimo žiedas, bet ar vielinio šepečio kontaktas iš tikrųjų atitinka jūsų srovę, signalus, greitį ir aplinką, ar vietoj to turėtumėte pažvelgti į anglies, tauriojo{0}}metalo ar bekontakčio dizaino. Šiame vadove pateikiami atsakymai į tai, įskaitant kompromisus-ir konkrečius dalykus, kuriuos inžinieriai patikrina prieš pasirašydami projektą.
Kas yra vielinio šepečio slydimo žiedai?
Slydimo žiedas yra elektromechaninis komponentas, pernešantis elektros energiją, valdymo signalus arba duomenis iš stacionaraus rėmo į besisukantį. Be jo kabelis, maitinantis besisukančią agregatą, susivyniotų, pavargtų ir galiausiai sugestų arba sukimasis būtų apribotas iki apsisukimo dalies.
Vielinio šepečio slydimo žiedas tai daro su kontaktu, pagamintu iš daugelio smulkių laidžių laidų. Kiekvienas laidas paliečia besisukantį žiedą savo taške, todėl sąsają iš tikrųjų sudaro dešimtys mažų lygiagrečių kontaktų, o ne vienas didelis veidas. Šis daugiataškis kontaktas yra esminė dizaino savybė, paaiškinanti daugumą jo privalumų ir apribojimų: jis paskirsto srovę ir signalą pertekliniais keliais, išlaiko mažą kontaktinę jėgą ir išmeta šiukšles bei nusidėvi kitaip nei kietas šepetys.
Viename bloke gali būti maitinimo grandinės, signalų grandinės arba jų derinys, kiekviena grandinė yra atskirame žiede ir izoliuota nuo kitų.
Kaip veikia vielinio šepečio slydimo žiedai?
Įprastą agregatą sudaro dvi dalys: rotorius, kuris nešioja laidžius žiedus ir sukasi kartu su velenu, ir statorius, laikantis šepečių blokus ir nejudantis. Kai rotorius sukasi, srovė kerta laidą-į-žiedo sąsają ir toliau teka į besisukančioji pusę. Sudėjus daugiau žiedų-ir-šepečių porų išilgai ašies, atsiranda daugiau nepriklausomų grandinių.
Vielinio šepečio konstrukcija plona{0}}vielos ryšulė važiuoja ant žiedo su lengvu, paskirstytu slėgiu. Svarbus atleidimas. Jei vienas laidas akimirksniu pakyla virš paviršiaus netobulumo, kiti išlaiko tęstinumą, todėl sukimosi metu kontaktinė varža išlieka stabilesnė nei vieno sąlyčio taško. Būtent nuo šio stabilumo priklauso jautrūs grįžtamojo ryšio signalai: trumpas kontakto nutrūkimas, dėl kurio nutrūksta maitinimo grandinė, gali sugadinti kodavimo įrenginio skaičių arba eterneto kadrą.
Vielinis šepetys ir anglies šepečio slydimo žiedai
Abi yra kontaktinės{0}}technologijos ir nė viena nėra visuotinai geresnė. Tinkamas pasirinkimas priklauso nuo mašinos elektros apkrovos, signalų derinio, greičio, aplinkos ir priežiūros lūkesčių.
| faktorius | Vielinio šepečio slydimo žiedai | Anglies šepetėlio slydimo žiedai |
|---|---|---|
| Kontaktinė sąsaja | Daug smulkių laidų lygiagrečiai, keli kontaktiniai taškai vienoje grandinėje | Vienas ar daugiau kietų anglies arba grafito blokų, vienas platus kontaktinis paviršius |
| Nuolaužos | Nėra anglies dulkių nuo šepetėlio | Dėvėdamasi išskiria laidžias anglies dulkes |
| Aptarnavimo intervalas | Paprastai ilgesnis, mažesnis sąsajos susidėvėjimas | Šepečiai susidėvi greičiau ir juos reikia periodiškai tikrinti arba pakeisti |
| Signalų grandinės | Tinkamai išdėstyti, stabilūs kodavimo įrenginiui, lauko magistralei ir duomenims | Veikia, bet kontaktinis triukšmas ir dulkės gali pabloginti žemo lygio signalus |
| Srovės tankis | Tinka nuo mažos-ar vidutinės-srovės grandinėje | Atlaiko didelę srovę vienam šepečiui |
| Pakuotė | Palaiko kompaktiškus, žemo profilio{0}} mazgus | Šepečių dėžėms reikia daugiau vietos |
| Geriausiai tinka | Švari, kompaktiška, daug signalų{0}}turinti,{1}}rečiau prižiūrima įranga | Didelė{0}}srovė ir sunki pramoninė apkrova |
Sąžininga santrauka: vielinio šepečio kontaktai paprastai laimi dėl švaros, priežiūros intervalo ir pakuotės, kai naudojamos mažos{0}}ar -vidutinės galios ir signalo{2}}sunkios konstrukcijos.Anglies šepetėlio slydimo žiedaivis dar tinka labai didelėms srovėms, sunkioms{0}}pramonėms ir atvejams, kai kieto šepečio kontaktinis slėgis ir srovės tankis yra pranašumas. Rinkitės ant viso veikimo voko, o ne tik ant šepečio medžiagos.
Pagrindiniai privalumai ir kada jie iš tikrųjų taikomi
Mažesnis susidėvėjimas ir ilgesni techninės priežiūros intervalai
Lengva, paskirstyta vielos pluošto kontaktinė jėga paprastai sukelia mažiau mechaninio nusidėvėjimo nei tvirtas šepetys, stipriai prispaustas prie žiedo, todėl gali pailgėti intervalas tarp patikrinimų ir šepečių keitimo. Kiek ši nauda priklauso nuo srovės tankio, paviršiaus greičio, žiedų ir vielos medžiagų, tepimo ir užterštumo. Tai nėra fiksuotas skaičius, o sunkiai{2}}veikiantis įrenginys nešvarioje aplinkoje vis tiek susidėvės. Labiausiai naudinga ten, kur prieiti sunku: įranga, kuri nuolat veikia arba stovi ten, kur po įdiegimo negalite lengvai pasiekti, pavyzdžiui, turbinos stebulė ar sandarus sukamasis stalas.
Švarus veikimas be anglies dulkių
Anglies šepetys nusidėvi išmeta laidžias dulkes. Sandariame korpuse tos dulkės gali nusėsti ant optikos, užteršti netoliese esančią elektroniką arba galiausiai sujungti žemos{1}}tampos grandines. Vielinio šepečio kontaktai nesukuria anglies dulkių, todėl jie dažnai naudojami švariems arba uždariems projektams, įskaitant tikslią automatiką, laboratorinius instrumentus ir medicinos įrangą.
Stabilus galios ir signalo perdavimas
Šiuolaikinės besisukančios mašinos retai turi vien tik galią. Jie taip pat perduoda kodavimo grįžtamąjį ryšį, jutiklių duomenis, lauko magistralės srautą, pvz., CAN magistralę ir RS-485, eternetą ir kartais vaizdo įrašą, kurių kiekvienas turi savo poreikius. Vielinio šepečio slydimo žiedas gali nešti maitinimą ir šiuos signalus viename rinkinyje, tačiau vidinis išdėstymas pakelia daug pastangų: maitinimo ir žemo-lygio signalo žiedus reikia atskirti, duomenų poras reikia ekranuoti ir valdyti varžą, o visam kaminui reikia švarios įžeminimo schemos. Supraskite tai neteisingai ir pamatysite triukšmą, paketų praradimą arba periodinius gedimus; sutvarkykite tai ir gigabitinis ryšys gali nueiti per jungtį. Didelės spartos duomenų atveju tai neprivaloma. NešiojimasIEEE 802.3 Ethernetper besisukančią sąsają priklauso nuo poros varžos ir skersinio pokalbio išlaikymo tose pačiose ribose, kurias turi atitikti stacionari kabelių įranga.
Kompaktiška pakuotė
Kadangi kontaktinė įranga yra plona, vielinio šepečio dizainas gali tilpti žemesnio{0}}profilio, mažesnio{1}}skersmens apvalkale nei lygiavertės šepečio-dėžutės. Tai padeda robotų jungtyse, kardaniniuose įtaisuose ir OĮG mašinose, kuriose ašinis ilgis ir angos dydis yra nedideli. Vis dėlto kompaktiškam vis tiek reikia tinkamo tarpo, atramos ir įtempimo mažinimo; suspaudus agregatą be jų, viena problema paprasčiausiai pakeičiama kita.
Sukurta pritaikyti
Daugelis vielinio šepečio slydimo žiedų pristatomi kaip inžineriniai mazgai, o ne kataloginės dalys. Apritaikytas slydimo žiedasgali derinti maitinimo ir signalo grandines, duomenų kanalus, per{0}}angą velenams ar optikai, konkrečias jungtis ir kabelių išėjimus bei sandarinimą tikslinei aplinkai, kuri dažnai pakeičia krūvą atskirų komponentų viena besisukanti sąsaja.
Kur naudojami vielinio šepečio slydimo žiedai
Vėjo turbinos ir atsinaujinanti energija
Turbinos slydimo žiedas yra stebulėje ir neša žingsnio{0}}valdymo galią ir signalus, mentės-jutiklio duomenis ir kartais kaitinimą. Apibrėžiamieji apribojimai yra tokie pat priklausomi nuo situacijos, kaip ir elektriniai: šaltas paleidimas, kondensacija, vibracija ir tai, kad lipti nacele techninei priežiūrai yra brangu, o tai stumia konstrukciją prie ilgų priežiūros intervalų ir sandarios apsaugos. Tai sąlygos avėjo turbinos slydimo žiedasyra pastatytas aplink.
Robotika ir automatika
Robotų riešams, sukamiesiems stalams ir indeksavimo mašinoms reikia nuolat arba pakartotinai suktis, kol jie turi galią ir grįžtamąjį ryšį. Kietoji dalis paprastai yra tai padaryti mažoje skylėje, išlaikant absoliutų kodavimo įrenginį arba lauko magistralės liniją švarią šalia variklio galios. Apsvarstykite šešių -ašių riešą, perduodantį 48 V maitinimą, lauko magistralę ir kodavimo įrenginį per vieną kompaktišką jungtį: toks sandarios pakuotės ir signalo vientisumo derinys yra tipiškas atvejissignalo slydimo žiedas robotams, ROV ir UAV.
Medicininiai vaizdo gavimo ir sukamieji instrumentai
Besisukančiai diagnostikos ir vaizdo gavimo įrangai reikia švaraus veikimo, stabilaus kontakto ir mažo signalo triukšmo, dažnai taikant griežtesnius medžiagų ir švaros reikalavimus nei pramoninei įrangai. Priežastys yra anglies dulkių nebuvimas ir jautrių signalų kontakto stabilumasSlydimo žiedai medicinos prietaisamsdažnai naudoja švarų kontaktų dizainą, nors sertifikavimas ir medžiagų atsekamumas lemia galutinę specifikaciją.
Radarai, antenos ir stebėjimas
Besisukančios antenos ir stebėjimo galvutės nuolat sukasi perduodant maitinimą, valdymą ir duomenis, kartais įskaitant aukšto -dažnio ar vaizdo signalus. Patikimumas ilgą laiką be priežiūros ir signalo vientisumas per jungtį dominuoja dizaine, o lauko ir laivo blokų aplinkos sandarumas.
Pramoninė technika ir kabelių ritės
Kranai, kabelių ritės, įtempiami įvyniojimai ir sukamieji stalai naudoja slydimo žiedus, kad sukimosi metu būtų išlaikytas elektros tęstinumas. Čia stresą sukeliantys veiksniai yra mechaniniai, būtent smūgis, dulkės ir maitinimo grandinių srovė, o vielinio šepečio dizainas yra švaresnis ir reikalauja mažiau priežiūros, kai anglies dulkės ar dažni šepečių keitimai kelia nepatogumų.
Kaip pasirinkti vielinio šepečio slydimo žiedą
Atranka prasideda nuo programos, o ne nuo dalies. Žiedas, kuris idealiai tinka vienoje mašinoje, gali būti klaidingas kitame. Atlikite toliau nurodytus veiksmus.
1. Srovė ir įtampa
Išvardykite maitinimo grandines, srovę vienoje grandinėje, įtampą ir tai, ar apkrova yra nuolatinė, ar su pertrūkiais. Atsižvelkite į įsijungimo ir didžiausią srovę bei saugos ribą. Maitinimo ir signalo grandinių nelaikykite vienodai: maitinimo žiedams reikia skirtingo atstumo, izoliacijos, laido gabarito ir šiluminio aukščio, o mažo dydžio maitinimo žiedai įkaista ir greitai susidėvi.
2. Signalai ir duomenys
Identifikuokite kiekvieną signalą: analoginį, skaitmeninį I/O, kodavimo įrenginį, eternetą, CAN magistralę, RS-485, vaizdo įrašą. Kiekvienam nuspręskite, ar reikia ekranavimo, vytos poros, kontroliuojamos varžos, filtravimo ar atskyrimo nuo maitinimo. Ryšio grandinėse yra silpni planavimo paviršiai, pvz., triukšmas, nukritę paketai ar mirgantys rodmenys. Jei esatepraleidžiant eternetą per slydimo žiedą, nurodykite aukštį iš anksto, nes tai pakeičia žiedo išdėstymą ir ekranavimą.
3. Greitis ir darbo ciklas
Suderinkite žiedą su tikru judesiu: nuolatinis sukimasis smarkiai skiriasi nuo atsitiktinio indeksavimo. Pateikite numatomą apsukų skaičių, sukimosi modelį, darbo valandas ir paleidimo{1}}sustabdymo dažnį, nes paviršiaus greitis ir darbo ciklo pavaros kontaktai nusidėvi.
4. Mechaninis gaubtas ir tvirtinimas
Patvirtinkite laisvą erdvę, veleno dydį, -gręžio poreikius, korpuso matmenis, kabelių vedimą ir jungčių vietas. Plonas vielinio šepečio dizainas padeda, kai vietos trūksta, tačiau vis tiek reikia laisvos vietos, atramos ir įtempimo.
5. Aplinka ir apsauga
Dulkės, drėgmė, alyva, vibracija, temperatūros svyravimai, chemikalai, plovimas ir išorinis poveikis keičia atsakymą. Jei norite naudoti atšiaurias ar lauko paslaugas, nuspręskite, ar jums reikia sandaraus korpuso, korozijai atsparių{1}} medžiagų ir apibrėžto patekimo įvertinimo. TheIEC 60529IP kodas yra standartinis būdas nurodyti ir patikrinti šią apsaugą.
6. Prieiga prie techninės priežiūros
Net ir ilgai eksploatuojantį{0}}įrenginį turėtų būti galima sumontuoti ir patikrinti. Paklauskite, kaip jis tvirtinamas, kaip jį galima patikrinti ir ar pakeitimas reikštų didelį išardymą. Šis atsakymas dažnai nusprendžia tarp standartinės dalies ir sandaraus pritaikyto dizaino.
Testavimas ir kokybės patikra
Geros reputacijos surinkimas yra patikrintas, o ne manoma. Verta pasiteirauti bet kurio tiekėjo dėl pagrindinių patikrinimų ir kiekvieno tiekėjo: kontaktinės varžos, skirtos sąsajos kokybei ir nuoseklumui, izoliacijos varža ir dielektrinis atsparumas izoliacijai tarp grandinių ir korpuso, sukimosi ir paleidimo-bandymas mechaniniam veikimui ir pasipriešinimui judant, signalo tęstinumo arba bitų{2}}klaidų tikrinimas duomenų grandinėse. Tai yra tokie išmatavimai, kurie pateikiami paprašiuskaip išbandomas slydimo žiedas, o prašymas pamatyti rezultatus yra teisingas būdas įvertinti tiekėją.
Kada pasirinkti vielinį šepetį, palyginti su anglimi, tauriuoju{0}}metalu ar bekontakčiu
Vielinio šepečio kontaktai tinka daugeliui besisukančių sistemų, bet ne visoms. Naudokite toliau pateiktą lentelę kaip pradinį filtrą, tada patvirtinkite inžinerine apžvalga.
| Reikalavimas | Tinka vielinio šepečio slydimo žiedui |
|---|---|
| Švarus veikimas, be dulkių | Tvirtas prigludimas |
| Kompaktiška galia ir signalas viename įrenginyje | Tvirtas prigludimas |
| Nuo mažos- iki-vidutinės srovės grandinėje | Tvirtas prigludimas |
| Stabilus kodavimo įrenginys, lauko magistralė arba duomenys | Tvirtas prigludimas, teisingas išdėstymas |
| Labai didelė srovė grandinėje | Peržiūrėkite alternatyvas |
| Labai didelis sukimosi greitis | Inžinerinė apžvalga |
| Šviesolaidinis{0}}duomenų perdavimas | Apsvarstykite optinio pluošto{0}}sukamąjį jungtį |
| Skysčio arba dujų plius elektros linijos | Apsvarstykite hibridinę rotacinę jungtį |
| Stiprus užteršimas arba visiškas panardinimas | Sandarus pagal užsakymą arba bekontaktis dizainas |
Kur lentelė sakoapžvalga, tikroviškos alternatyvos yra anglinis šepetėlis, tauriojo{0}}metalo kontaktas, gyvsidabris arba skystasis{1}}metalas, optinės skaidulos-sukamosios jungtys arba visiškai bekontaktis sukamasis perdavimas. Saugus žingsnis yra pateikti visus eksploatavimo reikalavimus gamintojui prieš įsipareigojant.
Dažnos klaidos, kurių reikia vengti
- Nurodymas tik pagal grandinių skaičių.Skaičius yra svarbus, tačiau srovė, įtampa, signalo tipas, greitis, aplinka ir skersmuo lemia dizainą taip pat, kaip ir žiedų skaičių.
- Maišyti galią ir jautrius signalus be atskyrimo.Praleidžiant ekranavimą ir grandinės atskyrimą, atsiranda triukšmas ir nestabilus ryšys, todėl jį sunku ištaisyti, kai įrenginys yra pastatytas.
- Skaityti „maža -priežiūra“ kaip „niekada netikrinti“.Net ir ilgai veikiančius{0}}žiedus reikia tinkamai sumontuoti ir periodiškai tikrinti pagal įrenginio priežiūros planą.
- Duomenų grandinių, pavyzdžiui, maitinimo, apdorojimas.Linija, jungianti eternetą arba koduotuvą, turi varžos ir ekranavimo poreikius, kurių neturi maitinimo žiedas, o darant prielaidą, kad tai yra dažnas pertrūkių gedimų šaltinis.
DUK apie vielinio šepečio slydimo žiedus
Kl .: Kas yra vielinio šepečio slydimo žiedas?
A: Tai yra slydimo žiedas, kuriame naudojami smulkių metalinių laidų ryšuliai kaip slankiojantis kontaktas, perduodantis energiją arba signalus tarp stacionarių ir besisukančių dalių, o ne vientisas anglies blokas.
Kl.: Ar vielinio šepečio slydimo žiedai yra geresni už anglies šepetėlio slydimo žiedus?
A: Kad darbas būtų švarus, ilgesni techninės priežiūros intervalai, kompaktiška pakuotė ir stabilus signalo perdavimas esant žemai -–-vidutinei srovei, tai dažnai yra. Esant labai didelei srovei grandinėje arba esant dideliam pramoniniam naudojimui, anglinio šepetėlio dizainas vis tiek gali būti geresnis pasirinkimas. Teisingas atsakymas priklauso nuo viso veikimo voko.
Kl.: Ar vielinio šepečio slydimo žiedai sukuria anglies dulkes?
A: Ne. Kadangi kontaktas nėra pagamintas iš anglies, vielinio šepečio slydimo žiedas neišskiria anglies šepetėlio dulkių, todėl tai yra viena iš priežasčių, kodėl jis tinka švariai ir uždarai įrangai.
Kl.: Ar vielinio šepečio slydimo žiedas gali perduoti energiją ir duomenis tuo pačiu metu?
A: Taip. Daugelis yra suprojektuoti tiek viename komplekte. Duomenų grandinių išdėstymas turi atsižvelgti į ekranavimą, valdomą varžą, grandinės atskyrimą ir įžeminimą, arba nukentės signalo kokybė.
Kl .: Kiek laiko tarnauja vielinio šepečio slydimo žiedai ir kaip dažnai juos reikia prižiūrėti?
A: Tarnavimo laikas ir tikrinimo intervalas nėra fiksuoti. Jie priklauso nuo srovės tankio, paviršiaus greičio, aplinkos ir žiedo bei vielos medžiagų. Švarus, mažai apkrautas įrenginys gali veikti ilgą laiką tarp patikrinimų, o sunkiai veikiantis{2}}užterštas įrenginys susidėvi greičiau. Paklauskite tiekėjo gyvenimo-bandymo duomenų, susijusių su jūsų sąlygomis, o ne vienos antraštės skaičiumi.
Kl .: Kiek srovės gali atlaikyti vielinio šepečio slydimo žiedas?
A: Srovė yra nominali kiekvienai grandinei ir priklauso nuo žiedo dydžio, kontaktinių medžiagų ir aušinimo. Kompaktiški mazgai paprastai valdo iki kelių ar dešimčių amperų signalo -viename žiede, o didesnio dizaino – daugiau. Patvirtinkite duomenų lapo-grandinės įvertinimą pagal nuolatinę ir didžiausią apkrovą.
K: Ar vielinio šepečio slydimo žiedai sukelia signalo triukšmą?
A: Tinkamai suprojektuotas, triukšmo indėlis yra mažas. Dauguma slydimo žiedo triukšmo kyla dėl kontaktinio-atsparumo kitimo sukimosi metu ir dėl prasto maitinimo ir signalo grandinių atskyrimo arba ekranavimo. Visa tai sprendžiama pasirenkant išdėstymą ir medžiagą, o ne vien šepečio tipą.
Kl .: Ar galima pritaikyti vielinio šepečio slydimo žiedą?
A: Taip. Grandinių skaičius ir tipas, per-angos dydis, jungtys ir kabelių išėjimai, korpusas ir sandarinimas gali būti suprojektuoti pagal programą, kuri yra įprasta OĮG įrangai.
Kl .: Kokio IP reitingo reikia vielinio šepečio slydimo žiedui?
A: Tai priklauso nuo aplinkos. Patalpų, lengvos{1}}įrenginiams gali prireikti tik pagrindinės apsaugos, o lauke, plovimo ar jūroje naudojamai įrangai reikia sandaraus, aukštesnio{2}}įvertinimo. Norėdami sužinoti, kaip įėjimo įvertinimai taikomi besisukančiai aparatūrai, žr. šį paaiškinimąIP apsaugos įvertinimasslydimo žiedams.
Kl .: Kas turi įtakos vielinio šepečio slydimo žiedo kainai?
A. Pagrindiniai veiksniai yra grandinių skaičius ir tipas, srovės įvertinimas, duomenų klasė, kiaurymės- dydis, medžiagos ir padengimas, sandarinimo lygis ir tai, ar įrenginys yra standartinė dalis, ar pasirinktinis mazgas.
Key Takeaways
Vielinio šepečio slydimo žiedas yra tvirtas numatytasis parametras, kai mašinai reikalingas švarus, kompaktiškas, mažai{0}}reikalaujantis galios ir signalų perdavimas nuo mažos-į-vidutinės srovės. Tai neteisinga numatytoji nuostata, kai srovė yra labai didelė, greitis didelis, duomenys yra optiniai arba aplinka yra sunki. Šepečio medžiaga yra viena įvestis; srovė, signalai, greitis, gaubtas ir aplinka lemia visa kita.
Jei naudojate originalios įrangos gamintojus arba sudėtingas versijas, prieš įsipareigodami atsiųskite išsamią specifikaciją ir paprašykite inžinerinės rekomendacijos, įskaitant kontaktinio -atsparumo, izoliacijos ir signalo{1}} vientisumo duomenis, kurių tikitės iš savo grandinių. Tai paverčia pasirinkimą patikrinamu inžineriniu sprendimu, o ne spėjimu pagal šepetėlio tipą.