科普小知识:你听说过导电滑环吗?

  导电滑环,又被称为集电环、滑环、集流环、汇流环、旋转关节、旋转电气界面、线圈、换向器、转接器,是实现两个相对转动结构的数据、信号及动力传动的精密输电装置。它属于电接触滑动连接应用范畴,很适合应用在无限制的连续旋转中。

  导电滑环按其结构可分为圆柱式和圆盘式。圆柱式滑环的环道是沿着圆柱的轴心排列的,圆盘式滑环的环道是同心的。国内目前主要采用圆柱式滑环,当受到高度条件限制时,才会选用圆盘式滑环。

  科普小知识:你听说过导电滑环吗? 

  将静止设备上的信号传送到形影的旋转设备上是导电滑环的主要作用。在光电测量、天文导航、光电搜索等设备上都能见到它的身影。同时,导电滑环也是尖端领域中各种精密转台、管道设备和离心机的核心器件。

  导电滑环的接触电阻越小越好。当导电滑环的接触电阻较大时,电流通过时接触处的温度会大幅提升,严重时则会导致接触压降的增加以及刷丝和滑环发生熔焊现象。这些问题都会影响导电滑环的信息传输效果。

  除此之外,滑环和刷丝接触时的压力、材料和形式都会对接触电阻产生影响。

  1)接触材料对电阻的影响。导电滑环主要包括环刷和导电环两个主要器件。这需要导电环不仅要具有很好的导热性、耐磨性、抗氧化性、抗腐蚀性和抗熔焊性等性能,还要有相当强的硬度和较高的熔点。

  2)刷丝对滑环的压力。环刷是导电滑环的重要组成部件,具有刷丝数量多、刷丝精细、间距微小等优点。刷丝对滑环的压力会直接影响接触电阻的大小,压力越大,接触电阻越小。但是压力的增大是有限度的,一旦超过限度摩擦力矩就会增加,使接触部分磨损增大。所以,确定刷丝对滑环的压力大小很重要,这个压力最好能够使刷丝很好地压在滑环上,却不影响滑环的转动。实验表明,此压力在12至15牛顿最适宜。

  科普小知识:你听说过导电滑环吗? 

  在导电滑环的工作过程中,相关人员需要对其外形尺寸、静态接触电阻、动态接触电阻、绝缘电阻、抗电强度和摩擦力矩等参数进行检测,这些参数性能会对其工作稳定性、可靠性及寿命造成很大的影响。及时对导电滑环进行参数检测才能更好地反映出导电滑环的性能,也能够第一时间发现并解决问题。

  本文由石家庄藁城区兴安镇中学高级教师崔会欣进行科学性把关。   

  新华网科普事业部

  科普中国-科学原理一点通

  联合出品

  作者: 马瑶

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