對于應用在航天航空領域的高速滑環(huán)而言,由于運行環(huán)境較為惡劣(高轉速、高溫度),所以它需要具有較高的信號傳輸質量、良好的安全可靠性能以及超長的使用壽命等特點。因此,為了使高速滑環(huán)滿足使用要求和具有上述的特點,專業(yè)人員在設計過程中采用了以下的關鍵技術。
一是高速滑環(huán)單環(huán)雙刷并聯(lián)滑動摩擦副的設計。一般情況下,滑環(huán)的導電環(huán)與刷絲采用滑動滑動接觸的方式,來實現(xiàn)電信號和數(shù)據(jù)信號的傳輸。而為了提高高速滑環(huán)信號傳輸?shù)目煽啃,我們采用了摩擦副的設計。而摩擦副通常會采用單環(huán)雙刷接觸形式,即兩根刷絲并聯(lián)與一個導電環(huán)構成一個回路,這樣即使單根刷絲出現(xiàn)問題,也能保證信號的正常傳輸。
二是高速滑環(huán)的導電環(huán)環(huán)槽加工工藝,其主要包括平面槽式和V型槽式兩種形式。雖然平面式較容易加工,但是在高速旋轉的狀態(tài)下,其接觸穩(wěn)定性不高,不能滿足高速滑環(huán)高轉速的要求。而V型槽式導電環(huán)由于表面有卡槽,所以即使在振動沖擊等工作環(huán)境下,刷絲也不容易離開導電環(huán)的工作面,具有較高的接觸可靠性。因此高速滑環(huán)的導電環(huán)選擇V型槽式。在其加工過程中,我們需要嚴格控制機床、刀具、以及加工工藝,確保環(huán)槽的中心位置、深度及表面粗糙度,以滿足導電環(huán)與刷絲的接觸性能要求。
三是高速滑環(huán)導電環(huán)的引線焊接工藝。一般的導電環(huán)為貴金屬合金,且其厚度由于條件限制將會很小。因此,我們要在如此小的空間內完成焊接引線,必須既保證焊點的尺寸足夠小,以確保狹小空間內數(shù)目眾多的導電環(huán)能夠裝配在轉子軸上不互相干涉,又要保證焊點的質量牢固可靠,以防止在數(shù)萬轉每分的高轉速離心力作用下出現(xiàn)的焊點脫落,影響高速滑環(huán)電信號的傳輸。 除了上述的幾點以外,我們還要對導電環(huán)、電刷以及復雜轉子系統(tǒng)進行設計。