Šta je klizni prsten?
Klizni prsten je elektromehanički uređaj koji u kombinaciji s četkama omogućuje prijenos snage i električnih signala sa stacionarne na rotirajuću strukturu. Klizajući prsten, koji se naziva i rotacijski električni spoj, kolektor ili električni okretni prsten, može se koristiti u bilo kojem elektromehaničkom sistemu koji zahtijeva neograničeno, isprekidano ili kontinuirano okretanje tijekom prijenosa snage, analognih, digitalnih ili RF signala i/ili podataka. Može poboljšati mehaničke performanse, pojednostaviti rad sistema i ukloniti žice sklone oštećenjima koje vise iz pokretnih spojeva.
Dok je primarni cilj kliznog prstena prijenos snage i električnih signala, fizičke dimenzije, radno okruženje, brzine rotacije i ekonomska ograničenja često utječu na vrstu ambalaže koja se mora upotrijebiti.
Zahtjevi kupaca i ciljevi troškova kritični su elementi u donošenju odluka koje dovode do razvoja uspješnog dizajna kliznog prstena. Četiri ključna elementa su:
■ električne specifikacije
■ mehanička ambalaža
■ radno okruženje
■ trošak
Električne specifikacije
Klizni prstenovi se koriste za prijenos snage, analognih, RF signala i podataka putem rotirajuće jedinice. Broj kola, vrste signala i zahtjevi sistema za otpornost na električnu buku igraju važnu ulogu u određivanju ograničenja fizičkog dizajna nametnutih dizajnu kliznog prstena. Krugovi velike snage, na primjer, zahtijevaju veće provodne staze i veći razmak između staza za povećanje dielektrične čvrstoće. Analogna i podatkovna kola, iako su fizički uža od strujnih kola, također zahtijevaju brigu u svom dizajnu kako bi se smanjili efekti unakrsnog razgovora ili smetnji između signalnih puteva. Za aplikacije male brzine i niske struje može se primijeniti kontaktni sistem četkica/prsten zlato na zlatu. Ova kombinacija proizvodi najmanje konfiguracije pakiranja prikazane u AOOD kompaktnim kliznim prstenovima za kapsule. Za veće brzine i trenutne potrebe koriste se kompozitne srebrne grafitne četke i srebrni prstenovi. Ovi sklopovi obično zahtijevaju veće veličine pakiranja i prikazani su ispod kliznih prstenova. Koristeći bilo koju od metoda, većina kliznih prstenastih krugova pokazuje promjene dinamičkog otpora kontakta od približno 10 miliohma.
Mehaničko pakovanje
Razmatranja pakiranja pri projektiranju kliznog prstena često nisu tako jednostavna kao električni zahtjevi. Mnogi dizajni kliznih prstenova zahtijevaju prolazak kabela i instalacijske osovine ili medija za prolazak kroz klizni prsten. Ovi zahtjevi često diktiraju dimenzije unutrašnjeg promjera jedinice. AOOD nudi niz sklopova kliznih prstenova sa provrtom. Ostali dizajni zahtijevaju da klizni prsten bude izuzetno mali sa stajališta promjera ili sa stanovišta visine. U drugim slučajevima, prostor dostupan za klizni prsten je ograničen, pa je potrebno da se komponente kliznog prstena odvojeno osiguraju, ili da klizni prsten bude integriran s motorom, senzorom položaja, rotacijskim zglobom od optičkih vlakana ili RF rotacijskim zglobom u integriranom paketu . Zasnovan na sofisticiranoj tehnologiji kliznih prstenova, AOOD omogućava da se svi ovi složeni zahtevi mogu zadovoljiti u jednom kompletnom kompaktnom sistemu kliznih prstenova.
Operativno okruženje
Okruženje u kojem je klizni prsten potreban za rad ima utjecaj na dizajn kliznog prstena na mnogo načina. Brzina rotacije, temperatura, tlak, vlažnost, udarci i vibracije te izloženost korozivnim materijalima utječu na odabir ležaja, odabir vanjskog materijala, nosače prirubnica, pa čak i na izbor kabela. Kao standardna praksa, AOOD koristi lagano aluminijsko kućište za svoj pakirani klizni prsten. Kućište od nehrđajućeg čelika je teže, ali je potrebno za morsko, podvodno, nagrizajuće i druge teške uvjete.
Kako odrediti klizni prsten
Klizni prstenovi uvijek su dio većeg mehanizma s potrebom za prolaskom određene električne energije i signalnih krugova kroz rotirajuću površinu. Mehanizam koji je dio kliznog prstena djeluje u okruženju kao što je avion ili radarski antenski sistem. Stoga, za stvaranje dizajna kliznog prstena koji će uspjeti u svojoj primjeni moraju biti zadovoljena tri kriterija:
1. Fizičke dimenzije, uključujući raspored pričvršćivanja i funkcije zakretanja
2. Opis potrebnih kola, uključujući maksimalnu struju i napon
3. Radno okruženje, uključujući temperaturu, vlažnost, zahtjeve za slanom maglom, udarce, vibracije
Detaljniji zahtjevi za klizni prsten uključuju:
■ Maksimalni otpor između rotora i statora
■ Izolacija između krugova
■ Izolacija od izvora EMI izvan kućišta kliznog prstena
■ Zakretni moment pri pokretanju i radu
■ Težina
■ Opis kola podataka
Uobičajene dodatne karakteristike koje se mogu ugraditi u sklop kliznog prstena uključuju:
■ Konektori
■ Resolver
■ Enkoder
■ Rotirajući sindikalni spojevi
■ Navojni rotacijski sindikati
■ Rotacijski spojevi od optičkih vlakana
AOOD će vam pomoći da odredite svoje potrebe za kliznim prstenom i odaberete optimalan model za vaše dizajnerske zahtjeve.