CN106486875B - 一种大电流高功率免维护滑环 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种大电流高功率免维护滑环，它包括安装板；安装板的顶面设有轴承座；轴承座的内环与滑环连接，且滑环的顶面设有立柱；立柱的顶端与转动环连接；立柱上设有导电环；轴承座的外环与立柱连接；立柱的顶端与防护罩连接；立柱上设有带导电柱的电刷；导电柱通过弹簧与电刷弹性连接；导电柱与导电环贴合连接；立柱与轴承座外环的连接处设有落尘槽；导电柱与导电环的对应贴合处与落尘槽垂直对应。立柱在拨叉的带动下转动，从而使导电环与电刷上的导电柱不断摩擦实现电连接；摩擦产生的粉尘可自然落下至落尘槽内；粉尘落入粉尘槽内，无需清理粉尘，达到免维护的目的，成本得到有效的降低，可靠性高。

Description

一种大电流高功率免维护滑环

技术领域

本发明属于电连接器滑环技术领域，具体涉及一种大电流高功率免维护滑环。

背景技术

在电气连接系统中，滑环技术应用极为广泛，而传统的大电流高功率滑环采用滑动摩擦电接触副接触形式，电接触材料之间的滑动摩擦必然要造成大量磨削粉末产生，在使用过程中容易积压在导电处无法排出，造成滑环绝缘电阻变大，从而造成滑环的电连接失效，可靠性差；而且，产生的大量粉末还需要根据使用情况进行不定期的维护，从而造成滑环使用成本的增加。

滑环中的摩擦部件是关键部件，需要使用备高强度低摩擦力并且导电优良的高性能金属材料；但是高强度和高导电性是一对矛盾，很难要求材料同时具有高强度低摩擦以及高导电性。

发明内容

本发明的目的是解决现有技术存在可靠性差和使用成本高的技术问题，提供一种大电流高功率免维护滑环，以克服现有技术的不足。

本发明还提供了一种具备高强度低摩擦损耗以及高导电性能的导电环。

为了实现上述目的，本发明是通过如下技术方案来实现的：

一种大电流高功率免维护滑环，它包括安装板；所述安装板的顶面固定设有轴承座；

其要点是所述轴承座的内环与滑环紧固连接，且滑环的顶面固定设有立柱；所述立柱的顶端与转动环紧固连接；所述转动环的顶端设有拨叉；所述立柱上均匀设有若干通过支架与其相互固定连接的导电环；

所述轴承座的外环与立柱固定连接；所述立柱的顶端通过紧固螺栓与防护罩固定连接；所述立柱上均匀设有若干电刷，且电刷的内侧端部活动插接一导电柱；所述导电柱通过弹簧与电刷相互弹性连接；所述导电柱与导电环的外侧端部相互贴合连接；所述立柱与轴承座外环的连接处设有落尘槽；所述导电柱与导电环的对应贴合处与落尘槽相互垂直对应。

上述导电环按照如下工艺制备而得：

首先将铜投入到真空感应熔炼炉，加热至300℃，然后添加铝、锆、镍、锰、钒、钛、钇以及铈，进行熔炼，熔炼温度在1200-1250℃，熔炼时间为20min，然后氩气保护喷射成型，氩气保护气压强为0.9MPa，喷嘴直径为3mm、斜拉角度为37°、偏心距为30mm、熔体质量流率为10kg/min；将喷射成型的合金材料放入热挤压机中进行热挤压，挤压温度300℃，压力300MP，保温压制4h；降温至室温，然后压力70MP下进行2次冷压，每次压制2h；最后用车床进行表面处理，即得。

优选地，所述铜、铝、锆、镍、锰、钒、钛、钇以及铈的质量比为100-150:30-50:10-12:10-12:7-9:3-5:2-3:1-2:1-2。

本发明取得的有益效果主要但不限于以下几个方面：

本发明使用方便、结构合理，导电环通过支架与立柱连接，立柱在拨叉的带动下转动，从而使导电环与电刷上的导电柱不断摩擦实现电连接；摩擦产生的粉尘可自然落下至落尘槽内，不会堆积在导电环与电刷的接触部位，防止滑环绝缘电阻变大造成滑环的电连接失效，防止升温过高，有效的提高了可靠性，大大改善了滑环电阻的波动性能；粉尘自动落入粉尘槽内，无需清理粉尘，达到免维护的目的，成本得到有效的降低；本发明导电环强度高耐摩擦，并且保持了较好的导电性能；使用一定量铝的添加到合金中，可以降低原料成本，而且不影响合金性能；锆、镍、锰和钛等元素的作用主要是提高合金的耐摩擦耐腐蚀性能以及提高合金强度；钇铈稀土元素加入到合金中可以细化合金的显微组织改善合金的力学性能提高合金的塑性变形能力，有效细化基体组织，能够除去熔炼时熔体中的硫、铅等杂质，提高合金的综合力学性能；本发明通过喷射成型工艺制备的合金材料分散性能好，导电率也明显提高。本发明同时对机械设计以及导电环材料进行改进，解决了现有技术大电流高功率可靠性差和使用成本高的技术问题

附图说明

图1是本发明的结构示意主视剖视图。

图中1、拨叉 2、紧固螺栓 3、电刷 4、导电环 5、防护罩 6、安装板 7、导电柱 8、滑环 9、落尘槽 10、输入端电力线 11、轴承座 12、立柱 13、支架 14、立柱 15、转动环

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请具体实施例，对本发明进行更加清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

实施例1

根据图1，本发明它包括安装板6；所述安装板6的顶面固定设有轴承座11；

所述轴承座11的内环与滑环8紧固连接，且滑环8的顶面固定设有立柱14；所述立柱14的顶端与转动环15紧固连接；所述转动环15的顶端设有拨叉1；所述立柱14上均匀设有若干通过支架13与其相互固定连接的导电环4；

所述轴承座11的外环与立柱12固定连接；所述立柱12的顶端通过紧固螺栓2与防护罩5固定连接；所述立柱12上均匀设有若干电刷3，且电刷3的内侧端部活动插接一导电柱7；所述导电柱7通过弹簧与电刷3相互弹性连接；所述导电柱7与导电环4的外侧端部相互贴合连接；所述立柱12与轴承座11外环的连接处设有落尘槽9；所述导电柱7与导电环4的对应贴合处与落尘槽9相互垂直对应。

本发明摒弃了传统的绝缘环结构设计，采用支架13绝缘结构方式，外型也由传统的筒状设计成立柱结构，大大优化了大电流高功率滑环的结构设计及性能指标；本发明结构设计合理，制作方便，导电柱7与导电环4滑动摩擦时产生的粉尘不会停留在导电处，极大的提升了导电系数，并对大电流高功率导电环4的散热功能提供了很好的保障，从而满足了高可靠性，长寿命免维护使用的目的；本发明解决了现有技术存在使用过程中由于摩擦产生的磨削粉末堆积导电处而造成滑环失效的技术问题，可广泛应用于警戒雷达、相控阵雷达等电子信号传输器件技术领域。

本发明解决了在使用过程中由于摩擦而产生的磨削粉末堆积导电处而造成滑环失效的技术问题，防止接触电阻变大、温升过高的弊端发生，大大提升了滑环的导电性能，对大电流高功率导电环的散热性能提供优良的保障。

实施例2

实施例1所述的导电环，其按照如下工艺制备而得：

首先将铜投入到真空感应熔炼炉，加热至300℃，然后添加铝、锆、镍、锰、钒、钛、钇以及铈，进行熔炼，熔炼温度在1220℃，熔炼时间为20min，然后氩气保护喷射成型，氩气保护气压强为0.9MPa，喷嘴直径为3mm、斜拉角度为37°、偏心距为30mm、熔体质量流率为10kg/min；将喷射成型的合金材料放入热挤压机中进行热挤压，挤压温度300℃，压力300MP，保温压制4h；降温至室温，然后压力70MP下进行2次冷压，每次压制2h；最后用车床进行表面处理，即得。所述铜、铝、锆、镍、锰、钒、钛、钇以及铈的质量比为100:30:10:10:7:3:2:1:1。经检测，上述合金材料的强度为729MPa，同时电导率为83.8％IACS。

实施例3

一种导电环，其按照如下工艺制备而得：

首先将铜投入到真空感应熔炼炉，加热至300℃，然后添加铝、锆、镍、锰、钒、钛、钇以及铈，进行熔炼，熔炼温度在1230℃，熔炼时间为20min，然后氩气保护喷射成型，氩气保护气压强为0.9MPa，喷嘴直径为3mm、斜拉角度为37°、偏心距为30mm、熔体质量流率为10kg/min；将喷射成型的合金材料放入热挤压机中进行热挤压，挤压温度300℃，压力300MP，保温压制4h；降温至室温，然后压力70MP下进行2次冷压，每次压制2h；最后用车床进行表面处理，即得。所述铜、铝、锆、镍、锰、钒、钛、钇以及铈的质量比为150:50:12:12:9:5:3:2:2。经检测，上述合金材料的强度为763MPa，同时电导率为81.2％IACS。

实施例4

本发明实施例1-2制备的合金材料的耐磨性能试验：

采用砂轮摩擦合金材料，秒表计时180秒，检测砂轮和合金材料的质量，确定磨耗比。砂轮为碳化硅砂轮。具体见表1：

表1

类型	砂轮失重/g	胎体失重/g	磨耗比
				实施例1	3.27	0.73	4.48
实施例2	3.45	0.76	4.54
				常用CU-Gr（1.5）-Zr（0.2）合金材料	2.98	0.93	3.20

上述实施例仅为本发明优选的实施案例，不能以此来限定本发明所要求保护的范围，本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明多要求保护的范围。

Claims (1)

1.一种大电流高功率免维护滑环，它包括安装板（6）；所述安装板（6）的顶面固定设有轴承座（11）；

其特征是所述轴承座（11）的内环与滑环（8）紧固连接，且滑环（8）的顶面固定设有立柱Ⅰ（14）；所述立柱Ⅰ （14）的顶端与转动环（15）紧固连接；所述转动环（15）的顶端设有拨叉（1）；所述立柱Ⅰ （14）上均匀设有若干通过支架（13）与其相互固定连接的导电环（4）；

所述轴承座（11）的外环与立柱Ⅱ （12）固定连接；所述立柱Ⅱ （12）的顶端通过紧固螺栓（2）与防护罩（5）固定连接；所述立柱Ⅱ （12）上均匀设有若干电刷（3），且电刷（3）的内侧端部活动插接一导电柱（7）；所述导电柱（7）通过弹簧与电刷（3）相互弹性连接；所述导电柱（7）与导电环（4）的外侧端部相互贴合连接；所述立柱Ⅱ （12）与轴承座（11）外环的连接处设有落尘槽（9）；所述导电柱（7）与导电环（4）的对应贴合处与落尘槽（9）相互垂直对应;

所述导电环按照如下工艺制备而得：

首先将铜投入到真空感应熔炼炉，加热至300℃，然后添加铝、锆、镍、锰、钒、钛、钇以及铈，进行熔炼，熔炼温度在1200-1250℃，熔炼时间为20min，然后氩气保护喷射成型，氩气保护气压强为0.9MPa，喷嘴直径为3mm、斜拉角度为37°、偏心距为30mm、熔体质量流率为10kg/min；将喷射成型的合金材料放入热挤压机中进行热挤压，挤压温度300℃，压力300MP，保温压制4h；降温至室温，然后压力70MP下进行2次冷压，每次压制2h；最后用车床进行表面处理，即得;

所述铜、铝、锆、镍、锰、钒、钛、钇以及铈的质量比为100-150:30-50:10-12:10-12:7-9:3-5:2-3:1-2:1-2。