Mikä on liukurengas?
Liukurengas on sähkömekaaninen laite, joka yhdessä harjojen kanssa mahdollistaa voiman ja sähköisten signaalien siirtämisen paikallaan olevasta rakenteesta pyörivään rakenteeseen. Liukurengasta kutsutaan myös pyöriväksi sähköliitokseksi, kerääjäksi tai sähkökäyttöiseksi, ja sitä voidaan käyttää missä tahansa sähkömekaanisessa järjestelmässä, joka vaatii rajoittamatonta, ajoittaista tai jatkuvaa pyörimistä, kun se lähettää tehoa, analogisia, digitaalisia tai RF -signaaleja ja/tai tietoja. Se voi parantaa mekaanista suorituskykyä, yksinkertaistaa järjestelmän toimintaa ja poistaa vaurioitumisalttiit johdot, jotka roikkuvat liikkuvissa liitoksissa.
Vaikka liukurenkaan ensisijainen tavoite on lähettää teho- ja sähköisiä signaaleja, fyysiset mitat, toimintaympäristö, pyörimisnopeudet ja taloudelliset rajoitukset vaikuttavat usein käytettävään pakkaustyyppiin.
Asiakkaan vaatimukset ja kustannustavoitteet ovat kriittisiä tekijöitä päätösten tekemisessä, jotka johtavat onnistuneen liukurengassuunnittelun kehittämiseen. Neljä keskeistä elementtiä ovat:
■ sähköiset tiedot
■ mekaaninen pakkaus
■ toimintaympäristö
■ hinta
Sähköiset tiedot
Liukurenkaita käytetään tehon, analogisten, RF -signaalien ja datan siirtämiseen pyörivän yksikön kautta. Piirien lukumäärällä, signaalityypeillä ja järjestelmän sähköisen häiriönsietovaatimuksilla on tärkeä rooli liukurengasrakenteeseen kohdistuvien fyysisten rakenteellisten rajoitusten määrittämisessä. Esimerkiksi suuritehoiset piirit vaativat suurempia johtavia reittejä ja suurempia etäisyyksiä polkujen välillä dielektrisen lujuuden lisäämiseksi. Analogiset ja datapiirit, vaikka ne ovat fyysisesti kapeampia kuin virtapiirit, vaativat myös huolellista suunnittelua minimoidakseen ristipuhelun tai signaalireittien välisen häiriön vaikutukset. Pienen nopeuden ja pienen virran sovelluksiin voidaan käyttää kulta-kulta-harja/rengaskosketusjärjestelmää. Tämä yhdistelmä tuottaa pienimmät pakkauskokoonpanot, kuten AOOD -kompaktien kapselien liukurenkaat esitetään. Suurempiin nopeuksiin ja nykyisiin tarpeisiin käytetään yhdistettyjä hopeagrafiittiharjoja ja -renkaita. Nämä kokoonpanot vaativat tavallisesti suurempia pakkauskokoja ja ne on esitetty läpivientirenkaiden alla. Kumpaakin menetelmää käytettäessä useimpien liukurengaspiirien dynaaminen kosketusvastus muuttuu noin 10 milliohmia.
Mekaaninen pakkaus
Pakkausnäkökohdat liukurengasta suunniteltaessa eivät usein ole yhtä yksinkertaisia kuin sähkövaatimukset. Monet liukurengasmallit edellyttävät kaapelointia ja asennusakselia tai -materiaalia liukurenkaan läpi. Nämä vaatimukset määräävät usein yksikön sisähalkaisijan mitat. AOOD tarjoaa erilaisia läpireikäisiä liukurengaskokoonpanoja. Muut mallit edellyttävät, että liukurengas on erittäin pieni halkaisijaltaan tai korkeuden kannalta. Muissa tapauksissa liukurengasta varten käytettävissä oleva tila on rajallinen, mikä edellyttää, että liukurengaskomponentit toimitetaan erillisinä tai että liukurengas on integroitu moottoriin, asentoanturiin, kuituoptiseen pyörivään liitokseen tai RF -pyörivään liitokseen integroidussa paketissa . Kehittyneisiin liukurengastekniikoihin perustuen AOOD mahdollistaa kaikkien näiden monimutkaisten vaatimusten täyttämisen yhdessä täydellisessä kompaktissa liukurengasjärjestelmässä.
Toimintaympäristö
Ympäristö, jossa liukurengasta vaaditaan toimimaan, vaikuttaa liukurengasrakenteeseen monin tavoin. Pyörimisnopeus, lämpötila, paine, kosteus, isku ja tärinä sekä altistuminen syövyttäville materiaaleille vaikuttavat laakerin valintaan, ulkomateriaalin valintaan, laippa -kiinnikkeisiin ja jopa kaapelointiin. Vakiokäytännössä AOOD käyttää kevyttä alumiinikoteloa pakatussa liukurenkaassaan. Ruostumattomasta teräksestä valmistettu kotelo on raskaampi, mutta se on välttämätön meri-, vedenalaisille, syövyttäville ja muille ankarille ympäristöille.
Liukurenkaan määrittäminen
Liukurenkaat ovat aina osa suurempaa mekanismia, ja niiden on johdettava tietyt sähköteho- ja signaalipiirit pyörivän pinnan läpi. Mekanismi, johon liukurengas kuuluu, toimii ympäristössä, kuten lentokoneessa tai tutka -antennijärjestelmässä. Siksi, jotta voidaan luoda liukurengas, joka onnistuu sen soveltamisessa, on täytettävä kolme kriteeriä:
1. Fyysiset mitat, mukaan lukien kiinnitysjärjestely ja pyörivät ominaisuudet
2. Tarvittavien piirien kuvaus, mukaan lukien suurin virta ja jännite
3. Käyttöympäristö, mukaan lukien lämpötila, kosteus, suolasumuvaatimukset, isku, tärinä
Yksityiskohtaisempia liukurengasvaatimuksia ovat:
■ Suurin vastus roottorin ja staattorin välillä
■ Piirien välinen eristys
■ Eristys EMI -lähteistä liukurenkaan kotelon ulkopuolella
■ Käynnistys- ja käyttömomentti
■ Paino
■ Tietopiirien kuvaukset
Yleisiä lisäominaisuuksia, jotka voidaan sisällyttää liukurengaskokoonpanoon, ovat:
■ Liittimet
■ Ratkaisija
■ Kooderi
■ Pyörivät liitokset
■ Koaksiaaliset pyörivät liitot
■ Kuituoptiset pyörivät liitokset
AOOD auttaa sinua määrittämään liukurenkaan tarpeen ja valitsemaan optimaalisen mallin suunnittelusi vaatimuksiin.