匯流環(huán)結(jié)構(gòu)形式及選型探討

肖雅文 白璐

摘要：隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，匯流環(huán)以其獨(dú)特的使用性能在精密儀器設(shè)備的使用過程中得到了廣泛應(yīng)用，尤其是在雷達(dá)設(shè)備的生產(chǎn)制造中，匯流環(huán)作為關(guān)鍵的器件，起到了非常重要的作用。因此，本文通過分析現(xiàn)階段我國(guó)常用的匯流環(huán)結(jié)構(gòu)形式以及各類結(jié)構(gòu)形式在不同場(chǎng)合所起到的作用，探究如何根據(jù)不同的情況進(jìn)行匯流環(huán)的設(shè)計(jì)選型，從而保障匯流環(huán)能夠在后期精密儀器設(shè)備的使用過程中起到關(guān)鍵的作用，并且能夠保證精密儀器設(shè)備的使用性能能夠得到有效提高。

關(guān)鍵詞：匯流環(huán);結(jié)構(gòu)形式;場(chǎng)合;設(shè)計(jì)選型

引言：匯流環(huán)當(dāng)前在我國(guó)一些精密設(shè)備中的主要作用是，可以保障設(shè)備中的旋轉(zhuǎn)部分和設(shè)備中的固定部分能夠?qū)崿F(xiàn)電能及其它相關(guān)信息的傳遞，從而在連接旋轉(zhuǎn)部分和固定部分以后，可以保障信號(hào)的安全可靠傳輸。

1.常見匯流環(huán)解析

當(dāng)前在我國(guó)軍事領(lǐng)域和民用領(lǐng)域中，常用的匯流環(huán)的類型主要分為以下幾種

1.1柱式匯流環(huán)

柱式匯流環(huán)在我國(guó)是發(fā)展最早并且使用最為廣泛的一種匯流環(huán)結(jié)構(gòu)形式。其主要的組成結(jié)構(gòu)是這種匯流環(huán)會(huì)有一個(gè)接觸面，這個(gè)接觸面可以作為每一個(gè)導(dǎo)電環(huán)的圓周面，并且每一個(gè)電話都能夠成為一個(gè)信號(hào)的通道，而且每個(gè)導(dǎo)電環(huán)之間必須要使用絕緣環(huán)進(jìn)行隔開，這樣可以使導(dǎo)電環(huán)之間不會(huì)出現(xiàn)通電現(xiàn)象，同時(shí)可以將多個(gè)導(dǎo)電環(huán)疊加在一起，從而構(gòu)成相應(yīng)的環(huán)芯，并且使用合理數(shù)量的電刷，固定在導(dǎo)電環(huán)之間，這樣能夠形成一個(gè)電流通路。使用這種結(jié)構(gòu)不僅能夠進(jìn)行電流值相對(duì)較小的信號(hào)傳輸，也可以實(shí)現(xiàn)電流值相對(duì)較大的信號(hào)傳輸，并且，如果匯流環(huán)的大小固定時(shí)，也可以通過改變電刷的數(shù)量，使接觸面積有所改變，例如需要傳遞功率相對(duì)較大的電流時(shí)，就可以增加電刷數(shù)量，從而增加接觸面積，如果傳遞小電流時(shí)，就可以相應(yīng)的減少電刷數(shù)量，從而減小接觸面積。同時(shí)由于這種形式的匯流環(huán)在實(shí)際的使用過程中電刷和導(dǎo)電還能夠?qū)崿F(xiàn)圓周面的接觸行為，所以在后期的調(diào)整和維護(hù)過程中可以更加便捷。但是這種形式的匯流環(huán)也有一定的缺點(diǎn)，例如在柱式匯流環(huán)的使用過程中，由于通道相對(duì)過多，所以也導(dǎo)致軸向的尺寸過大，從而在后期操作的過程中會(huì)引起一系列的尺寸問題，因此可以適用于雷達(dá)立式轉(zhuǎn)臺(tái)或者對(duì)軸向尺寸沒有固定要求的場(chǎng)合中。

1.2盤式匯流環(huán)

為了解決柱式匯流環(huán)在使用過程中尺寸的限制問題，又開發(fā)研究了盤式匯流環(huán)，盤式匯流環(huán)在使用過程中可以有效的減小匯流環(huán)的軸向尺寸，這種匯流環(huán)的主要結(jié)構(gòu)是使用直徑不同的幾個(gè)導(dǎo)電環(huán)，利用同心圓的方式結(jié)合，并且放在絕緣的支持盤上，然后將兩個(gè)盤，背靠背的安裝在同一個(gè)圓心上，這樣電刷可以在絕緣盤的上下位置和導(dǎo)電環(huán)進(jìn)行接觸，并且電刷柄要固定在整個(gè)絕緣盤的外殼上。盤式匯流環(huán)在使用過程中，其主要優(yōu)點(diǎn)是體現(xiàn)在軸向的尺寸相對(duì)較小，并且能夠?qū)崿F(xiàn)模塊化的使用，同時(shí)在清洗和維護(hù)的過程中也更加便捷，但是在實(shí)際使用過程中也存在一定的缺點(diǎn)，例如在安裝的過程中，如果采用的是直立的安裝形式，則電刷和導(dǎo)電環(huán)進(jìn)行接觸時(shí)，會(huì)摩擦產(chǎn)生相應(yīng)的碎屑，出現(xiàn)的碎屑則會(huì)一直停留在絕緣盤上，從而在經(jīng)過長(zhǎng)時(shí)間的使用過程中，會(huì)使絕緣盤造成嚴(yán)重的磨損現(xiàn)象，從而影響盤式匯流環(huán)的使用壽命。同時(shí)，如果絕緣電阻受到了破壞，還會(huì)出現(xiàn)電路短接的問題，既影響了盤式匯流環(huán)的使用，又對(duì)精密設(shè)備其他位置的使用造成影響。在使用盤式匯流環(huán)時(shí)，其主要的適用場(chǎng)合有以下幾種，例如在太空中進(jìn)行使用時(shí)，由于太空中會(huì)物體會(huì)處于失重狀態(tài)，所以產(chǎn)生的碎屑不會(huì)落入到絕緣盤中，也就會(huì)避免對(duì)絕緣盤的磨損以及短路事故的發(fā)生。當(dāng)匯流環(huán)進(jìn)行橫臥安裝時(shí)，與直立安裝時(shí)相比，磨掉的碎屑也不會(huì)進(jìn)入到匯流盤上，所以盤式匯流環(huán)針對(duì)這種形式的安裝方式時(shí)，也具有較好的使用效果。

1.3差動(dòng)匯流環(huán)

差動(dòng)匯流環(huán)是現(xiàn)階段我國(guó)研究的匯流環(huán)結(jié)構(gòu)形式中的特殊形式，這種匯流環(huán)的動(dòng)力系統(tǒng)主要是由差動(dòng)輪系組成在差動(dòng)匯流環(huán)的圓周上，電刷的數(shù)量相對(duì)較多，并且在實(shí)際的應(yīng)用過程中可以形成很多的電流通路，尤其是當(dāng)環(huán)數(shù)相對(duì)較多時(shí)，可以有效的減小匯流環(huán)的軸向高度，因此差動(dòng)匯流環(huán)的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)相對(duì)較為緊湊，并且尺寸較小，而且具有數(shù)量相對(duì)較多的信號(hào)通道。差動(dòng)匯流環(huán)的組成結(jié)構(gòu)既有端面接觸式，又有正面接觸式，可以根據(jù)不同的空間選擇不同的接觸形式匯流環(huán)。差動(dòng)匯流環(huán)的缺點(diǎn)是在實(shí)際的設(shè)計(jì)和制造流程相對(duì)過于復(fù)雜，并且與其他種類的匯流環(huán)相比成本較高，所以在選擇的過程中要根據(jù)不同的實(shí)際情況進(jìn)行合理的選擇。除了以上三種常見的匯流環(huán)結(jié)構(gòu)現(xiàn)階段常用的還有光纖匯流環(huán)，微波旋轉(zhuǎn)匯流環(huán)，中頻匯流環(huán)以及滾動(dòng)匯流環(huán)等，在不同場(chǎng)合，需要根據(jù)不同的實(shí)際情況進(jìn)行合理的選擇。

二、匯流環(huán)設(shè)計(jì)選型

在匯流環(huán)的設(shè)計(jì)選型過程中可以根據(jù)以下幾種方式進(jìn)行相應(yīng)的選擇，首先是要明確匯流環(huán)的工作條件，例如對(duì)轉(zhuǎn)速和溫度的要求，以及現(xiàn)場(chǎng)的空間大小和電流電壓的大小等，其次是要根據(jù)通道的數(shù)量進(jìn)行選擇，有的匯流環(huán)信號(hào)通道相對(duì)較多，而有的較少，所以必須要根據(jù)不同頻段的傳輸通道數(shù)量，以及布線設(shè)計(jì)進(jìn)行合理的選擇，然后是要根據(jù)技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行選擇，例如，匯流環(huán)的使用壽命使用強(qiáng)度等。最后是要根據(jù)實(shí)際的經(jīng)濟(jì)情況進(jìn)行合理的選擇，在匯流環(huán)的選擇過程中還要考慮到成本問題，即在滿足系統(tǒng)要求的前提下合理的降低成本，是提高匯流環(huán)所產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益的重要措施。

結(jié)束語(yǔ)

當(dāng)前在我國(guó)社會(huì)中匯流環(huán)的使用，主要存在于軍事領(lǐng)域。并且在各類高科技精密設(shè)備中擔(dān)任了重要的角色，例如在雷達(dá)、離心機(jī)、轉(zhuǎn)臺(tái)等設(shè)備的使用過程中，起到了廣泛的作用，隨著社會(huì)的不斷發(fā)展，不僅在軍事領(lǐng)域中使用了大量的匯流環(huán)，在民生企業(yè)中也使用到了很多匯流環(huán)結(jié)構(gòu)，因此，探究匯流環(huán)產(chǎn)品的使用性能以及在選型過程中需要注意的問題，是當(dāng)前精密儀器設(shè)備制造企業(yè)和精密儀器設(shè)備使用人員的責(zé)任與義務(wù)。

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