水银滑环的工作原理及优缺点

水银滑环的工作原理及优缺点

  现代是高速发展的工业社会，各个行业的都大量运用机械化来提高生产率的。机械化的应用，也促进了滑环的发展。那么，机械跟滑环有什么重大的联系呢?机械部分360度无限制连续旋转时，导线需连接到旋转部件上去，电气工程师就会遇到导线缠绕问题，这个时候，他需要一个电旋转连接器，俗称导电滑环来传输动力和信号的旋转连接。导电滑环又称集电环，属于电接触滑动连接应用范畴，它是实现两个相对转动机构的图像、数据信号及动力传递的精密输电装置。特别适合应用于无限制的连续旋转，同时又需要从位置到旋转位置传送功率或数据的场所。

一、滑环的工作原理是怎样的？

　　滑环，就是负责为旋转体连通、输送能源与信号的电气部件。根据传输介质来区分，滑环分为电滑环、流体滑环、光滑环，也可通俗的统称为“旋转连通”或“旋通”。滑环通常安装在设备的旋转中心，主要由旋转与静止两大部分组成。旋转部分连接设备的旋转结构并随之旋转运动，称为“转子”，静止部分连接设备的固定结构的能源，称为“定子”。

　　滑环可用于任何360°旋转连续传输电源和数据信号的机电系统领域，常被称为导电滑环、电刷、转接器、集电环、集电器、旋转关节、集流环、回流环、换向器等，其原理是实现两个相对转动机构的电流、数据信号或图像及动力传输的精密传输装置。常被使用于360°无限制的连续旋转，要求从固定位置到旋转位置传送电信号、数据信号的领域。

　　其结构主要是由弹性材料(电刷)、滑动触点表面材料（导电环、精密小钢轴承、绝缘塑胶材料、树脂粘合材料组成。电刷采用贵金属合金材料，成"II"形与导电环的"V" “凹”形槽对称双接触，利用电刷的弹性压力与导电环环槽滑动接触来传输信号及电流。是各行业机电设备的关键器件，如精密旋转台、线缆设备、风力发电、单晶炉、灌装及包装机械、自动旋转门等。

　　滑环的独特优势：

　　1）360°流畅无限制旋转完全满足图像、电流、信号及数据传输。

　　2）采用贵金属丝材料；耐磨保证超长工作寿命—亿转，免维护。

　　3）应用纤刷技术；金对金多点接触保证信号、电流、数据稳定。

　　4）结构紧凑无干扰、高性能、低力矩、低噪音、运转平滑可靠。

　　5）产品系列完整，按客户需求定制所需要的产品，的质量，的服务。

二、 传统滑环存在的问题

1、传统绕线型异步机的滑环为“机载”滑环,即滑环装置安装在电机转子轴的尾端,滑环实际是单端支撑的悬臂梁结构，故电机在运行过程中，由于离心力和径向不平衡力矩的作用，滑环将不可避免地产生径向抖动,尤其是在启动和调速运行时，现象更为明显。

滑环的抖动振幅、频率很高，电刷的压力弹簧根本无法响应，因此造成电刷和滑环的接触不良，于是造成严重的打火，致使滑环表面烧蚀，电刷也随之损坏。

2、滑环的线速度高造成电刷磨损大，寿命短

“机载”滑环结构的滑环必然要安装在电机转子的轴上，由于转子绕组的电缆要通过轴心引出，因此须要采用大直径、空心型的轴结构，滑环的直径受转子轴的限制必然增大。电刷的磨损和滑环相对运动的线速度密切相关，具有关资料介绍，电刷的寿命和滑环的线速度的平方成反比，故机载滑环的传统结构电刷的寿命较低，标准规定只有3500——4500小时，实际的寿命还远低于标准值。

3、传统机载结构的滑环、电刷结构在散热方面也存在困难，通常，滑环表面的温升多超过80C，加剧了磨损，使 滑环电刷可靠性进一步降低。同时，电刷磨损产生很多的碳粉,散落在绝缘的各相滑环之间，极容易产生滑环相间短路和造成接地，滑环系统将彻底损坏。

三、水银滑环的优点

水银滑环，又称为水银导电环或者是水银导电滑环，就是以水银为流体介质的一种导电旋转接头，是一种工业零部件。万旋科技水银滑环采用特殊密封、绝缘及导电技术制成，其外壳为阳级处理铝合金或不锈钢材料，具有无杂讯，无噪音，转速高，信号不失真等特点。
以水银为流体介质的导电旋转接头，叫水银导电滑环，简称水银滑环。它是是一种工业零部件。与传统碳刷滑环相比，水银滑环大的不同点，在于它主要以液态水银为导电介质，将固定端与旋转端集成在一起，旋转的时候不需要使用碳刷来进行导电传递，而直接使用水银来进行导电传递。由于转动部分无复杂的物理机械结构使得产品更可靠免维护，无杂讯，无噪音，转速高，价格低信号不失真，接触电阻小，传递更大电流。
   水银滑环与传统碳刷滑环大的不同点在于它主要以液态水银为导电介质，将固定端与旋转端集成在一起，旋转的时候不需要使用碳刷来进行导电传递，而直接使用水银来进行导电传递。滑环主要是指2个零部件之间的连接方式，在主动部件和固定部件之间，采用电刷作为信号传递连接的一种精密零部件，它实现了2个相对旋转部件之间的电流，功率，温度信号的传递，水银滑环主要是指传输介质主要以水银为主的滑环。它和传统的集电环有着很大的区别，优点是使用可靠，精度高，支持高环道，高电流。
    相比较其他滑环而言，由于介质是流体，造就了其结构紧凑，尺寸小的特性，这个特点，在特殊的微小精密仪器领域的主要角色非水银滑环莫属。正是由于水银的特性，滑环转动的时候无磨损，寿命比一般的要长很多倍，在需要频繁转动的导电旋转接头，它是非常合适的。由于转动部分无复杂的物理机械结构使得产品更可靠免维护，无杂讯，无噪音，转速高，价格低信号不失真，接触电阻小，传递更大电流。正是有了上面这些特性，水银滑环的优点使得其产品非常具有吸引力和竞争力。虽然价格昂贵，但在很多领域都占有一席之地。
水银滑环的优点主要有寿命长耐磨损--水银滑环的疲劳寿命可望比电滑环长10－50倍，混合水银滑环，寿命也比电滑环的寿命高3-5倍左右；耐高温--水银滑环能在60度以上温度工作；刚性大--因水银材料的弹性模量高，其刚性比普通钢滑环大15-20％；扭矩低--根据结构，水银滑环的扭矩约减小1/3；转速和加速能力高--可在dn值超过300万的条件下运转，且打滑、磨损和发热均可降低；耐磨蚀--由于水银材料为惰性材料，故更耐腐蚀和磨损；所需润滑极少--水银材料的磨擦系数低，采用油润滑的水银滑环，在润滑油变稀或贫油的情况下，其润滑能力仍不低于钢滑环常用的传统润滑剂；正是有了上面这些特性，水银滑环的优点使得其产品非常具有吸引力和竞争力。水银滑环的工作原理是利用水银导电，水银代替电刷，具有无磨损的优点。各有优缺点，不同的场合使用不同的滑环，有些可以用水银滑环，有些则需要使用电刷滑

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