精密導電滑環(huán)動態(tài)接觸電阻和絕緣電阻工作參數(shù)故障檢測分析

日期：2018-09-13 點擊：17629 屬于：滑環(huán)結(jié)構(gòu)原理

摘要：在電滑環(huán)工作過程中，它的一些主要參數(shù)的故障會對其工作穩(wěn)定性、可靠性及壽命造成很大的影響，本文結(jié)合實際提出了電滑環(huán)工作過程中的一些決定性的主要參數(shù)，并詳盡地闡述了其檢測方法，針對檢測過程中的一些不合格數(shù)據(jù)分析了產(chǎn)生的原因以及相應的處理措施。
引言
精密導電滑環(huán)組件是實現(xiàn)兩個相對旋轉(zhuǎn)機構(gòu)問的信號、電流傳遞的精密輸電裝置，滑環(huán)組件主要由滑環(huán)體、電刷組件、組合支架、向心球軸承、軸承端蓋等零部件構(gòu)成，滑環(huán)體采用多環(huán)道精密定位組環(huán)模組環(huán)，經(jīng)真空壓力澆注環(huán)氧樹脂配方料，高溫固化成型后精密加工而成；滑環(huán)體表面鍍覆多層貴金屬。電刷組件電刷采用金基合金絲加工成型，經(jīng)粘(組)合一整體，電刷呈“兀”型與相應環(huán)槽對稱雙接觸，借以電刷絲的彈性壓力與環(huán)槽滑動接觸來傳遞信號及電流。精密導電滑環(huán)組件性能穩(wěn)定，使用可靠，具有精度高、環(huán)道多、噪聲低、電流大、結(jié)構(gòu)緊湊、壽命長且安裝方便，適合各種環(huán)境等特點。產(chǎn)品廣泛用于海、陸、空、天領域的測試、自控、武器、慣導系統(tǒng)等設備以及其它場合。
參數(shù)檢測
對導電滑環(huán)進行參數(shù)檢測能更好地反映出電滑環(huán)的性能，及時發(fā)現(xiàn)并解決問題。檢測的參數(shù)包括外形尺寸、靜態(tài)接觸電阻、動態(tài)接觸電阻、絕緣電阻、抗電強度及摩擦力矩等，在此主要對動態(tài)接觸電阻和絕緣電阻進行檢測分析。如圖1所示為滑環(huán)的結(jié)構(gòu)示意圖，環(huán)路是電滑環(huán)傳遞信號、電流的路數(shù)，該滑環(huán)有12路。圖1中環(huán)引線與電刷引線分別為導電滑環(huán)的兩端引線，它們的路數(shù)一一對應。環(huán)引線連接環(huán)槽，電刷引線連接電刷絲，

圖1導電滑環(huán)結(jié)構(gòu)示意圖，電刷絲呈“兀”型與相應環(huán)槽對稱雙接觸
動態(tài)接觸電阻的檢測動態(tài)接觸電阻是指滑環(huán)連續(xù)轉(zhuǎn)動時同一環(huán)路電刷線與環(huán)引線之間的電阻。圖2為其檢測示意圖。將被測滑環(huán)安裝于檢測轉(zhuǎn)臺上，通過電機帶動轉(zhuǎn)臺使滑環(huán)連續(xù)轉(zhuǎn)動。用ABM3245型微歐微伏表檢測環(huán)路動態(tài)接觸電阻值。被測滑環(huán)的環(huán)引線全部并聯(lián)焊接一處，電刷引線(被測環(huán)路引線除外)并聯(lián)焊接一處。其中被測環(huán)路的電刷引線為一檢測端，其余并聯(lián)的電刷引線為一端，用ABM3245型微歐微伏表的“mΩ輸入四芯電纜線”連接兩檢測端，則可檢定當前動態(tài)接觸電阻值。

絕緣電阻檢測絕緣電阻是指在一定的電壓下各環(huán)路之間的絕緣電阻?？捎?00V或250V兆歐表檢測。圖3為絕緣電阻檢測示意圖，將被測12路滑環(huán)的電刷線隔離放置，環(huán)引線(被測環(huán)路引線除外)并聯(lián)焊接一處。其中被測環(huán)路的環(huán)引線為一檢測端，其余并聯(lián)的環(huán)引線為另一檢測端，用500V或250V兆歐表測得當前電阻值。

圖3導電滑環(huán)絕緣電阻檢測示意圖
3.參數(shù)分析
動態(tài)接觸電阻的分析在檢測過程中，各環(huán)路動態(tài)接觸電阻是動態(tài)顯示的，取其最大值與最小值。為了確保環(huán)路導電傳輸?shù)姆€(wěn)定性，各環(huán)路的接觸電阻變化量一般要求不超過10mΩ。12路導電滑環(huán)動態(tài)接觸電阻數(shù)據(jù)如表1所示。表1，12路導電滑環(huán)動態(tài)接觸電阻實測表

從表1中了解到，1～4環(huán)、5～8環(huán)、9～12環(huán)接觸電阻值差別較大，2號環(huán)接觸電阻變化量為12mΩ，不符合要求。造成1～4環(huán)、5～8環(huán)、9～12環(huán)接觸電阻值差別較大主要取決于導線截面積和環(huán)一刷引線長度不同。我所生產(chǎn)的導電滑環(huán)都是點接觸式的，可從以下幾個方面來分析2號環(huán)接觸電阻變化量較大的原因：①電刷絲與環(huán)槽接觸不好，虛接觸，壓力不夠；②環(huán)槽表面有臟物；③環(huán)槽變形。電刷絲對環(huán)槽的壓力直接影響動態(tài)接觸電阻變化量的大小，壓力越大變化量越小，但是壓力過大會增加摩擦力矩，使接觸部分磨損很大，滑環(huán)使用壽命縮短。故此壓力的確定很重要，最好能使得刷絲很好壓在環(huán)槽上，同時又不影響滑環(huán)的轉(zhuǎn)動，實驗證明，此壓力在15～18g比較合適。
在滑環(huán)工作過程中，電刷與環(huán)槽相互磨損會產(chǎn)生沉積電介質(zhì)，從而使得該環(huán)路接觸電阻變化量變大，可利用無水乙醇對其反復清洗消除沉積電介質(zhì)。環(huán)槽變形有很多因素，主要原因是時效處理不夠，應力釋放不均勻，導致結(jié)構(gòu)變形，從而使得接觸電阻變化量變大，其解決途徑是在時效過程中選擇更合適的溫度并延長時效處理時間。
絕緣電阻的分析
為防止環(huán)路之間的漏電，各環(huán)路間的絕緣電阻應不小于500MΩ。12路導電滑環(huán)動態(tài)絕緣電阻數(shù)據(jù)如表2所示。

從表2中了解到，4，5環(huán)絕緣電阻偏低，7，8環(huán)之間短路，其余環(huán)合格。我司生產(chǎn)的滑環(huán)體是采用多環(huán)道精密定位組環(huán)模組環(huán)，經(jīng)真空壓力澆注環(huán)氧樹脂配方料，高溫固化成型后精密加工而成。對7，8環(huán)之間短路分析可能存在的原因如下：①組環(huán)時有導電介質(zhì)搭在它們之間；②其中某一環(huán)導線破皮，與另一環(huán)焊點碰在一起；③加工過程中兩環(huán)粘連在一起。造成4，5環(huán)絕緣電阻偏低的主要可能因素是在澆注過程中產(chǎn)生氣泡、裂紋、疏松等現(xiàn)象，這些氣泡、裂紋、疏松處在電鍍和使用過程中進入液體和潮氣，從而使絕緣電阻下降。
4結(jié)論
本文闡述了導電滑環(huán)參數(shù)檢測的重要性，并提出了檢測過程中的一些主要參數(shù)。具體介紹了動態(tài)接觸電阻以及絕緣電阻的檢測流程，并根據(jù)12路導電滑環(huán)的實測數(shù)據(jù)參照具體要求進行了分析，總結(jié)了不合格數(shù)據(jù)產(chǎn)生的原因以及相關的處理措施。

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