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電滑環采用三元合金刷絲的裝配技術

日期：2018-09-18 點擊：9350 屬于：滑環結構原理

【摘要】作為雷達生產制造過程中的一個環節，電滑環裝配的精度與效率將直接影響產品的質量、成本與生產效率。本文介紹了電滑環的主要用途及分類；三元合金刷絲滑環的內部結構和工作原理，著重闡述了裝配流程，并探討了刷絲滑環裝配的關鍵技術及解決措施。
前言
近年來通信技術飛速發展，通信系統的傳輸容量和傳輸距離不斷提高，各種新型的通信器件層出不窮。在信號傳輸過程中，有時需要在靜止平臺與轉動平臺之間不間斷地傳輸信號和電能，這時就需要電滑環，也稱匯流環。電滑環廣泛應用于不同領域中，如雷達系統，石油開采設備，海底機器人，戰車的旋轉塔臺，航天領域的飛行器，軍事上的戰船的海底水聲系統以及醫療設備CT掃描系統等等。電滑環按電接觸部分主要分為電刷滑環和刷絲滑環，刷絲滑環以其體積小、重量輕、性能指標好的特點，成為電滑環的主要發展方向。
1.電滑環的結構及工作原理
一般電滑環都是由導電環，絕緣環，內軸，外殼，刷絲，印制板組成，導電環與絕緣環間隔固定壓裝在中心軸上，不同通道的導電環通過絕緣環相互隔開，可以保證通道相互之間及通道對地的絕緣；刷絲焊接在印制板上，通過印制板安裝在滑環外殼上，高彈性刷絲通過預設壓力與導電環保持可靠電接觸，保證滑環轉動過程中電信號、電能的連續傳輸。刷絲材料和導電環必須具有超高的耐磨性能及良好的電接觸性能。眾所周知，在各種貴金屬中，金的化學性能是最穩定的，但是純金很軟，在金和銀中添加合適的合金組分可以消除上述缺點。合金技術能夠提高金的機械性能，例如硬度和拉伸強度，而對其電導率沒有不良影響，并能提高對硫和硫化物的穩定性。為此，綜合考慮各種因素之后，選用了某有色金屬研究院的金基合金作為刷絲材料和導電環。該合金的主要成分是金、銀、銅、鎳。絕緣介質(即絕緣環)要求在高溫、高濕等環境條件下具有優異的絕緣性能，同時還需具有較好加工性能，因此，絕緣介質材料選擇聚四氟乙烯棒SFBN-1，主要技術性能見表1，同時為了在有限空間尺寸范圍內，提高匯流環絕緣性能，需對絕緣介質進行特殊的結構形式設計。

表1聚四氟乙烯棒SFBN-1主要性能
2.刷絲電滑環的裝配流程
刷絲匯流環裝配主要由圖1所示流程圖組成，以下將具體介紹重要裝配流程。裝配流程從配送齊套開始，到檢驗合格結束，共14個步驟。環芯和刷絲組合分開裝配，最終總裝，環芯裝配按層依次安裝，并在焊點處涂膠加固，安裝同時用兆歐表測試絕緣度，保證每層環芯都滿足技術要求。刷絲組合裝配用專業裝配工具保證壓力和角度，最終焊接之后涂三防漆保證絕緣度。安裝過程中將電源線和信號線分開，并各自導線出線套防波套管屏蔽處理；采用了這些措施，最大限度地抑制了電磁干擾對刷絲滑環的影響。

圖1刷絲電滑環配流程圖
3.刷絲滑環裝配的關鍵技術
3.1固化芯線長度
對于芯線出線尺寸，芯線剝線長度都做到精確測量，引線焊接時，應盡量減少導線焊接根部的焊錫浸潤量(注意焊接時間)，以保持導線根部的柔軟性，便于進行下一步的走線操作，提高導線焊接的可靠性。
3.2優化穿線工序
在電環裝配過程中必須嚴格控制走線方向，優化穿線方式，操作者將加工處理好的電纜從穿線孔穿出，出線長度達到最佳標準時，然后在進行剝線焊接，最后成型。導線在絕緣環的走線槽內及導線穿過內軸的過線孔處填充硅橡膠，增強導線的抗拉性，避免拉扯導線造成焊點脫落。
3.3分層焊接檢測
環芯焊接裝配完成后維修、返工工作量巨大，根據多年裝配經驗，導電環絕緣電阻不滿足要求的不合格現象最為常見，因此嚴格進行環芯焊接裝配質量把控，提高環芯焊接裝配合格率尤為重要。環芯焊接裝配前首先用無水乙醇清洗所有的絕緣環，環芯焊接裝配過程中要保證絕緣環表面清潔。每層導電環安裝和焊接前后都必須用兆歐表對導電環進行導電環之間及導電環對地絕緣電阻測試，保證每層導電環在焊接裝配過程中的絕緣電阻滿足設計要求。環芯整體焊接裝配完成之后，需在此對每層導電環的絕緣電阻進行測試，保證環芯一次焊接裝配合格率。
4.總結
刷絲電滑環是現代雷達發展的重要趨勢，精密裝配技術作為雷達的關鍵技術之一必將具有重要研究價值和廣闊的應用前景，以上簡述了刷絲導電滑環設計及裝配中應注意的幾個問題，實踐證明這種刷絲電滑環的總體布局、結構設計、材料選用、加工工藝和裝配等方面采取的措施是比較成功的，為制造其他同類產品提供了借鑒。

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