Els anells lliscants de forat passant són components de connexió electromecànica àmpliament utilitzats que transmeten senyals elèctrics i potència des de dispositius fixos a estructures giratòries. El seu rendiment de transmissió es refereix a la velocitat a la qual es transmeten les dades d'un punt a un altre del sistema, afectant l'eficiència i l'estabilitat de tot el sistema. La selecció de materials, la racionalitat del disseny estructural i l'entorn de treball afecten l'efecte de transmissió dels senyals d'anell lliscant. Aleshores, com podem fer front a aquests problemes i millorar el rendiment de la transmissió del senyal dels anells de desplaçament?
Factors que afecten la transmissió de l'anell deslizant
Material de contacte
Les propietats conductores del material de contacte afecten directament la qualitat de transmissió de l'anell lliscant del senyal. Quan s'utilitzen metalls preciosos com l'or i la plata com a materials de contacte, el seu valor de resistència és baix, molt més baix que altres metalls comuns com el coure. No obstant això, alguns materials amb baixa duresa i poca resistència al desgast poden estar molt desgastats i tenir un contacte deficient després d'un període d'ús, donant lloc a senyals intermitents o sorolls.
Disseny Estructural
Si la disposició del raspall és desigual o l'espai entre els bucles no és raonable, el senyal s'interferirà o es produirà un contacte deficient. Els equips rotatius d'alta velocitat sovint utilitzen una disposició de raspall espiral i un disseny d'estructura de bucle multicapa per reduir la fricció i la interferència electromagnètica i millorar el rendiment de la transmissió.
Temperatura de l'entorn de treball
En escenaris de producció industrial d'alta temperatura, com ara equips de fabricació d'acer, la temperatura de l'entorn de treball de l'anell lliscant pot arribar a centenars de graus centígrads. Els estudis han trobat que quan la temperatura supera un cert rang, la resistència dels materials conductors ordinaris augmentarà bruscament. Per exemple, quan la temperatura del material de coure supera els 100 graus, el seu valor de resistència augmentarà significativament, donant lloc a una disminució del rendiment de la transmissió.
Velocitat de rotació
La força centrífuga i la fricció generades durant la rotació a alta velocitat afectaran el contacte entre el raspall i l'anell. Per exemple, quan l'anell lliscant del cargol d'una màquina-eina CNC gira a una velocitat de desenes de milers de revolucions per minut, la fricció entre el raspall i l'anell augmenta, donant lloc a un major desgast i un contacte inestable. Les dades reals de la prova mostren que a diferents velocitats de rotació, la taxa d'error de bits de transmissió del senyal de l'anell lliscant serà significativament diferent i la taxa d'error de bits és relativament alta a la rotació d'alta velocitat.
Mètodes per millorar el rendiment de la transmissió
Lorem ipsum dolor sit amet consectetur adipisicing elit.
Optimitzar els materials
● Materials conductors: els anells lliscants amb requisits extremadament elevats de conductivitat sovint utilitzen metalls preciosos (or, plata, etc.) o els seus aliatges com a materials conductors, i posen una capa d'or a la superfície de l'anell conductor. La capa d'or pot millorar l'acabat superficial de l'anell conductor i reduir la resistència de contacte per estabilitzar la transmissió del senyal.
● Materials aïllants: els materials altament aïllants poden evitar interferències de senyal entre anells conductors adjacents. Per exemple, el politetrafluoroetilè, la resistivitat del volum del qual és superior a 10¹⁶Ω・cm, pot suportar alta tensió sense trencar-se. I el sulfur de polifenilè (PPS), la seva temperatura d'ús continu pot arribar a superar els 200 graus, i no s'estovarà, deformarà ni perdrà les propietats d'aïllament fins i tot si s'utilitza durant molt de temps.
Millorar el disseny estructural
● Estructura del raspall: dissenyeu una forma, mida i disposició raonables del pinzell per augmentar l'àrea de contacte entre el raspall i l'anell conductor. Alguns anells lliscants d'alta potència utilitzen una estructura de raspall de múltiples contactes o dissenyen el raspall per distribuir-lo en forma d'espiral, cosa que pot fer que el contacte entre el raspall i l'anell conductor sigui més uniforme.
● Disseny de bucle: per als anells de desplaçament que transmeten diversos tipus de senyals (com ara senyals de corrent, senyals de corrent febles, etc.), utilitzem un disseny en capes o particions per transmetre diferents tipus de senyals per separat per millorar la puresa i la qualitat de transmissió del senyal.
● Estructura general: tot i que es compleixen els requisits funcionals, el volum i el pes de l'anell lliscant es minimitzen tant com sigui possible. L'estructura compacta pot reduir la longitud del camí de transmissió del senyal, reduir l'atenuació del senyal i també facilitar la instal·lació i l'ús de l'anell lliscant.
Reforçar el control de processos
● Precisió de processament: millora la precisió de processament de cada component de l'anell lliscant, inclosa la rodonesa i la coaxialitat de l'anell conductor i la mida del raspall. Per exemple, podem utilitzar un centre de mecanitzat CNC d'enllaç de cinc eixos amb una precisió de processament de micres, que pot reduir la fluctuació del senyal de l'anell lliscant causada per errors mecànics.
● Tractament superficial: es realitza un tractament especial a la superfície de l'anell conductor i del raspall, com ara xapat daurat, platejat, niquelat, etc., per millorar l'acabat superficial i reduir el coeficient de fricció. Aquest procés forma un recobriment conductor a la superfície de l'anell lliscant i proporciona un alt blindatge electromagnètic.
Tecnologia de processament del senyal
● Tecnologia de filtratge: el circuit de filtre està integrat dins de l'anell lliscant per filtrar el senyal transmès i eliminar els senyals de soroll i interferències. Els filtres de pas baix, els filtres de pas alt o els filtres de pas de banda són bones eines, especialment quan s'utilitzen en anells lliscants d'alta rpm. A més, es poden seleccionar i configurar segons diferents característiques de freqüència del senyal.
● Tecnologia de blindatge: utilitzeu materials de blindatge per embolicar l'anell lliscant o col·loqueu una capa de blindatge a l'interior per evitar la influència de la interferència electromagnètica externa en la transmissió del senyal. Els materials de blindatge poden bloquejar la intrusió de camps electromagnètics externs, inclosos materials com ara la malla de blindatge metàl·lica o la làmina metàl·lica.
Millorar l'entorn laboral
● Resistent a la pols i la humitat: utilitzeu anells de segellat, segelladors i altres materials per segellar la carcassa exterior de l'anell lliscant per millorar-ne el nivell de protecció, preferiblement fins al nivell IP68. Això els farà més adequats per al seu ús a l'aire lliure o en entorns durs.
Control de temperatura de treball i medi ambient
● Control de temperatura: equipeu l'anell lliscant amb un dispositiu de dissipació de calor, com ara un dissipador de calor, un ventilador o un sistema de refrigeració d'aigua, per reduir la temperatura de l'anell lliscant durant el funcionament. Les mesures de dissipació de calor poden fer que l'anell lliscant funcioni dins d'un rang de temperatura adequat i sigui més estable a l'hora de transmetre dades.
Conclusió
En resum, els materials innovadors i la tecnologia d'optimització seran la clau per millorar contínuament el rendiment de la transmissió dels anells lliscants de forat. Podríem intentar utilitzar nous materials com a mitjà conductor per reduir encara més la resistència i la pèrdua de senyal. O utilitzem tecnologia intel·ligent per controlar i autooptimitzar el seu procés de transmissió en temps real, ajustar paràmetres segons les diferents condicions de treball, etc. Això afavorirà el seu progrés continu en la millora del rendiment.