Hvernig virkar rennihringur? Meginregla, íhlutir og valleiðbeiningar

Rennihringur virkar með því að viðhalda rafmagnstengingu milli kyrrstæðs hluta og snúningshluta. Það notar leiðandi hringi sem eru paraðir við bursta - eða aðra snertitækni - til að flytja orku, merki eða gögn á meðan önnur hlið kerfisins snýst stöðugt. Án rennihrings myndi sérhver kapall sem tengir snúningssamsetningu við fastan ramma snúast, flækjast og að lokum brotna.

Þessi handbók útskýrir vinnuregluna fyrir rennihringinn í smáatriðum, fjallar um innri hluti sem gera það að verkum og fer í gegnum hvernig á að velja réttan rennihring fyrir mismunandi rafmagns- og vélrænni kröfur.

Hvað er rennihringur?

Rennihringur er rafvélabúnaður sem sendir rafmagn eða merki á milli fastrar byggingar og snúningsbyggingar. Það er einnig þekkt sem anrafmagns snúnings tengi, safnahringur eða rafsnúningur.

Vandamálið sem það leysir er einfalt: Þegar vél snýst stöðugt getur staðlað raflögn ekki fylgt eftir. Snúra getur aðeins snúið takmarkaðan fjölda snúninga áður en hann takmarkar hreyfingu eða bilar vélrænt. Rennihringur skapar snúnings rafmagnsviðmót sem útilokar þessa takmörkun, sem gerir straumi eða merkjum kleift að fara á milli kyrrstæðra og snúnings hliðar endalaust.

Sliphringir birtast í fjölmörgum búnaði - frávindmyllurogkranatil umbúðavéla, ratsjárloftneta og vélfæraliða. Sérhvert kerfi sem þarfnast rafmagnssamfellu í gegnum snúningsás er umsækjandi fyrir rennihring.

Notkunarregla fyrir miðhring: Hvernig snerting hrings og bursta virkar

Meginregla hefðbundins rennihrings er snerti-undirstaða rafflutnings. Einn hluti samsetningar tengist kyrrstæðum ramma; hitt tengist snúningsásnum eða uppbyggingunni. Að innan, leiðandiburstar þrýsta á leiðandi hringi. Þegar hringurinn snýst helst burstinn í snertingu við yfirborð hans og viðheldur samfelldri rafrás.

Það sem skiptir máli er að burstinn beitir stýrðum þrýstingi á hringinn. Of lítill þrýstingur veldur hléum snertingu og brottfalli merkja. Of mikill þrýstingur flýtir fyrir sliti og eykur núningstog. Snertikrafturinn er hannaður til að halda jafnvægi á milli rafmagnsáreiðanleika og vélræns langlífis - skipta-sem hefur áhrif á bæði endingartíma og merkjagæði.

Skref-fyrir-Skref: Hvað gerist við snúning

Hér er atburðarrásin í virkum rennihring:

• Afl eða merki fer inn í kyrrstæða hliðina.Blývír ber straum eða gögn frá föstum hluta kerfisins inn í rennihringshúsið.
• Burstinn snertir leiðandi hringinn.Burstinn þrýstir á hringflötinn með gorma-hlaðnum eða þyngdarafl-búnaði og viðheldur rafmagnssamfellu.
• Hringurinn snýst á meðan samband er haldið.Þegar skaftið snýst færist hringurinn undir burstann. Vegna þess að hringurinn er samfelldur hringleiðari, rofnar hringrásin ekki við neina snúningsstöðu.
• Straumur eða gögn fara yfir-burstahringsviðmótið.Rafmagnsbrautin fer í gegnum snertipunktinn milli bursta og hrings. Snertiviðnám við þetta viðmót ákvarðar hversu hreint merkið flytur - þátt sem skiptir miklu meira máli fyrir gagnarásir en fyrir grunnafl.
• Úttaksleiðsla gefur merkið til snúningshliðarinnar.Rafmagnsleiðin heldur áfram frá hringnum að snúningshlutanum - hvort sem það er mótor, skynjari, hitari, myndavél, kóðari eða stjórntæki.

Ef kerfið krefst margra sjálfstæðra hringrása, staflar rennihringurinn nokkrum hringum meðfram skaftinu, hver aðskilinn með einangrunarefni. Agegnum-gatsrennishringmeð 12 hringrásum, til dæmis, hefur 12 einangraða hringi og 12 samsvarandi bursta.

Hvers vegna bila vír án sleppahring?

Íhugaðu snúnings myndavélarpall sem þarf að snúast 360 gráður stöðugt á meðan hann sendir myndband og kraft. Bein kapaltenging myndi safna snúningi við hverja byltingu. Eftir nokkur hundruð snúninga sprungur kapalhúðin, innri leiðarar þreyta og tengingin bilar. Rennihringur kemur í stað þessa viðkvæma snúruhlaups með snúnings rafsamskeyti sem styður ótakmarkaðan snúning í hvora áttina.

Helstu íhlutir rennihrings

Rennihringur getur litið einfalt út að utan, en nokkrir hlutar vinna saman til að viðhalda stöðugum snúningi og rafframmistöðu.

Leiðandi hringir

Hver leiðandi hringur veitir eina rafleið. Hringir eru gerðir úr málmum sem valdir eru með tilliti til leiðni og slitþols - algengir valkostir eru koparblendi, silfurmynt og gull-húðuð yfirborð. Fyrir fjöl-hönnun er hringjum staflað meðfram skaftinu með einangrunarhindrunum á milli þannig að hver hringrás haldist rafeinangruð.

Hringyfirborðið verður að vera nógu slétt til að lágmarka breytileika í snertiviðnám, sem hefur bein áhrif á merkistöðugleika. Í forritum sem senda Ethernet- eða kóðaragögn geta jafnvel litlar sveiflur í snertiviðnámi valdið pakkatapi eða lestrarvillum.

Burstar og snertiefni

Burstar eru þeir hlutar sem hjóla líkamlega á hringina. Val á efni til bursta fer mjög eftir því hvað rennihringurinn þarf að bera:

• Góðmálmblöndur(gull, silfur, palladíum) - notað í merkja- og gagnarásum þar sem lágt snertiviðnám og lágmarks rafhljóð eru nauðsynleg. Þetta eru algengar íhylki rennihringirhannað fyrir tækjabúnað og stjórnmerki.
• Grafít ogkolefnisburstasamsett efni- hentugur fyrir mikinn-straumaflflutning þar sem sjálf-smurningseiginleikar og ending skipta meira máli en lítill hávaði. Þetta eru dæmigerð írennihringir fyrir kolburstanotað á stórum iðnaðarbúnaði.
• Málmtrefjaburstar- býður upp á meðalveg með hóflegum hávaða og góðri straummeðferð, oft notað í meðal-iðnaðarforritum.

Fyrir gagnarásir er ódýrasti almenni-burstinn oft rangt val. Rennihringur sem berEthernet merkiþarf snertiefni sem halda viðnám stöðugu og rafmagnssuði nógu lágu til að viðhalda nauðsynlegri bandbreidd.

Hvað getur rennihringur flutt?

Sliphringir takmarkast ekki við einfalda aflgjafa. Það fer eftir hönnuninni, ein samsetning getur borið:

• AC eða DC rafmagn
• Stýri- og skynjaramerki
• Endurgjöf um kóðara
• Ethernet, PROFINET eða önnur iðnaðarnetgögn
• HD-SDI eða hliðrænt myndband
• USB eða raðsamskipti
• Lág-merki tækjabúnaðar

Sumirsérsniðnir hringirsameina afl, stjórn, gögn og jafnvel pneumatic eða vökva rásir í einni samsetningu. Hins vegar, ekki sérhver rennihringur ræður við hverja merkjategund. Eining hönnuð fyrir 30A aflrásir hefur aðra innri rúmfræði, hlífðar- og snertiefni en ein sem er smíðuð fyrir Gigabit Ethernet. Af þessum sökum ættu verkfræðingar að skilgreina straum, spennu, merkjasamskiptareglur, gagnahraða, hringrásarfjölda og rekstrarumhverfi áður en þeir velja rennihring - ekki á eftir.

Algengar rennihringaforrit eftir iðnaði

Vindmyllur

Rennihringir fyrir vindmyllursenda kraft og merki á milli snúnings gondolsins og kyrrstæða turnsins. Þeir styðja venjulega mótora fyrir blaðhalla, hitaskynjara, titringsvökta, -ísingarhitara og ástandseftirlitskerfi. Vegna þess að þessir rennihringir starfa í útsettu umhverfi í mikilli -hæð með miklum hitasveiflum, tæringarþol og langt viðhaldstímabil eru mikilvægir valþættir.

Pökkunar- og matvælavinnsluvélar

Rotarypökkunarvélarnotaðu rennihringi til að tengja skynjara, stýribúnað og skoðunarmyndavélar á snúnings virkisturninum við aðalstýrikerfið. Í matvælavinnsluumhverfi gætu rennihringar þurft að uppfylla hreinlætisstaðla -, þar með talið lokuð hlíf og þol gegn uppþvottaaðferðum.

Kranar, gröfur og þungur búnaður

Snúningur kranabómur oggröfuturnkrefjast þess að rennihringir berist háu-straumafli og stjórnmerki í gegnum snúningslegan. Þessi forrit krefjast harðgerðs hlífa, mikils titringsþols og áreiðanlegrar frammistöðu við mikið rafmagnsálag.

Kapalvinda

Rennihringir fyrir snúrunaleyfðu tromlunni að vinda og vinda af á meðan viðhaldið er stöðugri raftengingu við aflgjafann. Án rennihrings gæti kapalvindan aðeins snúið föstum fjölda snúninga áður en innri raflögn slitnaði.

Vélfærafræði og sjálfvirk prófunarkerfi

Vélfærasamskeyti sem þurfa ótakmarkaðan snúning - eins og úlnliðsása á iðnaðarörmum eða snúningspöllum í sjálfvirkum prófunarbúnaði - treysta á þétta rennihringi. Þessi forrit sameina oft aflrásir meðUSB, Ethernet, eða kóðara merki í litlum formstuðli.

Læknisfræðileg myndgreiningarbúnaður

Tölvuskannar eru eitt af mest krefjandi rennihringjaforritum. Röntgengangurinn snýst á miklum hraða í kringum sjúklinginn, sem krefst þess að rennihringurinn flytji bæði mikinn kraft oghá-hraðagögnsamtímis. Stöðugleiki snertiviðnáms og lítill hávaði eru nauðsynleg vegna þess að rýrnun merkis getur haft áhrif á myndgæði.

Slip Ring vs Commutator

Rennihringur og acommutatorbáðir fela í sér snúnings rafmagnstengi, en þeir þjóna mismunandi tilgangi. Rennihringur veitir samfellda, órofa rafleið - straumur sem flæðir í sömu átt óháð snúningsstöðu. Kommutator er aftur á móti sundurliðaður. Þegar skaftið snýst skiptir kommutatorinn um straumstefnu með ákveðnu millibili, sem er hvernig ákveðnir DC mótorar og rafala breytast á milli AC og DC innbyrðis.

Aðgreiningin skiptir máli í reynd: ef þú þarft að senda stöðugt merki eða stöðugt afl í gegnum snúningsmót þarftu rennihring. Kommutator er straumrofi-búnaður sem notaður er í sérstökum mótor- og rafalahönnun.

Slip Ring vs Rotary Union

Rennihringur flytur raforku eða merki. Asnúningssamband (einnig kallað pneumatic eða vökva snúningstenging)flytur vökva eða lofttegundir - vökvaolíu, þjappað loft, kælivökva eða vatn - í gegnum snúningsviðmót.

Margar vélar þurfa bæði. Snúningsvísitöluborð, til dæmis, gæti þurft snúningssamband fyrir pneumatic hreyfla og rennihring fyrir skynjaramerki og afl. Sumir framleiðendur bjóða upp áblendingssamsetningarsem sameina raf- og vökvarásir í einni einingu.

Hvernig á að velja rétta miðahringinn: Gátlisti kaupanda?

Að velja sleppahring snýst ekki aðeins um að staðfesta að hann geti snúist. Einingin verður að passa við rafmagns-, vélrænni-, umhverfis- og samskiptakröfur viðkomandi forrits. Áður en þú hefur samband við birgja skaltu undirbúa eftirfarandi upplýsingar.

Rafmagnskröfur

• Fjöldi rafrása (afl, merki, gögn - talin sérstaklega)
• Núverandi einkunn fyrir hverja hringrás
• Spennustig
• Hvort rafrásir bera afl, hliðræn merki, stafræn gögn eða blanda
• Kröfur um jarðtengingu og rafeinangrun

Hár-straumrásir gætu þurft stærri hringþver-þversnið, marga óþarfa bursta eða sérstakt snertiefni sem ætlað er fyrir hitastjórnun. Lág- tækjabúnaðarmerki þurfa hönnun sem lágmarkarrafhljóðog breytileiki við snertiviðnám.

Hraði og vélræn passa

• Hámarks snúningshraði (RPM)
• Stöðugur eða hlé snúningur
• Skaftþvermál eða borastærð (fyrirí gegnum-borahönnun)
• Laus uppsetningarrými og uppsetningarstefnu
• Titringur og högg

Rennihringur sem skilar sér vel við 10 snúninga á mínútu getur ekki lifað af við 300 snúninga á mínútu.Háhraða-rennihringirkrefjast mismunandi burstaþrýstingskvörðunar, kraftmikilla jafnvægis og stundum gjörólíkrar snertitækni.

Umhverfi og vernd

Rekstrarskilyrði hafa mikil áhrif á bæði frammistöðu og endingartíma. Utanhússuppsetningar, rykugar verksmiðjur, rakt strandumhverfi og þvottasvæði krefjast mismunandi verndar.

TheIP (Ingress Protection) einkunnakerfi skilgreint af IEC 60529flokkar hversu vel girðing þolir ryk og vatnságang. Rennihringur sem flokkaður er IP65, er til dæmis ryk-þéttur og varinn gegn vatnsstrókum - sem hentar fyrir utandyra eða þvottaumhverfi. Fyrir notkun sem felur í sér í kafi eða mikilli mengun gæti jafnvel meiri vernd verið nauðsynleg.

Gagna- og merkjaheilleiki

Ef rennihringurinn verður að bera gögn fara hönnunarkröfurnar út fyrir grunnleiðni. Mikilvægir þættir eru ma:

• Gagnasamskiptareglur (Ethernet, PROFINET, EtherCAT, USB, raðnúmer)
• Nauðsynleg bandbreidd og gagnahraði
• Hlífðar- og viðnámsstýring
• Krosstal milli aðliggjandi rása
• Stöðugleiki snertiviðnáms yfir allan snúning

Aldrei ætti að meðhöndla gagna- og merkjarásir eins og grunnaflrásir við val á rennihringjum. Lélegt val leiðir til tímabundinna samskiptavillna, lækkandi skynjaramælinga og óáreiðanlegrar viðbragðsstjórnunar - vandamála sem er dýrt að greina á vettvangi.

Algeng vandamál og hvernig á að koma í veg fyrir þau

Sliphringir treysta á líkamlega snertingu, þannig að þeir upplifa slit með tímanum. Algengustu vandamálin eru rafhljóð, snerting með hléum, hækkandi viðnám, innkoma mengunar, niðurbrot bursta og vélrænni misskipting.

Að framlengjaendingartími rennihringsog viðhalda áreiðanleika:

• Vinna innan málstraums, spennu og hraðamarka - ofhleðsla flýtir fyrir sliti á bursta og getur valdið ljósboga.
• Verndaðu tækið gegn ryki, raka og ætandi efnum sem hæfir IP-einkunninni.
• Gakktu úr skugga um að rétta jöfnun skafts - veldur ójöfnu sliti á bursta og snertingu með hléum.
• Passaðu hönnun sleppahringsins við merkjagerðina. Það er algeng og kostnaðarsöm mistök að nota afl-rennishring fyrir háhraðagögn.
• Fylgdu viðhaldsáætlun framleiðanda fyrir burstaskoðun og skipti.

Margar bilanir í rennihringjum rekja til vanskilgreiningar á rafmagnsálagi, hunsa rekstrarumhverfið eða val á hönnun sem passar ekki við merkjakröfur. Að byrja á nákvæmum forskriftum kemur í veg fyrir flest vandamál.

Algengar spurningar

Hver er megintilgangur rennihrings?

Rennihringur flytur raforku, merki eða gögn á milli kyrrstæðrar byggingar og snúningsbyggingar. Það útilokar þörfina fyrir snúrur sem myndu snúast og brotna við stöðugan snúning.

Hvernig flytur rennihringur rafmagn?

Í hefðbundinni hönnun þrýsta leiðandi burstar á móti snúnings leiðandi hringjum. Burstinn heldur rennisambandi við hringflötinn og heldur rafrásinni fullkominni þegar skaftið snýst.

Getur rennihringur flutt Ethernet og afl á sama tíma?

Já. Margir rennihringir sameina afl- og gagnarásir í einni samsetningu. Hins vegar verður hönnunin að gera grein fyrir verndun milli afl- og gagnarása, viðnámssamsvörun fyrir gagnasamskiptareglur og fullnægjandimerkjavörntil að koma í veg fyrir truflun.

Hversu margar hringrásir getur rennihringur haft?

Venjulegir rennihringar eru á bilinu 2 hringrásir til yfir 100, allt eftir hönnun.Talning hringrásarhefur áhrif á heildarlengd og þvermál samsetningar, þannig að það verður að vera í jafnvægi á móti tiltæku uppsetningarplássi.

Hvað veldur rafhljóði í rennihring?

Rafhljóð kemur frá ör-truflunum á snertiflöti bursta-hringsins. Mengun, slitnir burstar, óviðeigandi burstaþrýstingur og ósamræmd snertiefni auka allt hávaða. Fyrir viðkvæm merki, góðmálm tengiliði og réttmerkjaskilyrðidraga verulega úr hávaða.

Hver er munurinn á hylkishringi og gegnum-rennishring?

A hylkishringurer fyrirferðarlítil,-sjálfstæð eining með útstæðu skafti - tilvalin fyrir lítil hljóðfæri, eftirlitsmyndavélakerfi og vélfærafræði. Sliphringur í gegnum-hol (í gegnum-gat) er með hola miðju sem passar utan um núverandi skaft eða leyfir snúrum og loftlínum að fara í gegnum, sem gerir það algengt í stærri iðnaðar- og herbúnaði.

Virka rennihringir bæði með AC og DC rafmagni?

Já. Hægt er að hanna rennihringa fyrir AC eða DC aflflutning. Staðfesta verður einkunnir fyrir spennu, straum og einangrun fyrir tiltekna notkun.

Hvað veldur bilun í rennihringnum?

Algengustu orsakirnar eru slit á bursta vegna of mikils hraða eða straums, mengun frá ryki eða raka, tæringu í óvarnu umhverfi, vélrænni misskipting og notkun almenns-rennishringur fyrir gagnamerki sem hann var ekki hannaður til að höndla.

Getur rennihringur snúist stöðugt?

Já. Rennihringir eru sérstaklega hannaðir til að styðja við stöðugan eða endurtekinn snúning í hvora áttina sem er á meðan rafmagnstengingunni er viðhaldið.

Niðurstaða

Rennihringur virkar með því að búa til samfellda rafleið milli kyrrstæðra og snúningshluta í gegnum stjórnaða bursta-hringssnertingu. Meginreglan er einföld, en að velja réttan rennihring fyrir raunverulegan búnað krefst vandlegrar athygli á straumi, spennu, hringrásarfjölda, merkjagerð, snúningshraða, uppsetningarrými og rekstrarumhverfi.

Ef þú ert að tilgreina rennihring fyrir vél eða vöru skaltu undirbúa rafmagns- og vélrænni kröfur þínar áður en þú berð saman valkosti. Því nákvæmari sem þú skilgreinir forritið, því auðveldara er að velja rennihring sem skilar áreiðanlegum árangri yfir allan endingartímann. Fyrir forrit með óvenjulegar kröfur - blandað afl og gögn, öfgakennd umhverfi, háar hringrásarfjölda eða sérsniðna formstuðla -ráðgjöf beint við verkfræðingateymi framleiðandaer áhrifaríkasta leiðin að áreiðanlegri lausn.