乐清市微明机械

前言：目前市场上使用的导电滑环主要有4种，碳刷导电滑环，刷丝导电滑环，水银导电滑环，镓合金导电滑环。这三种导电滑环区别主要在于导电介质和工作原理的不同，其中碳刷导电滑环和刷丝导电滑环工作原理相同，水银导电滑环和镓合金导电滑环工作原理相同。而不同种类的导电滑环寿命的差别**因素在于工作原理。

一、滑环简介

滑环又叫旋转连接器、旋转环、集电环、集流环。滑环的主要功能是机械设备在360°旋转的同时不间断的提供能量或信号（电流、气压、液压、光波等信号），滑环在机械设备中主要起到桥梁的作用。比方：旋转展览台、包装机、雷电预警设备、地震预警设备、塔吊、电镀机械、搅拌机械、游乐设施等这些需要不停旋转，同时不间断的提供电流或信号的设备。目前在市场上绝大部分设备供应的能量主要是电压/电流，也就是用的是导电滑环。（后文所讲滑环均为导电滑环）

二、导电滑环种类

按照导电介质不同滑环可以分为：碳刷滑环、刷丝滑环和水银滑环，镓合金滑环。其中碳刷滑环和刷丝滑环被称为传统导电滑环。水银滑环和镓合金滑环被称为液体导电滑环，也被称为高端导电滑环。碳刷滑环和刷丝滑环出现较早，也是目前大部分机械设备生产企业普遍应用的导电滑环。液体滑环出现相对较晚，国内出现时间更晚，大部分机械设备生产企业甚至还不知道有液体滑环的存在。

      左侧图为刷丝导电滑环的工作原理图，碳刷导电滑环的工作原理和刷丝导电滑环是相同的，把刷丝换成碳刷就成为碳刷导电滑环了。

工作原理：定子端导电线固定在铜环上，转子端导电线通过刷丝，刷丝和铜环紧密接触，保持持续供电。

主要缺点：

从图中的工作原理我们可以看出：碳刷或刷丝与导电铜环接触，在旋转时存在较大摩擦力，随着运转时间的增加刷丝/碳刷与铜环之间会出现磨损现象，随着磨损程度逐渐增加会出现如下情况。

1、随着时间的推移刷丝/碳刷和铜环逐渐磨损，刷丝/碳刷和铜环之间的压力逐渐减小甚至消失，磨损物质逐渐堆积，滑环开始出现异常发热，导电能力下降，信号传输失真，严重时会出现短路现象；

2、当碳刷或刷丝磨损严重但还能和导电铜环接触，此时由于压力不足而导致接触面积减小，这种状况下滑环开始发热，信号失真，过一段时间就会出现断路现象；

3、当碳刷或刷丝磨损到不能和导电铜环接触，这时候导电滑环断路，滑环损坏；

4、刷丝/碳刷和导电铜环接触不紧密，容易出现信号不稳定。接触过于紧密加速磨损，寿命严重降低；

5、从结构上可以看出刷丝或碳刷为导电介质的滑环在工作的过程中伴随着磨损现象，会导致此类结构的滑环寿命较短，一般寿命会在几百万转到1000万转之间；

6、此结构的导电滑环主要是靠刷丝自身弯曲产生弹力使刷丝与导电铜环保持紧密接触，或弹簧被压缩的弹力使碳刷与导电铜环之间保持紧密的接触，当导电滑环的转速较高时就会出现导电能力不足或信号失真的现象，故此类滑环的转速较低，一般应控制在300R/min以内。

主要缺点总结：扭矩大，体积大，转速低，寿命短，信号不稳定，适应能力差。

主要优点：制作工艺简单，成本相对较低；可维护；供电路数比较多。

液体导电滑环的工作原理：定子方固定在导电轴上，转子方连接电缆，液体金属填充在定子和转子之间，以此来保持在旋转中持续供电。

主要缺点：

1.因其内部结构复杂，大部零部件加工精度要求较高，装配工艺复杂，因此生产成本高。

2.液体金属具有流动性和遇热膨胀的特点，对内部密封技术要求较高。

3.导电路数受限制，超过6路以后比较困难。

主要优点：

1.因导电介质为液体金属故无磨损，接触面大，因此寿命长、导电能力强、信号稳定。相对碳刷或刷丝导电滑环来说寿命增加数10倍以上；

2.结构密封性好，耐腐蚀性强；

3.结构紧凑体积小，方便安装；

4.转速较高，最高可达1800R/min；

5.不需要维护；

6.扭矩小。

    在我们确定了导电滑环的种类以后，接下来就是根据咱们自身使用的功能要求并结合使用环境确定导电滑环的型号。

**步：确定自身所需导电滑环的导电路数。

第二步：确定所需导电滑环需要供应的电流大小。

第三步：确定导电滑环所使用的环境，比如是否有酸碱盐液体，酸碱盐雾气，温度，转速等。

第四步：满足以上条件的导电滑环价格哪一款更节省成本。

在我们明确了以上条件后，咱们自己就可以根据厂家提供的产品图册选出自己需要的具体型号的导电滑环了。这里我们以自己公司的产品为例，讲解选择过程。（目前市面上的其它家液体导电滑环厂家对液体导电滑环的区分和我们是类同的，产品详细信息您可查看产品服务栏目）

1.确定导电路数：导电路数为1路   这个条件之下我们选择单极导电滑环。

2.确定导电电流：电流需要达到100A    这个条件下能满足咱们的液体滑环型号有：A1M12 、A1M12S、A1H25S 、A1H25ST、A1H35S、A1H35ST、W1M25S、W1M25ST。因 A1H系列25ST以上，W1M25ST及以上所承受电流更大，考虑到性价比因素这些型号咱们可以忽略。

3.确定使用环境：如果在环境有酸碱盐等腐蚀环境下使用，这种环境下满足咱们的型号就只有：A1H25S 、A1H25ST、W1M25S、W1M25ST这四款产品了。如果腐蚀环境比较强，更好的选择是A1H25ST和W1M25ST这两款产品。没有腐蚀环境A1M12更适合，价格相对低出来不少。

4.成本控制：比如在3当中咱们腐蚀环境比较强，虽然A1H25ST和W1M25ST两款产品，考虑到扭矩和转速，要求不高的话A1H25ST相对更加节省成本。

如何选择导电滑环的生产厂家？针对这个问题比较好的方案就是从导电滑环的工作原理中存在的不足入手，对于存在的问题解决程度越深对应的就是质量越好。

因碳刷导电滑环和刷丝导电滑环在使用寿命上远远不及液体导电滑环，在此我们仅详细介绍液体导电滑环的生产厂家如何选择。从第液体导电滑环的工作原理以及优缺点中我们知道液体导电滑环的难点在于：技术要求高、内部液体金属密封要求高、内部零部件保护要求高、轴承的保护要求高等。了解这些以后，咱们就能很容易判断厂家生产的液体导电滑环产品质量水平了。也就是说咱们可以通过厂家的技术能力、液体金属密封水平、轴承保护能力等这些因素判断。  

一、技术人才

目前液体导电滑环厂家不多，数量屈指可数。主要原因为：市场需求量不大，然而技术要求比较高。市场容量小导致了大企业不愿投入资源研究，离开了大企业的雄厚资金，以及大企业对高端人才的吸引力，导致高端技术人才一般不考虑进入该行业的企业，人才的缺乏使得能够生产液体滑环的企业非常少。内地首位研发成功液体导电滑环的工程师目前在【微明机械】，目前为止依旧是该行业的顶尖技术人才，可通过国家知识产权网查询到。

二、如何判断液体金属密封水平？

目前常用的金属液体为水银和镓合金，这两种金属液体都具有遇热膨胀的特点，其中水银还有挥发的特点。如果密封不好很容易形成液体金属泄露，或者挥发，导致滑环异常发热。这也是目前市面上大部厂家生产的液体导电滑环寿命普遍只有3~6个月的主要原因，如果发热比较严重会破坏内部密封材料，寿命连3个月都不到。液体金属的密封效果主要取决于：内部结构、密封材料、化学处理、加工工艺以及生产流程，任何一个环节做的不达标都达不到理想的密封效果。这些咱们从外观上是看不出来的，只能从物理学判断。1.电流遇到电阻会产生热量。2.接触面越小电阻越大。通过物理学原理咱们可以看出，在电流不变的情况下，随着内部液体金属的减少导电接触面减小那么电阻就增大，从而产生更多热量，滑环就会异常发热。有了这个判断依据，那么咱们就可以通过厂家提供的测试记录得到答案，就看在稳定电流的情况下滑环能达到多少转，这个数据基本等于该厂家生产的液体导电滑环的寿命。

三、如何判断轴承保护能力？

轴承保护上主要体现在两点

1.轴承晃动 轴承受到外力以后一旦晃动就会破坏内部密封结构，导致液体金属泄露，滑环会直接坏掉。它的判断方法就比较简单，可以通过厂家提供的破坏实验数据，轴被砸断以后同心度没有改变说明轴承防晃动能力强。

2.轴承卡死：轴承一旦卡死滑环也是立马坏掉，轴承的卡死有两种情况。

【1】轴承被腐蚀导致卡死，这种情况咱们可以查看滑环在腐蚀性液体环境行运转状况。

【2】盐雾在轴承内部蒸发结晶导致卡死，这种情况我们通过外观可以看出来，轴承是否封闭在了外壳的内部。

以上这些数据和测试视频咱们公司的记录您可点击下方质量与可靠性按钮查看