CN104733969A - 一种帽式滑环 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种帽式滑环，包括帽套、外壳、第一轴承、第二轴承和芯轴，芯轴两端分别通过第一轴承和第二轴承固定在外壳内，帽套套设在外壳外周，芯轴的中部还设置有第三轴承，芯轴通过第三轴承固定在外壳内。由于本发明中的帽式滑环在芯轴的中部增设一个第三轴承以支撑芯轴，因此帽式滑环在高速运行时，在第三轴承的作用下可以有效地减少芯轴中部形变，从而提高芯轴的同心度，增加帽式滑环的道数时无需降低滑环的运行速度。

Description

一种帽式滑环

技术领域

本发明涉及一种滑环，更具体地说，涉及一种帽式滑环。

背景技术

现有机电行业中出现了各种各样的滑环。滑环不仅具有外形小巧、运转平滑、低力转矩、电气噪声低、结构紧凑、超长寿命、免维护、无需润滑的优点，而且还可以360度连续传输动力和数据信号，因此被广泛应用于各种设备上。例如：滑环主要应用于闭路监控球形云台、电气测试设备、制造和处理控制设备、旋转工作台、小型卷线机、展览显示设备、航空、军事、仪表及医疗的设备上，磁性传动器、处理程序控制设备、应急照明灯，机器人、雷达等设备上。

帽式滑环，顾名思义就是外形看起来像帽子一样的滑环。帽式滑环外带法兰盘，主要是通过法兰盘上的几个固定孔来跟上述设备配合安装，所以帽式滑环一般具有外层固定、内轴转动的结构。为了保证帽式滑环内轴的高速旋转，在内轴的两端设置有轴承，而内轴通过注塑将多个导环加工成一体式结构。导环道数越多的内轴在高速运行时越容易发生变形，相应的对内轴的同心度要求越高，受帽式滑环结构上的限制，当导环数量较多时只能降低帽式滑环的运转速度。

因此，如何提高帽式滑环的内轴的同心度，保证帽式滑环中导环数量较多时仍能高速运转，是本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种帽式滑环，以达到减少其中部形变提高芯轴的同心度的目的。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种帽式滑环，包括帽套、外壳、第一轴承、第二轴承和芯轴，所述芯轴两端分别通过所述第一轴承和第二轴承固定在所述外壳内，所述帽套套设在所述外壳外周，所述芯轴的中部还设置有第三轴承，所述芯轴通过所述第三轴承固定在所述外壳内。

优选的，在上述帽式滑环中，所述芯轴包括铜环、挡板和尾套，其中，所述铜环、所述挡板和所述尾套通过注塑工艺加工成一体式结构。

优选的，在上述帽式滑环中，所述铜环的道数为125个。

优选的，在上述帽式滑环中，所述铜环为经表面镀金工艺处理的H62铜环，且所述铜环的外环的周面设置有U型槽。

优选的，在上述帽式滑环中，所述芯轴上铜环与铜环之间的绝缘片为铁氟龙绝缘片。

优选的，在上述帽式滑环中，所述外壳上设置的刷线为表面镀金的直径为0.2毫米的银铜刷线。

优选的，在上述帽式滑环中，所述帽套为经表面喷砂氧化黑工艺处理的帽套。

从上述技术方案中可以看出，由于本发明中的帽式滑环在芯轴的中部增设一个第三轴承以支撑芯轴，因此帽式滑环在高速运行时，在第三轴承的作用下可以有效地减少芯轴中部形变，从而提高芯轴的同心度，在帽式滑环的道数较多时仍能够高速运转。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的帽式滑环爆炸结构示意图；

图2为本发明实施例提供的芯轴与外壳爆炸结构示意图；

图3为本发明实施例提供的芯轴与轴承结构示意图；

图4为本发明实施例提供的芯轴结构示意图；

图5为本发明实施例提供的铜环结构示意图；

图6为本发明实施例提供的PCB板与芯轴结构示意图。

其中，图1至图6中：

1为帽套；2为芯轴；21为挡板；22为铜环；23为导线；24为尾套；25为挡板；26为绝缘片；31为半圆柱体外壳；32为半圆柱体外壳；41为PCB板；42为PCB板；51为第一轴承；52为第二轴承；53为第三轴承；6为刷线。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

为了减少帽式滑环中部形变以提高芯轴的同心度，本发明提供一种帽式滑环。

如图1所示，该帽式滑环包括帽套1、外壳、第一轴承51、第二轴承52和芯轴2，芯轴2两端分别通过第一轴承51和第二轴承52固定在外壳内，帽套1套设在外壳外周，芯轴2的中部还设置有第三轴承53，芯轴2通过第三轴承53固定在外壳内。

由于本发明中的帽式滑环在芯轴2的中部增设一个第三轴承53以支撑芯轴2，因此帽式滑环在高速运行时，在第三轴承53的作用下可以有效地减少芯轴2中部形变，从而提高芯轴2的同心度，增加帽式滑环的道数时无需降低滑环的运行速度，可靠性能增强。

上述帽式滑环包括定子部分、转子部分和帽套。其中，本发明实施例中的定子部分的外壳由两个半圆柱体外壳31,32组装而成，如图1和图2所示。半圆柱体外壳31,32内部分别设置有3个安装槽，此安装槽用于装入并固定第一轴承51，第二轴承52和第三轴承53。

半圆柱体外壳31和/或半圆柱体外壳32开设有孔，该孔的大小与PCB板41,42的大小相适配，以使得PCB板41,42上的刷线6能够穿过该孔套设在铜环22上。PCB板41,42设置有翼板，半圆柱体外壳31和/或半圆柱体外壳32上孔的边缘设置有与翼板卡接的凹槽，通过翼板与凹槽的卡接配合将PCB板41,42安装在半圆柱体外壳31和/或半圆柱体外壳32上。

如图1和图2所示，该孔的边缘设置有6处宽度不等的凹槽，凹槽上设置有凸出的圆柱，翼板上设置有与该圆柱相配合的安装孔，通过翼板与凹槽的卡接配合初步将PCB板41,42安装在半圆柱体外壳31和/或半圆柱体外壳32上，再通过圆柱与安装孔的配合实现PCB板41,42与半圆柱体外壳31和/或半圆柱体外壳32的二次固定。图1中，设置有8个凸出的直径2毫米、高2.5毫米的圆柱。

另外，上述半圆柱体外壳31和半圆柱体外壳32为金属外壳，从而可以扩大帽式滑环的工作温度范围，可达到-60℃～+150℃。

如图4所示，转子部分包括芯轴2，该芯轴2包括铜环22、挡板21,25和尾套24。作为优选方案，相邻的铜环22之间设置有绝缘片26，绝缘片26的设置能够提高帽式滑环的绝缘耐压性能。铜环22与绝缘片26通过金属固定轴径向固定，以减小芯轴变形量，尾套24和挡板21,25将铜环22和绝缘片26轴向锁紧。挡板21,25和尾套24有两个作用：一是用来装轴承；二是与旋转装置连接，使整个芯轴2在工作中不停的旋转。

在本发明实施例中，铜环22、挡板21,25和尾套24通过注塑工艺加工成一体式结构。

铜环22包括外环和内环。其中，铜环22的外环与刷线6相适配，铜环22的内环通过金属固定轴实现绝缘片26与铜环22的径向固定，另外，铜环22的内环上焊有导线23，通过该导线23将电流或信号传输到铜环22上。。

如图5所示，铜环22的外环的周面设置有U型槽，芯轴2旋转时，由于U型槽的槽壁限制了刷线6的摆动，使得与铜环22接触的刷线6不易跳刷，更好的控制了信号或电流的稳定，保证帽式滑环的性能。

为了提高帽式滑环的导电性能，铜环22的材质采用H62铜，表面采用镀金工艺处理，使表面更光滑、接触性能更好、摩擦小，从而延长帽式滑环的使用寿命。为了进一步延长帽式滑环的使用寿命，绝缘片26材质为耐高温，高压、高绝缘电阻的铁氟龙。

由于设置有三个轴承，提高了芯轴2的同心度，所以在满足高速旋转要求前提下，可以增加芯轴2的铜环22的道数，图示中，芯轴2上装有125道铜环。需要说明的是，铜环22的道数并不仅仅局限于125道，可根据需求更改成多种电流规格及信号传输产品，最大电流传输可达30A。

绝缘片26通过以下方式形成：装入模具的铜环与铜环之间存在0.3mm的间隙，通过注塑工艺后，此间隙用绝缘材料填满，并且绝缘材料高出铜环2.9mm，成锥形，如图5所示，高出的锥形绝缘片26使帽式滑环每两路之间耐压强度更好。此帽式滑环为机加组装，绝缘片26的绝缘材质为铁氟龙，电气性能方面可靠性更强，抗压强度可达到≥1000V，绝缘电阻≥500MΩ。

如图示6，PCB板41,42的作用是固定刷线6，并定位刷线6。装配过程中，将刷线6装入PCB板41,42上的小孔内，PCB板41,42上的小孔与芯轴2的铜环22一一对齐。然后把装好刷线6的PCB板41,42装配到半圆柱体外壳31和半圆柱体外壳32的外侧，半圆柱体外壳31和半圆柱体外壳32与芯轴2组装在一起，从而将定子部分和转子部分组装完毕。为了提高刷线6的导电性能，延长刷线6的使用寿命，本发明实施例中的刷线6采用0.2mm的银铜刷线，其表面经过镀金处理。

将组装好的定子部分和转子部分装入帽套1，帽套1设计有法兰，法兰上设计有3个安装Φ5.5mm安装孔，与该安装孔用于与其它设备的固定部分安装。为了提高帽套的抗氧化性和抗腐蚀性，将该帽套1的表面进行喷砂氧化黑处理。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (7)

1.一种帽式滑环，包括帽套、外壳、第一轴承、第二轴承和芯轴，所述芯轴两端分别通过所述第一轴承和第二轴承固定在所述外壳内，所述帽套套设在所述外壳外周，其特征在于，所述芯轴的中部还设置有第三轴承，所述芯轴通过所述第三轴承固定在所述外壳内。

2.如权利要求1所述的帽式滑环，其特征在于，所述芯轴包括铜环、挡板和尾套，其中，所述铜环、所述挡板和所述尾套通过注塑工艺加工成一体式结构。

3.如权利要求2所述的帽式滑环，其特征在于，所述铜环的道数为125个。

4.如权利要求3所述的帽式滑环，其特征在于，所述铜环为经表面镀金工艺处理的H62铜环，且所述铜环的外环的周面设置有U型槽。

5.如权利要求4所述的帽式滑环，其特征在于，所述芯轴上铜环与铜环之间的绝缘片为铁氟龙绝缘片。

6.如权利要求1-5中任一项所述的帽式滑环，其特征在于，所述外壳上设置的刷线为表面镀金的直径为0.2毫米的银铜刷线。

7.如权利要求6所述的帽式滑环，其特征在于，所述帽套为经表面喷砂氧化黑工艺处理的帽套。