CN108551064A - 纤维刷束滑环总成 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种纤维刷束滑环总成，包括：金属滑环和电刷组件，金属滑环和电刷组件，用于在固定导体和旋转轴之间传送电能，金属滑环与所述旋转轴连接，电刷组件包括：保持器，保持器的一端与固定导体连接，保持器内套接有电绝缘导体，电绝缘导体与固定导体连接，电绝缘导体的一端套接有套环，套环内设置有纤维刷束，纤维刷束由多个纤维丝组成，纤维刷束与所述金属滑环表面电接触连接，纤维丝包括：金属长丝和用于包裹金属长丝的电镀层，通过非贵金属代替贵金属作为纤维刷束中的纤维丝和纤维刷束与不同形状的金属滑环接触，以达到降低金属滑环的生产成本，提高金属滑环与纤维刷束之间的工作效率的目的。
Description
技术领域
本发明涉及纤维刷束领域，具体涉及一种纤维刷束滑环总成。
背景技术
在现有技术中滑环组件是众所周知的，现有的滑环组件一般包括刷握、非旋转刷接触的旋转导电环；导电刷通常是含有碳和其他材料的复合物的电路元件，提供导电环、碳刷和其他材料，如银或铜之间的润滑，提供用于电功率或信号流动等路径；虽然这是在与旋转环接触的电刷表面被构造以匹配环的曲率，当环的表面不规则时，电刷和环的表面之间只有几个离散点的接触时，刷不均匀地磨损，性能不稳定；刷可以是具有矩形或圆柱形横截面的金属部件，在滑环业，这种类型的单丝构件的被称为金属刷丝；对于金属刷丝和典型环的接触部位通常为与单片复合刷的情况下，该环和这样的金属丝刷之间的接触被限制为只有几个离散的点表面；
刷和环之间接触的这些离散点引起电刷偏置力集中少数点的表面上，导致的刷和环表面的磨损；滑环组件在仪表系统中发送信号电平电压将在低水平毫欧姆接触电阻的变化中运行很长一段时间在；以实现这种性能，单元素丝刷组件包括贵金属和贵金属合金必须使用在电接触区，而不是金属原子；金属原子如果不保持在一个惰性的环境中将会被所得到的半导电氧化物氧化，虽然高接触力可以用来破坏氧化层，以实现更好的电接触，这样的接触力导致非常高的磨损率；经验也表明，一个合适的润滑剂被用来减少贵金属丝刷和贵金属环之间的摩擦和磨损，当这些滑动环组件在真空环境中使用时，需要一个低的挥发性能的润滑剂，以防止冷焊接的接触环；日本的研究正在指向包含非贵金属纤维刷环组件，例如铜，镍，黄铜等，纤维，它镀在非贵金属滑环表面，为了防止在非贵金属滑环组件的氧化物层中产生有害作用，该组件需要包括惰性气体的环境，虽然这样的环境可以生产，但设备复杂，例如，在确定潮湿的惰性气体环境中滑环组件之间电导率更大；在实际生活中，这往往是不切实际的，随之而来的一个因素便是成本过高，在金属滑环表面运行纯金拉伸的纤维也已提出，但对于大多数方法是过于昂贵的。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提出了一种纤维刷束滑环总成，以达到降低金属滑环的生产成本，提高金属滑环与纤维刷束之间的工作效率以及延长滑环寿命的目的。
为达到上述目的，本发明的技术方案如下：一种纤维刷束滑环总成，包括：金属滑环和电刷组件，所述金属滑环和电刷组件，用于在固定导体和旋转轴之间传送电能，所述金属滑环与所述旋转轴连接，所述电刷组件包括：保持器，所述保持器的一端与固定导体连接，所述保持器内套接有电绝缘导体，所述电绝缘导体与固定导体连接，所述电绝缘导体的一端套接有套环，所述套环内设置有纤维刷束，所述纤维刷束由多个纤维丝组成，所述纤维刷束与所述金属滑环表面电接触连接，所述纤维丝包括：金属长丝和用于包裹金属长丝的电镀层。
进一步地，所述保持器，用于保持纤维刷束转动时位置不发生变化。
进一步地，所述纤维丝的直径在0.1-1毫米之间，所述纤维刷束内包含有2-10000束纤维丝，套环将纤维刷束的一端固定，所述的金属滑环表面的硬度小于所述纤维刷束中纤维丝的硬度，从而在使用期间电流从纤维束传送到金属滑环表面，转移到纤维丝与金属滑环实际接触的区域，由此金属滑环表面和电刷组件能承受至少为2000万英寸环形行程，并能够在没有润滑的滑环和电刷之间传输超过每平方英寸7000安培电流而不损坏。
进一步地，所述纤维丝选自铜，铍铜，镍，磷青铜，金基合金、银基合金、铜基合金等材料。
进一步地，所述金属滑环包括：U形槽口滑环、矩形槽口滑环和V形槽口滑环。
进一步地，所述U形槽口滑环上设置有U形滑道，所述U形滑道内与纤维刷束接触的表面设置有金属镀层。
进一步地，所述矩形槽口滑环设置有矩形滑道，所述矩形滑道内与纤维刷束接触的表面设置有金属镀层，所述矩形槽口滑环之间设置有绝缘隔板。
进一步地，所述V形槽口滑环设置有V形滑道。
进一步地，所述纤维刷束与所述金属滑环表面接触的部分占整条纤维刷束的10％-60％，纤维刷束与金属滑环相对转动。
进一步地，所述纤维刷束是在与金属滑环表面呈0度角到90度角的范围内，切向接触，且所述的纤维刷束的端部覆盖在滑环表面。
进一步地，所述金属滑环表面包括至少一个或多个滑道，每个滑道都对应设置有相应的纤维刷束与金属滑环表面接触，并根据每个滑道的金属镀层覆盖面积确定纤维刷束的数量。
本发明具有如下优点：
(1).本发明通过非贵金属代替贵金属作为纤维刷束中的纤维丝，降低了成本。
(2).本发明通过纤维刷束与不同形状的金属滑环接触，提高了使用的灵活性，提高金属滑环与纤维刷束之间的工作效率。
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。
图1为本发明实施例公开的纤维刷束滑环总成结构示意图；
图2为本发明实施例公开的U形槽口滑环结构示意图；
图3为本发明实施例公开的矩形槽口滑环结构示意图；
图4为本发明实施例公开的V形槽口滑环结构示意图；
图5为本发明实施例公开的纤维丝结构示意图；
图中数字和字母所表示的相应部件名称：
1、电刷组件；2、金属滑环；3、纤维丝；4、纤维刷束；5、套环；6、电绝缘导体；7、保持器；8、固定导体；9、U形槽口滑环；10、矩形槽口滑环；11、V形槽口滑环；12、U形滑道；13、金属镀层；14、矩形滑道；15、绝缘隔板；16、V形滑道；17、电镀层；18、金属长丝。
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。
本发明提供了一种纤维刷束滑环总成，其工作原理是通过非贵金属代替贵金属作为纤维刷束中的纤维丝和纤维刷束与不同形状的金属滑环接触，以达到降低金属滑环的生产成本，提高金属滑环与纤维刷束之间的工作效率的目的。
下面结合实施例和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
如图1-图5所示，一种纤维刷束4滑环总成，包括：金属滑环2和电刷组件1，所述金属滑环2和电刷组件1，用于在固定导体8和旋转轴之间传送电能，所述金属滑环2与所述旋转轴连接，所述电刷组件1包括：保持器7，所述保持器7的一端与固定导体8连接，所述保持器7内套接有电绝缘导体6，所述电绝缘导体6与固定导体8连接，所述电绝缘导体6的一端套接有套环5，所述套环5内设置有纤维刷束4，所述纤维刷束4由多个纤维丝3组成，所述纤维刷束4与所述金属滑环2表面电接触连接，所述纤维丝3包括：金属长丝18和用于包裹金属长丝18的电镀层17。
其中，所述保持器7，用于保持纤维刷束4转动时位置不发生变化。
其中，所述纤维丝3的直径在0.1-1毫米之间，所述纤维刷束4内包含有2-10000束纤维丝3，套环5将纤维刷束4的一端固定，所述的金属滑环2表面的硬度小于所述纤维刷束4中纤维丝3的硬度，从而在使用期间电流从纤维束传送到金属滑环2表面，转移到纤维丝3与金属滑环2滑环实际接触的区域，由此金属滑环2表面和电刷组件1能承受至少为2000万英寸环形行程，并能够在没有润滑的滑环和电刷之间传输超过每平方英寸7000安培电流而不损坏。
其中，所述纤维丝3选自铜，铍铜，镍和磷青铜等材料。
其中，所述金属滑环2包括：U形槽口滑环9、矩形槽口滑环10和V形槽口滑环11。
其中，所述U形槽口滑环9上设置有U形滑道12，所述U形滑道12内与纤维刷束4接触的表面设置有金属镀层13。
其中，所述矩形槽口滑环10设置有矩形滑道14，所述矩形滑道14内与纤维刷束4接触的表面设置有金属镀层13，所述矩形槽口滑环10之间设置有绝缘隔板15。
其中，所述V形槽口滑环11设置有V形滑道16。
其中，所述纤维刷束4与所述金属滑环2表面接触的部分占整条纤维刷束4的10％-60％，纤维刷束4与金属滑环2相对转动。
其中，所述纤维刷束4是在与金属滑环2表面呈25度角到45度角的范围内，切向接触，且所述的纤维刷束4的端部覆盖在滑环表面。
其中，所述金属滑环2表面包括至少一个或多个滑道，每个滑道都对应设置有相应的纤维刷束4与金属滑环2表面接触，并根据每个滑道的金属镀层13覆盖面积确定纤维刷束4的数量。
其中，所述金属滑环2表面接触的纤维丝3和电刷组件1，将大量的力分布在刷状纤维上，刷状纤维的力施加到滑环表面上，它们与滑环表面实际物理接触，这导致非常低的力被施加于每个光纤刷束上；低局部压力提供了超长的磨损特性刷子和纤维刷束4以及滑环与整体电接触电阻之间的接触点的多样性。
其中，不与金属滑环2接触纤维刷束4的平衡提供一个阻尼机构的接触环长丝，这种机制增强了预防液力或气动升力，以及升降机或弹跳从冲击导致的长丝和环之间的接触，这些额外的细丝还提供了电力的滑动接触的附近的流动平行的路径。
其中，所述金属滑环2上的金属镀层13至少4.9毫米的厚度。
其中，所述纤维丝3允许使用可具有成本低，电阻率，拉伸强度，耐腐蚀性等的希望的性能非贵金属纤维，非贵金属纤维也可以由铜，铜合金，镍，镍合金，其它金属，并且可以形成导线的金属合金来制造。
以上所述的仅是本发明所公开的一种纤维刷束滑环总成的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种纤维刷束滑环总成，其特征在于，包括：金属滑环和电刷组件，所述金属滑环和电刷组件，用于在固定导体和旋转轴之间传送电能，所述金属滑环与所述旋转轴连接，所述电刷组件包括：保持器，所述保持器的一端与固定导体连接，所述保持器内套接有电绝缘导体，所述电绝缘导体与固定导体连接，所述电绝缘导体的一端套接有套环，所述套环内设置有纤维刷束，所述纤维刷束由多个纤维丝组成，所述纤维刷束与所述金属滑环表面电接触连接，所述纤维丝包括：金属长丝和用于包裹金属长丝的电镀层。
2.根据权利要求1所述的纤维刷束滑环总成，其特征在于，所述金属滑环包括：U形槽口滑环、矩形槽口滑环和V形槽口滑环。
3.根据权利要求2所述的纤维刷束滑环总成，其特征在于，所述U形槽口滑环上设置有U形滑道，所述U形滑道内与纤维刷束接触的表面设置有金属镀层。
4.根据权利要求2所述的纤维刷束滑环总成，其特征在于，所述矩形槽口滑环设置有矩形滑道，所述矩形滑道内与纤维刷束接触的表面设置有金属镀层，所述矩形槽口滑环之间设置有绝缘隔板。
5.根据权利要求2所述的纤维刷束滑环总成，其特征在于，所述V形槽口滑环设置有V形滑道。
6.根据权利要求1所述的纤维刷束滑环总成，其特征在于，所述纤维刷束与所述金属滑环表面接触的部分占整条纤维刷束的10％-60％。
7.根据权利要求1所述的纤维刷束滑环总成，其特征在于，所述纤维刷束是在与金属滑环表面呈0度角到90度角的范围内，切向接触，且所述的纤维刷束的端部覆盖在滑环表面。
8.根据权利要求2所述的纤维刷束滑环总成，其特征在于，所述金属滑环表面包括至少一个或多个滑道，每个滑道都对应设置有相应的纤维刷束与金属滑环表面接触，并根据每个滑道的金属镀层覆盖面积确定纤维刷束的数量。
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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