الكهربائية الدوارة المشتركة

الاتحاد الدواري الكهربائي ، المعروف أيضًا باسم موصل كهربائي دوار أو حلقة انزلاق ، هو جهاز كهروميكانيكي مصمم لتوفير نقل مستمر للطاقة أو الطاقة الكهربائية أو البيانات أو إشارات التحكم بين المكونات الثابتة والدوارة في الآلات أو المعدات الدوارة. هذه الأجهزة ضرورية للتطبيقات التي يكون من الضروري نقل إشارات كهربائية أو بيانات من نظام ثابت إلى جزء دوار، دون انقطاع أو ارتداء بسبب حركة الدوران.

الهيكل الأساسي الكهربائية الدوارة المشتركة عادة ما تتألف من عدة عناصر رئيسية : إجراء حلقة ، فرشاة ، المواد العازلة ، وختم عنصر . موصل الخواتم عادة ما تكون مصنوعة من مواد دائمة مثل النحاس أو المعادن الثمينة ، وتوفير موثوق بها سطح تماس الفرشاة . هذه الفرشاة عادة ما تكون مصنوعة من الكربون أو الجرافيت ، وعقد في اتصال مع موصل أثناء التناوب ، وبالتالي قادرة على نقل الإشارات الكهربائية أو الحالية . المواد العازلة المستخدمة في عزل حلقة فرشاة كهربائية ، ومنع ماس كهربائى ، وضمان التشغيل الآمن .

مكونات الختم حيوية لحماية الأجزاء الداخلية من الملوثات والرطوبة والغبار ، والتي يمكن أن تؤثر على أداء وطول عمر الجهاز. تم تصميم عناصر الختم لتتحمل الظروف البيئية التي يعمل فيها الاتحاد الدوار الكهربائي ، مما يضمن استمرار الجهاز في العمل بفعالية حتى في الظروف القاسية.

الكهربائية الدوارة المفاصل تستخدم على نطاق واسع في مختلف الصناعات ، بما في ذلك الروبوتات ، توربينات الرياح ، بكرات الكابلات ، والمعدات الطبية ، والآلات الصناعية ، والفضاء . هذه الأجهزة هي ذات أهمية خاصة في النظم التي تتطلب عنصر التناوب المستمر ، على سبيل المثال ، في دوارات توربينات الرياح ، أو في النظم الآلية حيث البيانات والطاقة الكهربائية يجب أن تنتقل من وحدة التحكم الثابتة إلى العنصر المتحرك .

انتقال مستمر قدمتها الكهربائية الدوارة المشتركة يلغي الحاجة إلى الأسلاك التقليدية التي قد كسر أو البالية مع مرور الوقت بسبب تكرار الحركة . وهذا يضمن أكثر كفاءة وأكثر دواما العمليات في التطبيقات الحرجة ، ويقلل من التوقف وتكاليف الصيانة . القدرة على نقل الطاقة الكهربائية والبيانات في نفس الوقت يجعل الكهربائية الدوارة المشتركة متعددة الوظائف ، ويمكن تحقيق نظام مراقبة متقدمة ، وأجهزة الاستشعار ، وكاميرات الفيديو وغيرها من المعدات المتكاملة في أجزاء دوارة .

الميزات الأساسية

موثوقية عالية

الكهربائية الدوارة المشتركة يدرك موثوق بها نقل الطاقة الكهربائية من خلال دقة الاتصال بين المعادن النبيلة فرشاة كهربائية وإجراء حلقة باستخدام 99.99 ٪ سبائك الذهب الخالص فرشاة كهربائية ( على سبيل المثال ، auni10 ) ، مقاومة الأكسدة هو الحفاظ على الاستقرار تحت 400 درجة مئوية ، مقاومة الاتصال منخفضة مثل 0.1m Ω . الضغط الديناميكي تعويض قوة ثابتة الربيع يضمن الاتصال مستقرة الكهربائية الدورية المشتركة في عملية التناوب المستمر .

يعتمد نظام الختم مزيج من "هيكل المتاهة + حلقة الختم الفلورية" لمقاومة اختراق المياه والغبار على مستوى IP67. تظهر حالة تطبيق الصناعة الكيميائية أنه في بيئة تآكل تحتوي على أيونات Cl - تحافظ الاتحاد الدوار الكهربائي على مقاومة عزل > 100MΩ بعد 18 شهرًا من التشغيل المستمر.

انخفاض الاحتكاك ، وحياة طويلة

نظام المحامل للاتحاد الدوار الكهربائي هو المفتاح لتحقيق الاحتكاك المنخفض. محامل الكرات السيراميكية عالية الدقة (درجة ISO P4) مع مسارات النيتريد الأيوني تقلل من معامل الاحتكاك إلى 0.0015. نوع تحمل الهواء الاتحاد الدوار الكهربائي يدور مع دعم فيلم الهواء 0.1 مم ، ويمكن أن يصل العمر النظري إلى 100،000 ساعة.

Multi-channel integration capability

متعدد الطبقات تصميم الكهربائية الدوارة المشتركة يدعم انتقال موازية لأنواع مختلفة من الإشارات . على سبيل المثال ، نموذج 24 قناة المستخدمة في اختبار السيارات الجدول يتضمن ما يلي :

6 قنوات 24V / 10A إمدادات الطاقة

8 - قناة الحرارية إشارة ( دقة ± 0.1 ℃ )

حافلة CAN 4 قنوات (500kbps)

فيديو HDMI 2.0 قناتين ( 4K@60Hz )

قناة الهواء المضغوط 4 قنوات (0.7MPa)

هذه درجة عالية من التكامل يجعل الكهربائية الدوارة المشتركة جزءا أساسيا من الروبوتات الصناعية والمعدات الطبية وغيرها من المجالات .

مكافحة التدخل والدروع

نظام الدرع ثلاثي الأبعاد للاتحاد الدوار الكهربائي يتضمن:

لينة سبائك المغناطيسية موصل حلقة الركيزة

خط إشارة محمية ملتوية (12-16 ملتويات لكل بوصة)

304 stainless steel cover (2mm thickness)

في اختبار محرك السيارات ، إشارة الضوضاء تصل إلى 2.3vpp عندما لا تستخدم التدريع ، التدريع وظيفة الكهربائية الدوارة المشتركة يمكن أن تنخفض إلى 0.15vpp ، والتي تلبي تماما متطلبات معيار ايزو 16750-4 . . . . . . .

المدمجة والمحمولة

يدمج الاتحاد الدواري الكهربائي الطبي المحدد (مثل نموذج φ12mm القطر الخارجي) 4 مصادر طاقة + 2 إشارات USB 3.1 ويزن أقل من 20g. تصل دقة المسافة بين نقاط الاتصال المصفوفة بالفرشاة المصنوعة من خلال عملية MEMS إلى ± 5 ميكروم ، وهو مناسب للأجهزة الصغيرة مثل المنظارات الداخلية. تصميم وحدات يزيد من كفاءة تركيب الاتحاد الدوار الكهربائي بنسبة 60٪.

الوظيفة الرئيسية

نقل الطاقة الكهربائية

قوى المعدات الدوارة (مثل لوحات الدوار والطرد المركزي) ، ودعم الطاقة العالية (مثل أكثر من 100A) أو الجهد المنخفض (مثل إمدادات الطاقة المنطقية 5V).

نقل الإشارة

ينقل إشارات التناظرية (مثل بيانات المستشعر) أو الإشارات الرقمية (مثل نبضات الترميز) أو إشارات التردد العالي (مثل الفيديو أو تردد الراديو).

تكامل الوسائط المتعددة

بعض النماذج تدمج قنوات السوائل / الغازات (مثل الزيت الهيدروليكي والهواء المضغوط) لتحقيق نقل متكامل "الكهرباء السائل الغاز".

المراقبة والتحكم في الوقت الحقيقي

يتم تحقيق مراقبة الحالة في الوقت الحقيقي (مثل درجة الحرارة والاهتزاز) والتحكم عن بعد في الأجزاء الدوارة من خلال قنوات الإشارة.

مجالات التطبيق

الصناعة التحويلية

ذراع الروبوت: ينقل إشارات الطاقة والتحكم ، ويدعم الحركة المنسقة متعددة المحاور.

جهاز الدوار والفهرسة: يستخدم لدوران طاولات العمل من آلات CNC وآلات القطع بالليزر.

معدات التلف: مثل أنظمة التلف المستمر لآلات الورق وآلات الطباعة.

المعدات الطبية

ماسح مقطعي: نقل الطاقة والبيانات بين الرفوف الدوارة والأنظمة الثابتة.

الروبوتات الجراحية: مثل نقل إشارة عالية الدقة لنظام دا فينشي.

المنظر الداخلي الطبي: المفاصل الدوارة الكهربائية الدقيقة المتكاملة لدعم الصورة وإمدادات الطاقة.

الطاقة وحماية البيئة

توربينات الرياح: نقل الطاقة بين البرج والشفرات الدوارة.

معدات معالجة مياه الصرف الصحي : توصيل الطاقة مثل إشباع بالهواء الدوارة .

الطيران والفضاء

نظام توجيه الصواريخ: تفاعل الإشارة بين جسم الصواريخ الدوار والمستشعر.

الطائرات بدون طيار ترايبود : كاميرا مستقرة امدادات الطاقة والتحكم .

معدات خاصة

هوائي الرادار: الاتصال بين المصفوفة الدوارة ووحدة معالجة الإشارة.

مرافق الترفيه: أنظمة الإضاءة والتحكم في عجلة Ferris والكاروسيل.

الصيانة والرعاية

التفتيش اليومي

عملية التنظيف

استخدم فرشاة مضادة للستاتيك مع هواء مضغوط من الدرجة الصناعية (0.4MPa) لتنظيف سطح الحلقة الموصلة بانتظام للاتحاد الدوار الكهربائي. بالنسبة للاتحادات الدوارة الكهربائية من الدرجة الطبية ، يجب تشغيلها في غرفة نظيفة من فئة ISO 5 لتجنب تلوث الجسيمات. تبين القياسات الفعلية أن التنظيف كل 100 ساعة من التشغيل يمكن أن يحافظ على تقلب مقاومة الاتصال ضمن ± 0.05mΩ.

مواصفات التشحيم

استخدم الدهون القائمة على الليثيوم عالية الحرارة (Klüber BE41-152) لملء محامل الاتحاد الدوار الكهربائي كميا. في حالة طاولة الدوار في مصنع الصلب ، تم تنفيذ خطة تجديد الدهون 2 غرام كل 500 ساعة ، مما يمدد عمر الاتحاد الدوار الكهربائي إلى 8 سنوات.

مراقبة ارتداء

Use a laser displacement sensor (accuracy ±0.02mm) to monitor the brush wear of the Electrical Rotary Union. When the remaining length of the gold alloy brush is <2mm, it needs to be replaced, and the threshold value of the silver graphite brush is 3mm.

Regular maintenance

Sealing performance test

Perform IP67 waterproof test on the Electrical Rotary Union every year. In a case of an offshore drilling platform, after the seal ring was found to be leaking due to aging, the fluororubber seal ring (Shore hardness 70A) was replaced to restore the protection performance of the Electrical Rotary Union.

Insulation resistance test

Use a 500V megohmmeter to test the insulation resistance of each channel of the Electrical Rotary Union (≥500MΩ in a humid environment).

Dynamic balance calibration

High-speed Electrical Rotary Union (＞5000RPM) requires dynamic balance test every quarter.

Troubleshooting

Poor contact diagnosis

When the voltage drop of the Electrical Rotary Union is ＞0.2V or the temperature rise is ＞5℃, check the brush pressure (standard value 2.5-4N). If there is an oxide layer (thickness ＞0.5μm), use 0000# metallographic sandpaper to polish the conductive ring.

EMI interference solution

If the signal noise exceeds the limit, check the continuity of the shielding layer of the Electrical Rotary Union (resistance < 0.1Ω).

Troubleshooting of abnormal temperature rise

When the temperature is > 80℃, measure the current of each channel of the Electrical Rotary Union (should not exceed 80% of the rated value). If the load is normal but the temperature rise is abnormal, it may be due to bearing failure (clearance > 0.05mm) or grease carbonization. Replace the bearing assembly and clean the oil circuit.