Introduzione di pennelli ad anello
La spazzola (statore) e il rotore sono due componenti estremamente importanti in un collettore rotante. La spazzola viene utilizzata come corpo di contatto strisciante per importare ed esportare corrente nel collettore rotante. Ha una struttura rettangolare o cilindrica. Viene installato sullo statore dell'anello collettore tramite dispositivi di fissaggio come portaspazzole e viene premuto contro il canale dell'anello conduttivo sotto l'azione di una molla per condurre corrente.
Struttura delle spazzole ad anello collettore
Il pennello è di dimensioni molto ridotte e consiste principalmente nelle seguenti parti:
Corpo principale
Il corpo principale del pennello è realizzato con materiali conduttivi come oro, argento o grafite. Viene utilizzato per contattare il canale ad anello conduttivo della parte del rotore.
Filo conduttore
Ci saranno uno o più fili che fuoriescono dalla parte superiore o laterale della spazzola. Questi fili vengono utilizzati per collegare la spazzola al circuito esterno per trasmettere corrente e segnali.
Struttura di fissaggio
A volte, ci sono alcune strutture di fissaggio come slot per carte e boss nella parte inferiore o laterale. La spazzola è collegata e fissata attraverso di essi per garantire che non si muova il più possibile durante il funzionamento.
Materiali delle spazzole per anelli collettori
Le prestazioni della spazzola influiscono sullo stato operativo dell'anello collettore conduttivo e ciò è determinato principalmente dal suo materiale. Le spazzole possono essere realizzate con vari tipi di materiali, come metallo, grafite, fibra ottica, mercurio, ecc. Qui presentiamo i tre più comunemente usati:
Filo metallico
I fili delle spazzole metalliche sono spesso costituiti da sottili lamine metalliche, come leghe d'oro, argento, rame o argento. Questi materiali hanno una conduttività molto elevata e possono trasmettere segnali ed elettricità in modo stabile. Inoltre, l'oro e l'argento non si indossano facilmente e presentano una minore perdita di potenza durante l'uso a lungo termine. Ciò riduce anche il rumore durante il funzionamento.
Le spazzole standard sul mercato sono pennelli in lega con rame in argento contenenti 72% di argento e 28% di rame e pennelli da oro-oro. Il loro diametro esterno è di solito 0. 3mm e il numero di fili di metallo può essere aumentato per trasportare una corrente più grande.
Blocco spazzola in grafite di carbonio
Il blocco spazzola è un punto di contatto con struttura rettangolare e presenta un'ampia superficie di contatto con l'anello conduttivo. È adatto per collettori rotanti conduttivi ad alta corrente. Il suo componente principale è il carbonio. Grazie alla sua elevata conduttività e al prezzo basso, è ampiamente utilizzato nell'industria pesante. I blocchi delle spazzole in grafite di carbonio produrranno detriti di polvere durante il funzionamento. Pertanto, vengono spesso utilizzati in una struttura ad anelli collettori separabili per un'installazione pulita e una facile manutenzione.
Va notato che la grafite ha proprietà auto-lubrificanti e può adattarsi meglio alla superficie dell'anello di slittamento, ma ciò rende anche facile da indossare. La buona notizia è che sono facili da sostituire individualmente, quindi non sono particolarmente sensibili in termini di costo.
Contatta Primavera
Il tipo di tipi di molla di contatto è una struttura speciale del tipo di pennello. È realizzato con molle di contatto in metallo elastico o materiali conduttivi con strutture elastiche. I suoi materiali includono principalmente metalli preziosi come oro, argento e le loro leghe. Così come alcuni materiali compositi a base di rame e materiali rinforzati in fibra, come fibra di carbonio, fibra di vetro, ecc.
Viene utilizzato principalmente negli anelli collettori a disco. Poiché ha elasticità, può ottenere un contatto affidabile risparmiando spazio. Tuttavia, generalmente non viene utilizzato in applicazioni sensibili di trasmissione del segnale perché la pressione della molla di contatto può cambiare durante l'uso a lungo termine.
Il loro contrasto
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Filo metallico |
Blocco pennello in grafite in carbonio |
Contatta la primavera |
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Materiale |
Oro |
Argento |
Lega oro/argento |
Carbonio e grafite |
Speciale metallo di resistenza usurata |
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Valore di conducibilità |
452000 S/m |
6301000 S/m |
100000 S/m |
1000~2000S/m |
Bassa conducibilità |
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Scenari applicabili |
Trasmissione del segnale ad alta precisione |
Alta potenza |
limitazione di altezza |
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Costo |
comparativamente alto |
relativamente basso |
dipende (personalizzazione) |
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Applicazioni di diversi pennelli ad anello
(1) Riparato in metallo
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Le spazzole in metallo sono realizzate in oro, argento e leghe. Hanno una buona conduttività elettrica e una bassa resistenza. Allo stesso tempo, questi metalli non sono facilmente indossati e possono rimanere relativamente silenziosi durante il funzionamento. Ciò è utile per alcuni scenari di applicazione che sono sensibili al rumore, come attrezzature mediche e strumenti di laboratorio. Per esempio:
Elettronica ad alta precisione: come apparecchiature di comunicazione di fascia alta, strumenti di precisione, ecc. In questi dispositivi, lievi variazioni del segnale possono influire sulla qualità della comunicazione. La caratteristica di bassa resistenza delle spazzole metalliche può ridurre l'attenuazione del segnale. Ciò consente al segnale di essere trasmesso con precisione all'interno del dispositivo ed evita errori di dati causati dalla distorsione del segnale.
Aerospaziale: le apparecchiature elettroniche su aerei e veicoli spaziali devono funzionare in modo affidabile in ambienti estremi. Le spazzole in filo metallico hanno un'elevata stabilità chimica e non si ossidano e corrodono facilmente. Ancora più importante, sono progetti esenti da manutenzione e non sostituiscono le parti singolarmente. Ciò avvantaggia le apparecchiature aerospaziali che svolgono spesso attività.
Equipaggiamento di imaging medico: le strutture delle macchine CT e delle attrezzature di risonanza magnetica nucleare sono relativamente piccole. Tendono ad essere miniaturizzati e integrati e lo spazio interno è estremamente limitato. Le spazzole in metallo sono generalmente relativamente sottili e possono soddisfare i requisiti di installazione di spazi stretti e aiutare questi dispositivi a generare immagini chiare.
(2) Brush di grafite in carbonio
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Il materiale in grafite di carbonio supporta la conduzione ad alta corrente e può fornire la corrente richiesta per il rotore. Ha anche buone proprietà autolubrificanti e può ridurre la resistenza tra gli anelli collettori durante il funzionamento. Puoi usarlo nei seguenti settori:
Automazione industriale: nel campo dell'automazione industriale, i robot industriali, i nastri trasportatori e i bracci meccanici automatizzati necessitano tutti di utilizzare spazzole in grafite di carbonio. È installato sulla parte di connessione del giunto e trasmette corrente da una fonte di alimentazione fissa al motore rotante per assistere l'attrezzatura nell'esecuzione di movimenti quali movimentazione, saldatura e assemblaggio.
Macchinari tessili: quando i macchinari tessili funzionano, deve completare i processi di tessitura e cucito di grandi quantità di stoffa ad alta velocità. Il motore è il componente di alimentazione principale dei macchinari tessili. Le spazzole di grafite in carbonio guidano vari componenti per funzionare nel motore.
Gru: le spazzole in grafite di carbonio vengono utilizzate nei motori, nei riduttori e nelle apparecchiature di controllo delle gru. Nel meccanismo di sollevamento, il motore trasmette potenza al tamburo attraverso spazzole in grafite di carbonio, fa ruotare il tamburo, realizza la retrazione e il rilascio della fune metallica e completa così il sollevamento e l'abbassamento di oggetti pesanti. È realizzato principalmente con materiali in carbonio. Anche se usurata dopo un uso prolungato, è possibile risparmiare sui costi sostituendo i singoli blocchi di spazzole di carbone.
(3) Spazzola a molla di contatto
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La caratteristica principale del pennello a molla di contatto è la sua elasticità. Mantiene sempre uno stretto contatto con l'anello di slip durante l'uso per mantenere l'accuratezza.
Motori: nei motori DC, le applicazioni dei pennelli a molla di contatto includono alcuni piccoli motori DC come utensili elettrici e auto giocattolo. Nei motori AC con dispositivi di commutazione, può anche essere utilizzato per aiutare nella trasmissione e nella commutazione attuali.
Dispositivi elettronici: è ampiamente utilizzato in apparecchiature come sistemi audio, televisori e strumenti elettronici. In questi dispositivi, la spazzola a molla di contatto è a stretto contatto con la superficie dell'anello collettore per leggere le informazioni digitali. Modificando la posizione di contatto tra la spazzola a molla di contatto e il corpo del resistore, è possibile ottenere una regolazione continua del valore di resistenza per condurre i dati del supporto in modo più accurato.
Settore del trasporto ferroviario: nei veicoli di trasporto ferroviario come treni e metropolitane, le spazzole a molla di contatto vengono utilizzate nei dispositivi di raccolta corrente per trasmettere l'energia elettrica della rete di contatto aerea all'impianto elettrico del veicolo. L'elasticità della spazzola a molla di contatto può garantire un buon contatto con la rete di contatto e può ottenere stabilmente energia elettrica anche in caso di vibrazioni e scosse durante il funzionamento del veicolo.
Come scegliere i pennelli ad anello
Materiale
Il materiale della spazzola è il fattore fondamentale che ne determina le prestazioni. Se si desidera utilizzarlo per applicazioni ad alto flusso come macchine sincrone e motori CA a rotore avvolto. Allora i pennelli in grafite sono molto adatti a te. Ha proprietà autolubrificanti e alta conduttività e il costo è basso. Anche se è usurato, è possibile acquistare i blocchi spazzola separatamente dal produttore per la sostituzione.
Se l'attrezzatura ha requisiti elevati per la vita a spazzole, è meglio scegliere spazzole in metallo, come oro, argento e le loro pennelli in lega. Il loro costo è superiore a quello della grafite, ma hanno la migliore conduttività tra tutti i metalli e sono generalmente non manutenzione.
Capacità di carico attuale
La capacità di carico corrente di un pennello è il valore di corrente massimo che può trasportare in modo sicuro in condizioni specifiche. Prendi un pennello con una larghezza di 10 millimetri e uno spessore di 5 millimetri e un pennello con una larghezza di 20 millimetri e uno spessore di 10 millimetri come esempio. L'attuale capacità di carico della seconda può essere più del doppio di quella del primo. Un'ampia area trasversale può fornire percorsi più conduttivi e aumentare l'attuale capacità di carico.
Secondo la potenza, la tensione e altri parametri dell'attrezzatura, utilizzare la formula di potenza P=ui (dove P è l'alimentazione, u è la tensione e i è corrente) per calcolare accuratamente la dimensione corrente dell'attrezzatura in normali normali condizioni di lavoro. Puoi scegliere un pennello con una capacità di carico corrente dal 20% al 30% superiore alla domanda attuale effettiva dell'attrezzatura.
Livello di tensione
Prima di scegliere una spazzola, è necessario comprendere la tensione di lavoro dell'apparecchiatura per garantire che il livello di tensione della spazzola possa coprirla completamente. Ad esempio, per un motore industriale con una tensione di lavoro di 380 volt, è necessario selezionare una spazzola con un livello di tensione superiore a 400 volt. In caso contrario, la spazzola verrà danneggiata a causa della tensione eccessiva.
Rumore elettrico e interferenze
I motivi principali per la generazione di rumore elettrico e interferenze includono uno scarso contatto tra la spazzola e l'anello collettore, una conduzione irregolare della spazzola e attrito e vibrazioni durante la rotazione ad alta velocità. In questo momento, la spazzola del tipo a molla di contatto è la scelta migliore. Perché ha una buona elasticità e una superficie liscia e piana. Pertanto, può mantenere una pressione di contatto stabile in diverse condizioni di lavoro.
Velocità di rotazione
Prima di scegliere un pennello, comprendere la gamma di velocità di lavoro dell'anello di slittamento. È possibile determinare l'intervallo di velocità dell'attrezzatura consultando il manuale tecnico dell'apparecchiatura, consultando il produttore o conducendo test effettivi. Per le applicazioni ad alta velocità, si consiglia di scegliere blocchi di pennelli di grafite in carbonio perché il componente di carbonio ha proprietà auto-lubrificanti e può ridurre l'attrito e l'usura.
Stabilità della temperatura
La spazzola genererà calore durante il funzionamento e le sue prestazioni saranno influenzate dalla temperatura. In alcuni forni ad alta temperatura e apparecchiature per il trattamento termico, le spazzole in metallo e grafite funzionano bene. Allo stesso tempo, è meglio scegliere spazzole con misure di dissipazione del calore, come dissipatori di calore e design di ventilazione.
Costo complessivo
Quando si sceglie un pennello, non è possibile considerare solo le prestazioni del pennello, ma dovresti anche scegliere un pennello con prestazioni ad alto costo. Ad esempio, i pennelli di grafite hanno un costo inferiore ma devono essere sostituiti regolarmente e sono adatti per occasioni sensibili ai costi. Mentre le spazzole a filo metallico hanno un costo iniziale più elevato, ma hanno una maggiore precisione di trasmissione e non devono essere sostituite. Sono più adatti al campo della trasmissione del segnale di alta qualità.
Manutenzione e sostituzione di spazzole ad anello
Consigli per la manutenzione delle spazzole
Pulizia giornaliera
Apri il coperchio finale dell'anello di slittamento e controlla attentamente dopo aver rimosso l'anello di tenuta. Se c'è usura o rottura nella parte del pennello, deve essere riparato in tempo. Usa l'etanolo assoluto come agente di pulizia per pulire lo sporco come polvere contenente carbonio generata dal pennello che scivola sulla diapositiva. Dopo aver pulito la diapositiva, presta attenzione a osservare se c'è polvere attorno alla spazzola in carbonio e pulila.
Ispezione di routine
(1) Aspetto: controllare se la spazzola presenta danni evidenti, come frattura, rottura, deformazione, ecc.
(2) Colore: controlla se il pennello diventa blu. Se la spazzola diventa blu, significa che ha subito una scossa e la sua capacità di trasmettere segnali sarà molto ridotta.
(3) Mantenere lo stato del film di ossido: quando il motore è in funzione, la superficie dell'anello di slittamento dovrebbe mantenere un film di ossido marrone brillante. Ciò è utile per stabilizzare la tensione di contatto del pennello e ridurre il coefficiente di attrito. Per i pennelli utilizzati in ambienti speciali, devono essere selezionati i pennelli che sono stati adeguatamente impregnati.
(4) Controllare la pressione della spazzola: la pressione della molla applicata sulla spazzola deve essere quanto più uniforme possibile, soprattutto per le spazzole utilizzate in parallelo. Altrimenti, ciò comporterà un carico non uniforme su ciascuna spazzola.
(5) Evitare l'uso di lubrificanti: tutti i tipi di spazzole hanno proprietà autolubrificanti. È severamente vietato applicare olio, paraffina e altri lubrificanti nell'anello collettore.
Segni che la spazzola deve essere sostituita
(1) Usura grave: quando la lunghezza della spazzola viene indossata a 1/3 o 2/3 della sua lunghezza originale, dovrebbe essere sostituita.
(2) Danno grave: se il pennello è gravemente danneggiato come frattura, rottura e deformazione, non funzionerà correttamente.
(3) Contatto scarso: quando l'area di contatto tra la spazzola e l'anello collettore è inferiore al 70%, la resistenza di contatto aumenterà. Maggiore è la velocità dell'attrezzatura, maggiore è la pressione generata e maggiore è l'area di usura della spazzola. Dobbiamo adeguarci in base alla prestazione.
(4) Prestazioni in calo: se la spazzola viene utilizzata per troppo tempo, potrebbe verificarsi una trasmissione del segnale instabile, scintille eccessive e altre situazioni. A questo punto, anche se l'aspetto della spazzola non è danneggiato, è necessario sostituirla.
Come sostituire le spazzole degli anelli di contatto
(1) Innanzitutto, utilizziamo gli strumenti per sostituire le spazzole usurate e rotte all'interno dell'anello di scorrimento.
(2) Installare la spazzola nel portaspazzola e verificare che possa muoversi liberamente su e giù. Lo spazio tra il lato della spazzola e la parete interna del portaspazzola è compreso tra 0,1 e 0,3 millimetri.
(3) Il bordo inferiore del supporto del pennello si trova nell'intervallo da 2 a 3 millimetri dalla superficie dell'anello di slittamento.
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(5) Fai adattarsi alla sua superficie ad arco nell'anello di slittamento.
(6) Rimuovere la polvere circostante e può essere utilizzato quando il pennello e l'anello di slip sono in buon contatto.
Precauzioni
(1) Verificare che la differenza di pressione di ciascun supporto per la spazzola non debba superare il 10% della pressione media. Durante il funzionamento dell'anello di slittamento, mentre si usa la spazzola, la molla del supporto per la spazzola dovrebbe essere in grado di regolare e mantenere automaticamente la pressione della spazzola in carbone invariata.
(2) Inoltre, presta attenzione alla sicurezza quando si sostituiscono i pennelli. Dovremmo assicurarci che l'attrezzatura sia spente e adotti misure di sicurezza corrispondenti per evitare scosse elettriche.
(3) Il pennello è una parte relativamente delicata. Gestiscilo con cura durante lo smontaggio e l'installazione per evitare di lasciarlo cadere.
(4) Dopo aver sostituito la spazzola, è necessario eseguire prima una prova. Questo può aiutarci a controllare le condizioni di lavoro della spazzola e le prestazioni dell'attrezzatura per determinare se l'attrezzatura può funzionare normalmente.
Domande correlate sui pennelli ad anello
D: Come selezionare i materiali per le spazzole nei collettori rotanti?
D: Qual è il principio di lavoro dei pennelli?
D: Quali sono i campi di applicazione comuni dei collettori rotanti a spazzola?
② campo aerospaziale: ci sono un gran numero di parti rotanti su aeromobili, satelliti e altri aerei, come antenne radar, dispositivi di controllo dell'atteggiamento di volo, ecc.
③ Field di attrezzature mediche: si riferisce ad alcune attrezzature mediche come macchine CT, attrezzature per risonanza magnetica nucleare, ecc.
D: Quali sono le ragioni dei fallimenti del pennello?
② Danni alla superficie: la superficie della spazzola potrebbe essere danneggiata a causa di attrito, collisione, corrosione e altri motivi, come graffi e cavità.
③ Fallimento della molla: la molla del pennello può avere fallimenti come una riduzione dell'elasticità e della frattura. Le ragioni possono essere lunghi tempi di servizio, problemi di qualità dei materiali primaverili, ecc.
D: Qual è la funzione principale della spazzola sull'anello collettore dell'attrezzatura?
D: Perché le spazzole in grafite vengono utilizzate per gli anelli collettori nei motori?
D: Come fare i pennelli negli anelli di slittamento?
D: Quali sono le precauzioni per l'installazione delle spazzole?
② Selezione della posizione: il pennello deve essere installato sulla parte dello statore dell'anello di slittamento e in stretto contatto con l'anello conduttivo. Ciò può garantire che sia stressato uniformemente ed evitare un aumento dell'usura o dei danni.
③ Selezione del metodo di fissaggio: in base alla situazione specifica dell'apparecchiatura, selezionare un metodo di fissaggio appropriato, come fissaggio con bullone, fissaggio con ghiera, ecc.
D: Come migliorare l'efficienza di trasmissione delle spazzole?
D: Qual è la tendenza di sviluppo degli anelli di slittamento del pennello in futuro?
② ad alta velocità: in alcuni campi di applicazione con requisiti ad alta velocità, come macchine utensili aerospaziale e ad alta velocità, gli anelli di slip devono avere velocità più elevate.
③ Multifunzionalizzazione: le spazzole possono integrare più funzioni, come avere contemporaneamente le funzioni di trasmissione di corrente, segnali, gas e liquidi.
Conclusione
In questo blog abbiamo esplorato a fondo tutti gli aspetti delle spazzole ad anelli. Abbiamo imparato a conoscerne i tipi, le strutture e i materiali, i loro scenari applicativi e come scegliere, e così via. In qualità di produttore leader di collettori rotanti nel settore, ByTune ti fornirà anche una conoscenza più professionale sui collettori rotanti. Ad esempio, il nostro articolo "Uso di anelli di slittamento nei generatori AC" ha lo scopo di aiutarti a comprendere l'uso dei collettori rotanti nei motori.