Čo je to sklzný krúžok?
Klzný krúžok je elektromechanické zariadenie, ktoré v kombinácii s kefami umožňuje prenos silových a elektrických signálov zo stacionárnej do rotujúcej konštrukcie. Klzný krúžok, nazývaný tiež otočný elektrický kĺb, kolektor alebo elektrický otočný kolík, je možné použiť v akomkoľvek elektromechanickom systéme, ktorý vyžaduje neobmedzené, prerušované alebo kontinuálne otáčanie pri prenose energetických, analógových, digitálnych alebo RF signálov a/alebo údajov. Môže zlepšiť mechanický výkon, zjednodušiť prevádzku systému a eliminovať drôty náchylné na poškodenie, visiace z pohyblivých spojov.
Aj keď je primárnym cieľom zberného krúžku prenos energetických a elektrických signálov, fyzické rozmery, prevádzkové prostredie, rýchlosť otáčania a ekonomické obmedzenia často ovplyvňujú typ obalu, ktorý je potrebné použiť.
Požiadavky zákazníka a nákladové ciele sú rozhodujúcimi prvkami pri rozhodovaní, ktoré vedie k vývoju úspešného dizajnu klzného krúžku. Štyrmi kľúčovými prvkami sú:
■ elektrické špecifikácie
■ mechanické balenie
■ prevádzkové prostredie
■ náklady
Elektrické špecifikácie
Klzné krúžky sa používajú na prenos energie, analógových, RF signálov a údajov prostredníctvom rotačnej jednotky. Počet obvodov, typy signálov a požiadavky systému na odolnosť proti elektrickému šumu hrajú dôležitú úlohu pri určovaní fyzických konštrukčných obmedzení, ktoré sú kladené na konštrukciu klzného krúžku. Obvody s vysokým výkonom napríklad vyžadujú na zvýšenie dielektrickej pevnosti väčšie vodivé dráhy a väčšie rozstupy medzi dráhami. Analógové a dátové obvody, aj keď sú fyzicky užšie ako silové obvody, vyžadujú tiež starostlivú konštrukciu, aby sa minimalizovali efekty krížového hovoru alebo rušenia medzi signálovými cestami. Pri aplikáciách s nízkou rýchlosťou a nízkym prúdom je možné použiť kontaktný systém kefa/krúžok zlato na zlato. Táto kombinácia vytvára najmenšie konfigurácie balenia, ako je znázornené na krúžkoch kompaktných kapsúl AOOD. Pre vyššiu rýchlosť a aktuálne potreby sa používajú vstavané kompozitné strieborné grafitové kefy a strieborné prstene. Tieto zostavy spravidla vyžadujú väčšie veľkosti balenia a sú zobrazené pod priechodnými krúžkami. Pri použití obidvoch spôsobov väčšina obvodov posuvného krúžku vykazuje zmeny v dynamickom kontaktnom odpore približne 10 miliohmov.
Mechanické balenie
Úvahy o balení pri navrhovaní klzného krúžku často nie sú také jednoduché ako elektrické požiadavky. Mnoho návrhov klzných krúžkov vyžaduje, aby kabeláž a inštalačný hriadeľ alebo médiá prechádzali klzným krúžkom. Tieto požiadavky často určujú rozmery vnútorného priemeru jednotky. AOOD ponúka množstvo zostáv klzných krúžkov s otvorom. Iné konštrukcie vyžadujú, aby bol sklzný krúžok extrémne malý z hľadiska priemeru alebo z hľadiska výšky. V ostatných prípadoch je priestor dostupný pre klzný krúžok obmedzený a vyžaduje, aby súčasti klzného krúžku boli k dispozícii ako oddelené, alebo aby bol klzný krúžok integrovaný s motorom, snímačom polohy, otočným kĺbom z optických vlákien alebo RF otočným kĺbom v integrovanom balení. . Na základe sofistikovaných technológií klzných krúžkov umožňuje AOOD splniť všetky tieto komplexné požiadavky v jednom kompletnom kompaktnom systéme krúžkov.
Operačné prostredie
Prostredie, v ktorom musí klzný krúžok fungovať, má v mnohých ohľadoch vplyv na konštrukciu klzného krúžku. Rotačná rýchlosť, teplota, tlak, vlhkosť, nárazy a vibrácie a vystavenie korozívnym materiálom majú vplyv na výber ložísk, vonkajší materiál, príruby a dokonca aj na kabeláž. Ako štandardnú prax používa AOOD ľahký hliníkový kryt pre zabalený klzný krúžok. Kryt z nehrdzavejúcej ocele je ťažší, ale je potrebný pre morské, podvodné, korozívne a iné drsné prostredie.
Ako určiť prúžok
Klzné krúžky sú vždy súčasťou väčšieho mechanizmu s potrebou previesť konkrétny elektrický výkon a signálne obvody cez rotujúci povrch. Mechanizmus, ktorého súčasťou je posuvný krúžok, funguje v prostredí, akým je lietadlo alebo radarový anténny systém. Preto, aby sa vytvoril návrh klzného krúžku, ktorý bude úspešný vo svojej aplikácii, musia byť splnené tri kritériá:
1. Fyzické rozmery vrátane usporiadania uchytenia a de-rotujúcich funkcií
2. Popis požadovaných obvodov vrátane maximálneho prúdu a napätia
3. Prevádzkové prostredie vrátane teploty, vlhkosti, požiadaviek na soľnú hmlu, otrasov, vibrácií
Podrobnejšie požiadavky na klzný krúžok zahŕňajú:
■ Maximálny odpor medzi rotorom a statorom
■ Izolácia medzi obvodmi
■ Izolácia od zdrojov EMI mimo puzdro klzného krúžku
■ Štartovací a prevádzkový krútiaci moment
■ Váha
■ Popisy dátových obvodov
Medzi ďalšie bežné funkcie, ktoré je možné začleniť do zostavy klzného krúžku, patria:
■ Konektory
■ Riešenie
■ Kodér
■ Tekuté rotačné zväzky
■ Koaxiálne rotačné zväzky
■ Otočné spoje z optických vlákien
AOOD vám pomôže špecifikovať vašu potrebu krúžku a vybrať optimálny model pre vaše požiadavky na dizajn.