CN219760213U - 工程滑环 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种工程滑环，包括导电环、塑料电路板、若干设置于塑料电路板上的PCB导电板，若干所述PCB导电板沿塑料电路板的宽度方向等间隔布设，每个所述PCB导电板的两端分别设置有碳纤维刷束，每个所述碳纤维刷束均与导电环接触，每个所述PCB导电板上均设置有用于和外接线缆连接的线缆接口，电流通过PCB导电板传导至碳纤维刷束上。本实用新型公开的工程滑环，采用碳纤维刷束替换采用合金材质制成的合金刷束，能够延长刷束的使用寿命、降低成本。
Description
技术领域
本实用新型涉及导电滑环技术领域，尤其涉及工程滑环。
背景技术
近10年风力发电增长迅速，2001年以来，全球每年风电装装机容量增长速度为20％-30％，全球风能协会发布最新一期全球风电的增长数据显示，我国的风电发展主要集中在2003年以后，尤其是在风电特许权的带动下，公次于美国、德国、西班牙、印度。由于中国风能市场强劲增长，世界风能市场中心逐渐向中国转移。2010年中国独占全球超过半数以上的新增风机装机容量。目前，大、中型风电声中采用工程滑环来传输电源及信号，在工艺要求上采用体积较小，传输电源及信号抗干扰的工程滑环，现在成为风力发电行业最为广用。
工程滑环是由滑环体、电刷组件、固定支架、同芯球轴承等几大重要部件构成，其滑环芯轴导电环材料通常是采用紫铜、黄铜、钱币银或金材料，在导电环表面上还需镀多层贵金属物质，为保证电刷与导电滑环的导电环充分接触，导电环又被设计成“V形环。另外其内部的电刷组件采用的是贵金属合金丝加工成型的，电刷材料有钯、金合金或镀金的线电刷，电刷丝是靠弹性压力与“V"形环槽的滑动接触，以此来传递信号及电流的导通。
现有的工程滑环包括因其采用合金材质，通过本体弹性，使得合金刷束压弯在转动滑环表面，此种情况，存在以下问题：
(1)为确保使用寿命，对环道的表面粗糙度加工要求较高；
(2)滑环本体为了增加导电能力，与刷束接触面材质通常为金、银等贵金属合金，为了增加使用寿命，滑环的镀层厚度要求较高，增加成本。
(3)随着时间推移，会伴随着磨屑掉落，需要定期拆机进行维护，使用寿命较短。
实用新型内容
本实用新型公开了一种工程滑环，以克服现有的工程滑环刷束采用合金材质制成，对导电环表面粗糙度要求较高，且在合金刷束和导电环的接触面需要涂覆较厚的贵金属合金镀层，容易产生磨屑，影响使用寿命。
为了实现上述目的，本发明的技术方案是：一种工程滑环，包括导电环、塑料电路板、若干设置于塑料电路板上的PCB导电板，若干所述PCB导电板沿塑料电路板的宽度方向等间隔布设，每个所述PCB导电板的两端分别设置有碳纤维刷束，每个所述碳纤维刷束均与导电环接触，每个所述PCB导电板上均设置有用于和外接线缆连接的线缆接口，电流通过PCB导电板传导至碳纤维刷束上。
进一步地，每束所述碳纤维刷束包括圆形裸型端子和若干碳纤维丝，若干所述碳纤维丝围成圆柱状结构，所述圆形裸型端子套设于该圆柱状结构的外部，且所述圆形裸型端子和若干碳纤维丝固定连接。
进一步地，所述圆柱状结构的外径大于所述圆形裸型端子的内径。
进一步地，位于所述PCB导电板同侧的相邻所述碳纤维刷束之间的距离为34-36mm。
进一步地，每束所述碳纤维刷束的载流量为15A。
进一步地，所述塑料电路板设置于导电环的上方，且所述塑料电路板和导电环之间的距离为58mm。
进一步地，所述碳纤维丝的数量为24000根。
本实用新型公开的工程滑环的有益效果：
第一、由于碳纤维刷束具有高温性能好、比强度、比模量高，导电、导热性好、横向力学性能、层间剪切强度高，不吸湿、不老化等优点，采用碳纤维刷束替换采用合金材质制成的合金刷束，使得刷束的硬度、抗弯强度、载流密度以及耐磨性能明显提高，从而能够延长刷束的使用寿命、降低成本。
第二、由于碳纤维刷束导电性优良，使得摩擦面不需要贵金属合金镀层，大大的减少滑环成本，节能环保，同时，碳纤维刷束具有一定的柔韧性，采用采用碳纤维刷束替换合金刷束，能够将刷束和导电环之间的摩擦转换为软接触，减少磨屑的产生，延长滑环的寿命。
第三、通过采用塑料电路板替换PCB电路板，并在塑料电路板上设置若干PCB导电板，通过PCB导电板连接碳纤维刷束，采用外接线缆直接和PCB导电板连接的方式，省略了接线端子的设置，进而无需在电路板上设置接线端子，通过PCB导电板实现电在外接线缆和碳纤维刷束间的传递。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型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一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本实用新型公开的工程滑环的整体结构示意图；
图2为本实用新型公开的塑料电路板的整体结构示意图；
图3为本实用新型公开的工程滑环的剖视图。
图中：1、导电环；2、塑料电路板；3、PCB导电板；31、线缆接口；4、碳纤维刷束；41、圆形裸型端子；42、碳纤维丝。
具体实施方式
为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图1-3，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。
结合图1和图2，一种工程滑环，包括导电环1、塑料电路板2、若干固设于塑料电路板2上的PCB导电板3，若干PCB导电板3沿塑料电路板2的宽度方向等间隔布设，每个PCB导电板3的两端分别设置有一束碳纤维刷束4。碳纤维刷束4和PCB导电板3电连接，每个PCB导电板3的中心处设置有用于和外接线缆连接的线缆接口31，将外接线缆插入该线缆接口31处，由于每个碳纤维刷束4的下端均与导电环1接触能够产生电信号，PCB导电板3具有导电性，碳纤维刷束4将电信号给PCB导电板3，实现将电流传递至外接线缆，实现电流的传输。
结合图2和图3，塑料电路板2水平设置于导电环1的正上方，塑料电路板2下表面和导电环1外壁之间的距离为58mm，缩短了塑料电路板2和导电环1之间的距离，使得碳纤维刷束4和导电环1能够更好的接触，使功率和信号有效的传递到导电环1。
每束碳纤维刷束4均包括圆形裸型端子41和若干碳纤维丝42，圆形裸型端子41为具有通腔的管状结构，圆形裸型端子41采用高强度和高弹性合金材料，使用机械压模工艺制作而成。圆形裸型端子41的内部穿设有若干碳纤维丝42，若干碳纤维丝42围成圆柱状结构，且圆柱状结构的外径大于圆形裸型端子41的内径，圆形裸型端子41利用其自身金属的变形，若干碳纤维丝42紧密的固定在圆形裸型端子41内，实现对碳纤维丝42的压紧固定，提高单束碳纤维刷束4能承受的最大电流量，在碳纤维丝42的数量为24000根时，每束碳纤维刷束4的载流量为15A。
PCB导电板3的端部开设有圆柱孔，塑料电路板2在对应圆柱孔的位置开设有过孔，该过孔中心和圆柱孔中心重合，圆形裸型端子41的一端插接于该圆柱孔处，并采用锡焊的方式将圆形裸型端子41焊接在PCB导电板3的端部，由于圆形裸型端子41和圆柱孔对准，使得若干碳纤维丝42形成的刷束能够贯穿于塑料电路板2并向下延伸和导电环1接触产生电信号。
位于PCB导电板3同侧的相邻碳纤维刷束4之间的距离为34-36mm，避免相邻碳纤维刷束4之间产生干扰，提高使用稳定性。
本申请的实施原理为：若干碳纤维丝42穿过圆形裸型端子41后，圆形裸型端子41压紧，利用金属的变形，把碳纤维丝42紧密的固定在圆形裸型端子41内，然后压紧完成的碳纤维刷束4；通过圆形裸型端子41固定在PCB导电板3上，完成碳纤维刷束4定位，定位完成后，通过锡焊的方式，把圆形裸型端子41焊接在PCB导电板3上，利用PCB导电板3与外接线缆的连接，完成电流的导出。
在电流导出过程中，通过碳纤维刷束4与导电环1的摩擦，完成转动导电环1的电流到外界线缆的电流传导。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。
Claims (7)
1.一种工程滑环，其特征在于，包括导电环(1)、塑料电路板(2)、若干设置于塑料电路板(2)上的PCB导电板(3)，若干所述PCB导电板(3)沿塑料电路板(2)的宽度方向等间隔布设，每个所述PCB导电板(3)的两端分别设置有碳纤维刷束(4)，每个所述碳纤维刷束(4)均与导电环(1)接触，每个所述PCB导电板(3)上均设置有用于和外接线缆连接的线缆接口(31)，电流通过PCB导电板(3)传导至碳纤维刷束(4)上。
2.根据权利要求1所述的工程滑环，其特征在于，每束所述碳纤维刷束(4)包括圆形裸型端子(41)和若干碳纤维丝(42)，若干所述碳纤维丝(42)围成圆柱状结构，所述圆形裸型端子(41)套设于该圆柱状结构的外部，且所述圆形裸型端子(41)和若干碳纤维丝(42)固定连接。
3.根据权利要求2所述的工程滑环，其特征在于，所述圆柱状结构的外径大于所述圆形裸型端子(41)的内径。
4.根据权利要求1所述的工程滑环，其特征在于，位于所述PCB导电板(3)同侧的相邻所述碳纤维刷束(4)之间的距离为34-36mm。
5.根据权利要求1所述的工程滑环，其特征在于，每束所述碳纤维刷束(4)的载流量为15A。
6.根据权利要求1所述的工程滑环，其特征在于，所述塑料电路板(2)设置于导电环(1)的上方，且所述塑料电路板(2)和导电环(1)之间的距离为58mm。
7.根据权利要求2所述的工程滑环，其特征在于，所述碳纤维丝(42)的数量为24000根。
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