CN108321649B - 一种多功能组合旋转连接器及其装配方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多功能组合旋转连接器，包括：内层滑环、中层滑环和外层滑环，所述内层滑环包括内层滑环转子和内层滑环定子，内层滑环转子和内层滑环定子之间设置有轴承和轴承座；所述中层滑环包括中层滑环转子和中层滑环定子，所述中层滑环转子和中层滑环定子之间设置有轴承和轴承座；所述中层滑环转子与内层滑环转子连接，中层滑环定子的后端盖和内层滑环定子的后端盖连接，所述中层滑环定子、内层滑环定子、以及外层滑环通过连接法兰连接为一体结构;另外，本发明还公开了一种装配方法。采用本发明，减小了产品的外形尺寸，方便了旋转连接器的安装和使用。

Description

一种多功能组合旋转连接器及其装配方法

技术领域

本发明涉及旋转连接器技术领域，特别涉及一种多功能组合旋转连接器及其装配方法。

背景技术

滑环作为精密关键零部件，特备是多功能组合滑环，该组合滑环能在达到基本电力传输的基础上，传输多通道复杂数字和模拟信号、以及各种类型传输介质的作用，例如光电组合滑环等。

目前，多功能组合滑环中，如果采用径向连接，由于很难保证同轴度，因此不同功能的滑环通常采用轴向连接，这样的连接方式对同轴度的要求虽然不高，但是大大延长了整个产品的轴向尺寸，安装使用过程中，需要占用较大的空间，不利于多功能组合滑环的安装使用。

发明内容

本发明的目的提供一种多功能组合旋转连接器及其装配方法，缩短了旋转连接器的轴向尺寸，方便了旋转连接器的安装使用。

为解决现有技术存在的问题，本发明提供一种多功能组合旋转连接器，该旋转连接器包括：内层滑环、中层滑环和外层滑环，所述内层滑环、中层滑环和外层滑环同轴设置，中层滑环套接在内层滑环的外部，外层滑环套接在中层滑环和内层滑环的外部；

所述内层滑环包括内层滑环转子和内层滑环定子，内层滑环转子和内层滑环定子之间设置有轴承和轴承座；所述中层滑环包括中层滑环转子和中层滑环定子，所述中层滑环转子和中层滑环定子之间设置有轴承和轴承座；所述中层滑环转子与内层滑环转子连接，中层滑环定子的后端盖和内层滑环定子的后端盖连接，所述中层滑环定子、内层滑环定子、以及外层滑环通过连接法兰连接为一体结构。

优选的，所述内层转子包括内层空心轴、设置于所述内层空心轴上的电铜环、将相邻的电铜环隔开的隔环，由多个隔环单体构成，多个隔环单体组合在隔环端面形成波浪形。

优选的，所述隔环单体为中空环状结构，环形端面的横截面包括两部分，安装时靠近内层空心轴的底部呈长方形，远离内层空心轴的顶部呈棱台型。

优选的，所述内层电铜环呈圆环形，所述圆环形的横截面的宽度与承载的电流相适应。

优选的，所述内层滑环转子还包括隔离板，所述隔离板将内层铜环形成的不同信号隔离开来。

优选的，所述内层定子包括内层前端盖、内层后端盖，一端与内层前端盖连接，另一端与内层后端盖连接的内层外壳，以及设置于内层前端盖和内层后端盖之间的连接杆，连接杆上固定有连接铜板，连接铜板上固定有刷丝，多个刷丝形成刷丝束套在铜管上，铜管穿过设置在铜板上的接线板，使刷丝从接线板中伸出。

优选的，中层滑环转子包括中层空心轴，设置在中层空心轴外圆的轴套，设置于所述轴套上的中层电铜环、将相邻的中层电铜环隔开的中层隔环，所述中层隔环的端面呈波浪形，所述中层电铜环的宽度包括两种类型的宽度，分别是第一种宽度和第二种宽度，第一种宽度大于第二种宽度。

优选的，所述中层空心轴的一端设置有导线穿出孔。

优选的，所述中层滑环定子包括中层前端盖、中层后端盖，一端与中层前端盖连接，另一端与中层后端盖连接的中层外壳，以及设置于中层前端盖和中层后端盖之间的连接螺杆，连接螺杆上固定有连接铜板，连接铜板上固定有刷丝，多个刷丝形成刷丝束套在铜管上，铜管穿过设置在铜板上的接线板，使刷丝从接线板中伸出。

优选的，还包括设置于外层滑环前端的外层前盖板、设置于连接法兰上的连接法兰后盖板。

相应的，还公开了一种多功能组合旋转连接器的装配方法，包括：

S1，装配内层滑环时，在内层滑环转子装配完成后对转子进行机加工，采用一次安装的方式，加工内层转子两端轴承的安装位置；

S2，在装配中层滑环时，在中层滑环转子装配前对转子进行机加工，采用一次安装的方式，加工中层转子两端轴承的安装位置；

S3，将内层滑环与中层滑环装配在一起；

S4，将外层滑环与内层滑环和中层滑环装配在一起。

优选的，所述步骤s1具体包括：

S11，将内层电铜环、内层隔环和内层隔离板套接在内层空心轴上；

S12，从内层空心轴后端套入轴承座,从内层空心轴的前端套入轴头；

S13，对装配后的内层滑环转子进行机加工，采用一次安装的方式，分别在后端轴承座以及前端轴头上加工轴承的安装位置；

S14，将加工后的内层滑环转子和内层滑环定子安装在一起；

S15，检测内层滑环转子和内层滑环定子的同轴度。

优选的，其特征在于，所述步骤s2具体包括：

S21，将中层空心轴和中层空心轴轴套装配在一起;

S22，将装配好的中层空心轴和轴套安装在机加工设备上进行机加工，采用一次安装的方式，分别在中层空心轴两端加工中层轴承的安装位置;

S23，将中层电铜环、中层隔环、中层隔离板以及轴承座装配在与轴承座固定在一起的中层空心轴上；

S24，将内层滑环安装到装配好的中层空心轴中；

S25，将中层滑环定子和中层滑环转子装配在一起。

优选的，其特征在于，所述步骤s2还包括：

中层滑环和内层滑环装配好后,检测圆跳动,如果检测的结果不合格，则将中层滑环定子从中层滑环转子上拆下来，并使内层滑环与中层转子分离；

将中层转子整体放在机加工设备上，采用一次安装的方式，分别在后端轴承座和前端轴承上加工轴承的安装位置。

本技术方案中内层滑环转子和中层转子直接连接，内层滑环定子和中层滑环定子由整体端盖连接，即中层滑环后端盖和内层滑环后端盖形成整体端盖结构，解决了内中层转定子间的同心度和同轴度公差要求，保证导线在滑环转动时不会缠绕，内中两层与外层通过连接法兰和拨杆进行连接，降低了装配精度要求，提高了滑环使用寿命。另外，三层导电滑环同轴设置，减小了组合旋转连接器的轴向长度，径向增加也比较小，从而减小了产品的外形尺寸，方便了旋转连接器的安装和使用。

附图说明

图1是本发明一种多功能组合旋转连接器的一种实施例的示意图；

图2是本发明一种多功能组合旋转连接器的内层电铜环的示意图；

图3是本发明一种多功能组合旋转连接器的内层隔环的示意图；

图4是本发明一种多功能组合旋转连接器的接线板的示意图；

图5是本发明一种多功能组合旋转连接器的中层空心轴的示意图；

图6是本发明一种多功能组合旋转连接器的中层轴套示意图；

图7是本发明一种多功能组合旋转连接器的中层后端盖的示意图；

图8是本发明一种多功能组合旋转连接器的液电连接法兰示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行详细说明。

参考图1，该图是本发明一种多功能组合旋转连接器的示意图，该旋转连接器包括内层滑环、中层滑环和外层滑环，内层滑环、中层滑环和外层滑环同轴设置，中层滑环套接在内层滑环的外部，外层滑环套接在中层滑环和内层滑环的外部；内层滑环包括内层滑环转子和内层滑环定子，内层滑环转子和内层滑环定子之间设置有轴承和轴承座；中层滑环包括中层滑环转子和中层滑环定子，中层滑环转子和中层滑环定子之间设置有轴承和轴承座；中层滑环转子与内层滑环转子连接，中层滑环定子的后端盖和内层滑环定子的后端盖连接，中层滑环定子、内层滑环定子、以及外层滑环通过连接法兰连接为一体结构。

本技术方案中内层滑环转子和中层转子直接连接，内层滑环定子和中层滑环定子由整体端盖连接，即中层滑环后端盖和内层滑环后端盖形成整体端盖结构，解决了内中层转定子间的同心度和同轴度公差要求，保证导线在滑环转动时不会缠绕，内中两层与外层通过连接法兰和拨杆进行连接，降低了装配精度要求，提高了滑环使用寿命。另外，三层导电滑环同轴设置，减小了组合旋转连接器的轴向长度，径向增加也比较小，从而减小了产品的外形尺寸，方便了旋转连接器的安装和使用。

内层滑环转子，包括内层空心轴1、内层电铜环2、内层隔环3、内层隔离板4，内层电铜环设置于空心轴上、内层隔环将相邻的电铜环隔开，隔离板将内层电铜环产生的信号通道分开，其可以针对干扰比较大的信号通道进行设置，提高了抗干扰能力。

内层空心轴1，根据实际需求可以在空心轴内留有足够的灌封环氧树脂胶的空间，填充绝缘胶，避免轴内部环间短路和耐电压击穿。

内层电铜环2，该电铜环位一体式宽体形状，截面宽度可以根据需要通过的电流进行调整，因此可以满足大电流的实际需求，保证了载流量，如图2所示，截面201的宽度可以根据电流的大小进行调整。

内层隔环3，如图3所示，为环状结构，包括多个隔环单体。每个绝缘隔环的端部包括第一端面301和第二端面302。其中，第一端面301的截面尺寸大于第二端面302的截面尺寸。从第一端面到第二端面依次为圆柱体303、圆台体304的柱状结构，因此从第一端面到第二端面的轮廓线为两条折线，与一条直的轮廓线相比，轮廓线加长了，这样每个隔环单体的爬电距离就增大了。然后，当多个隔环单体形成隔环时，整个隔环的端面为波浪形，自然增加了爬电距离。

内层隔离板4，采用金属材料，用于隔离大电流对信号的干扰，根据内层滑环的电流情况，设置隔离板的间距，减小了电流对信号的干扰,提高了通道间的抗干扰性。

内层滑环定子，包括内层前端盖5、内层后端盖6，内层外壳7、连接杆8、连接铜板（图中不可见）和接线板（图中不可见），其中，内层外壳7的一端与内层前端盖5连接，内层外壳的另一端与内层后端盖6连接。连接杆8的一端与内层前端盖连接，另一端与内层后端盖连接。连接杆8上固定有连接铜板，连接铜板上固定有刷丝，多个刷丝形成刷丝束套在铜管（图中不可见）上，铜管穿过设置在连接铜板上的接线板（图中不可见），使刷丝与内层转子相摩擦。多个刷丝形成刷丝束套在铜管上，从而对刷丝起到了保护作用，在使用过程中避免了缠绕，另外刷丝束从接线板中穿出，接线板对刷丝束起到了导向的作用，使刷丝便于与内层铜环相摩擦。接线板22，如图4所示包括板体221，安装孔222，刷丝束穿出孔223，刷丝束穿出孔223对刷丝束起到了导向的作用。

中层滑环转子，包括中层空心轴9、中层电铜环10、中层隔环11、中层隔离板12和中层轴套13，中层空心轴9与中层轴套13套接，中层轴套13和中层空心轴同心设置，中层电铜环、中层隔环和中层隔板相隔的设置在中层轴套上。

中层空心轴9，如图5所示，其一端设置有导线穿出孔901，并根据实际需求留有足够的灌封环氧树脂胶的空间，填充绝缘胶，避免轴内部环间短路和耐电压击穿。

中层轴套13，如图6所示，设置有导线穿出孔131、使中层电铜环与中层空心轴绝缘的隔板132，其中，导线穿出孔131为导线的穿出提供了通道，避免了导线的缠绕。中层铜环与空心轴绝缘的隔板132主要起绝缘隔离和为铜环与空心轴的安装提供定位的作用。

中层电铜环10，该电铜环位一体式宽体形状，具体的宽度可以根据需要通过的电流进行调整，因此可以满足大电流的实际需求，保证了载流量。另外，本实施例中针对于大电流的情况可以包括两种宽度的电铜环，分别为第一种宽度和第二种宽度，第一种宽度适用于大电流的情况，第二种宽度比第一种宽度要小，因此电流也稍微小一些。

中层隔环11, 为一种绝缘件，设置于相邻电铜环之间,从而使电铜环彼此分开。中层滑环的端面呈波浪形，增加了爬电距离。

中层隔离板12，包括转子隔离板和定子隔离板两个部分，如图1所示，用于隔离大电流之间的相互干扰，根据中层滑环的电流情况，在大电流和小电流之间设置隔离板，减小了大电流对信号的干扰。

中层滑环定子，包括中层前端盖14、中层后端盖15、中层外壳16和连接螺杆17，中层外壳16的一端与中层前端盖14连接，另一端与中层后端盖15连接，设置于中层前端盖和中层后端盖之间的连接螺杆。

中层后端盖15，如图7所示，包括定子出线孔151，用于为定子导线提供出口；中层定子连接杆固定孔152，用于串联接线板；液电连接法兰螺栓固定孔153用于为连接外层液滑环与内层电滑环定子、中层电滑环定子之间的连接提供连接孔；液电连接法兰定位154，用于为内层后端盖、中层后端盖与液滑环法兰的连接提供位置及方向的定位；中层端盖螺纹孔155，用于为内层端盖和中层端盖的连接提供了连接孔。

连接螺杆17，该连接螺杆上固定有连接铜板，连接铜板和连接螺杆可以采用焊接的方式进行连接固定，连接铜板上设置有接线板。铜板上固定有刷丝，多个刷丝形成刷丝束套在铜管内，套在刷丝束外面的铜管穿过设置在铜板上的接线板，接线板为导线刷丝束起到了导向的作用，使刷丝束倒向一定的角度，减少了刷丝的损坏，方便刷丝与中层电铜环的摩擦。

外层滑环18，可以为4路液滑环，其内部可以设置气路供气体通过也可以设置液路供液体通过。该液滑环的一端与液电连接法兰19连接，该液滑环的另一端与液电连接法兰前盖板20连接，液电连接法兰前盖板20上设置有拨动孔，内层滑环转子和中层滑环转子通过螺栓对准液电连接法兰波动孔进行拨动，拨动时螺栓与法兰拨动孔进行间隙配合。如图8所示，整个产品的安装法兰191，即液电连接法兰与液滑环的固定螺栓孔，用于液电连接法兰与外层滑环的固定用；液电连接法兰192与客户端的螺栓安装孔位，用于客户设备连接；液电连接法兰与内、中层端盖的定位193，用于内、中层后端盖与液滑环法兰位置及方向定位；螺纹孔194用于连接内、中层端盖螺栓固定

液电连接法兰将液滑环、中层滑环定子、内层滑环定子连接为一体结构，提高了内层、中层、外层的同心度。另外，液电连接法兰上还设置有液电连接法兰后盖板。

另外，还包括液电连接法兰上还设置有液电连接法兰后端盖21，

下面介绍本发明的另一方面。

本发明的一种多功能组合旋转连接器的装配方法的一种实施例的装配方法包括：

步骤S1，装配内层滑环时，在内层滑环转子装配完成后对转子进行机加工，采用一次安装的方式，加工内层转子两端轴承的安装位置；

步骤S2，在装配中层滑环时，在中层滑环转子装配完成后对转子进行机加工，采用一次安装的方式，加工中层转子两端轴承的安装位置；

步骤S3，将内层滑环与中层滑环装配在一起；

步骤S4，将外层滑环与内层滑环和中层滑环装配在一起。

本技术方案为了提高内层转子和中层转子的同轴度，采用在装配的过程中进行两侧机加工，减小了轴承的圆跳动。具体的在内层转子装配好后，将装配后的组件放置在机加工设备上，对内层轴承的安装位置进行加工，本技术方案采用一次安装的方法，加工前后两个轴承的安装位置，提高了共轴度，减小了轴承的圆跳动。另外，在对中层滑环进行装配时，当将中层滑环转子与内层滑环安装好后，将内层滑环和中层转子作为一个整体，进行一次性加工。

具体实现时，所述步骤s1具体包括：

步骤S11，将内层导电滑环、隔环和内层隔离板套接在内层空心轴上；

步骤S12，从内层空心轴的前后两端分别套入轴承座，从内层空心轴的前端套入轴头；

步骤S13，对装配后的内层滑环转子进行机加工，采用一次安装的方式，分别在后端轴承座以及前端轴头上加工轴承的安装位置；

步骤S14，将加工后的内层滑环转子和内层滑环定子安装在一起；

步骤S15，检测内层滑环转子和内层滑环定子的同轴度。

步骤s2具体包括：

步骤S21，将中层空心轴和中层空心轴轴套装配在一起;

步骤S22，将装配好的中层空心轴和轴套安装在机加工设备上进行机加工，采用一次安装的方式，分别在中层空心轴两端加工中层轴承的安装位置;

步骤S23，将电铜环、隔环、隔离板以及轴承座装配在与轴承座固定在一起的中层空心轴上；

步骤S24，内层滑环安装到装配好的中层空心轴中；

步骤S25，将中层滑环定子和中层滑环转子装配在一起；

S26，中层滑环和内层滑环装配好后,检测圆跳动,如果检测的结果不合格，则将中层滑环定子从中层滑环转子上拆下来，并使内层滑环与中层转子分离；

步骤S27，将中层转子整体放在机加工设备上，采用一次安装的方式，分别在后端轴承座和前端轴承上加工轴承的安装位置。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种多功能组合旋转连接器，其特征在于，包括：内层滑环、中层滑环和外层滑环，所述内层滑环、中层滑环和外层滑环同轴设置，中层滑环套接在内层滑环的外部，外层滑环套接在中层滑环和内层滑环的外部；

所述内层滑环包括内层滑环转子和内层滑环定子，内层滑环转子和内层滑环定子之间设置有轴承和轴承座；所述中层滑环包括中层滑环转子和中层滑环定子，所述中层滑环转子和中层滑环定子之间设置有轴承和轴承座；所述中层滑环转子与内层滑环转子连接，中层滑环定子的后端盖和内层滑环定子的后端盖连接，所述中层滑环定子、内层滑环定子、以及外层滑环通过连接法兰连接为一体结构； 外层滑环前端的外层前盖板、设置于连接法兰上的连接法兰后盖板；外层滑环一端与液电连接法兰连接，外层滑环另一端与液电连接法兰前盖板连接；液电连接法兰与内、中层端盖的定位，用于内、中层后端盖与外层滑环法兰位置及方向定位。

2.根据权利要求1所述的多功能组合旋转连接器，其特征在于，所述内层转子包括内层空心轴、设置于所述内层空心轴上的电铜环、将相邻的电铜环隔开的隔环，由多个隔环单体构成，多个隔环单体组合在隔环端面形成波浪形。

3.根据权利要求2所述的多功能组合旋转连接器，其特征在于，所述隔环单体为中空环状结构，环形端面的横截面包括两部分，安装时靠近内层空心轴的底部呈长方形，远离内层空心轴的顶部呈棱台型。

4.根据权利要求2所述的多功能组合旋转连接器，其特征在于，所述内层电铜环呈圆环形，所述圆环形的横截面的宽度与承载的电流相适应。

5.根据权利要求2所述的多功能组合旋转连接器，其特征在于，所述内层滑环转子还包括隔离板，所述隔离板将内层电铜环形成的不同信号隔离开来。

6.一种多功能组合旋转连接器的装配方法，其特征在于，包括：

S1，装配内层滑环时，在内层滑环转子装配完成后对转子进行机加工，采用一次安装的方式，加工内层转子两端轴承的安装位置；

S2，在装配中层滑环时，在中层滑环转子装配前对转子进行机加工，采用一次安装的方式，加工中层转子两端轴承的安装位置；

S3，将内层滑环与中层滑环装配在一起；

S4，将外层滑环与内层滑环和中层滑环装配在一起。

7.根据权利要求6所述的多功能组合旋转连接器的装配方法，其特征在于，所述步骤s1具体包括：

S11，将内层电铜环、内层隔环和内层隔离板套接在内层空心轴上；

S12，从内层空心轴后端套入轴承座,从内层空心轴的前端套入轴头；

S13，对装配后的内层滑环转子进行机加工，采用一次安装的方式，分别在后端轴承座以及前端轴头上加工轴承的安装位置；

S14，将加工后的内层滑环转子和内层滑环定子安装在一起；

S15，检测内层滑环转子和内层滑环定子的同轴度。

8.根据权利要求6所述的多功能组合旋转连接器的装配方法，其特征在于，所述步骤s2具体包括：

S21，将中层空心轴和中层空心轴轴套装配在一起;

S22，将装配好的中层空心轴和轴套安装在机加工设备上进行机加工，采用一次安装的方式，分别在中层空心轴两端加工中层轴承的安装位置;

S23，将中层电铜环、中层隔环、中层隔离板以及轴承座装配在与轴承座固定在一起的中层空心轴上；

S24，将内层滑环安装到装配好的中层空心轴中；

S25，将中层滑环定子和中层滑环转子装配在一起。

9.根据权利要求8所述的多功能组合旋转连接器的装配方法，其特征在于，所述步骤s2还包括：

中层滑环和内层滑环装配好后,检测圆跳动,如果检测的结果不合格，则将中层滑环定子从中层滑环转子上拆下来，并使内层滑环与中层转子分离；

将中层转子整体放在机加工设备上，采用一次安装的方式，分别在后端轴承座和前端轴承上加工轴承的安装位置。

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