如何判断导电滑环的质量

用户的困难：市面上生产导电滑环的厂家越来越多，广告越来越多，信息也越来越杂，各个厂家又只说自家的导电滑环好不说不好，导致用户不知道该信任谁。大量的信息让用户无从下手，很难找到一个用心普及导电滑环质量判断的知识和方法。在这里我们仅从用户角度出发，从用户在使用导电滑环中经常出现的问题，以及导电滑环的工作原理存在的缺点，对于问题和缺点的解决程度代表着厂家生产的导电滑环的质量水平。同时为了防止判断依据上企业作假，这里给出判断解决程度的判断方式。这样的话对于用户来说相信嘴不如相信数据，嘴往往只说好的，避免说不好的，但是质量数据是可观事实，能够给到咱们真实的标准。

导电滑环的种类：目前市场上的导电滑环按照导电介质形态不同可以分为两类：传统导电滑环和液体导电滑环。1.传统导电滑环比较常见的是碳刷导电滑环和刷丝导电滑环，比如过孔滑环、盘式滑环等均是传统导电滑环，只不过有的用的是碳刷有的用的是刷丝。2.液体导电滑环比较常用的是水银滑环和镓合金滑环。接下来这里详细介绍两者的工作原理，以及优缺点，质量判断方法。

液体导电滑环工作原理：液体导电滑环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，工作原理图如下。

从工作原理中我们可以看出： 1.液体导电滑环采取的是抱死结构，那么对产品的加工精度要求就比较高了。2.液体导电滑环内部填充的是液体金属，对于液体金属的密封技术水平直接决定了其寿命水平。3.内部结构比较复杂，对加工工艺，材料等要求比较高。4.液体金属与定子和转子之间摩擦较小，几乎可以忽略不计，因此理论寿命远远超过传统导电滑环，10倍以上。（这一点您看过传统导电滑环的工作原理以后就可以明白）

从工作原理中我们可以看出它的优点有：

1.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3000R/min；

5.不需要维护；

6.扭矩小。

从工作原理中我们可以看出它的缺点有：

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。

重点：质量怎么判断 从工作原理上的缺点和以及大量用户使用反应出来的问题，液体导电滑环寿命影响因素有。轴承晃动、轴承卡死、结构卡死、异常发热、内部被腐蚀破坏。其中异常发热和结构卡死主要是液体金属密封的原因，而密封的原因也会出现轴承卡死现象。轴承晃动主要是结构设计问题，在轴承受外力以后内部空隙大给轴承提供了错位空间，其次卡死也是这个原因。

如何判断液体金属密封水平？

内部液体导电金属目前常用的为水银和镓合金，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、密封结构、化学处理、加工工艺以及生产流程等，任何一个环节做的不达标都达不到理想的密封效果大大影响滑环的寿命。

判断方法这些咱们从外观上是看不出来的，只能从物理学原理转化到具体物理学数据上判断。1.电流遇到电阻会发热 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。比如下图的报告

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。

判断方法：这方面比较简单，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。比如下图微明机械的实验。

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。

比如下面两张微明机械生产的A1H25ST和W1M25STS系类的图

传统导电滑环的工作原理：定子端导电线固定在铜环上，转子端导电线通过刷丝或碳刷和铜环紧密接触，保持持续供电。如下图中的刷丝导电滑环工作原理图。

从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：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。

质量怎么判断 从工作原理上的缺点我们可以看出碳刷或刷丝与铜环的接触可靠性，以及耐磨性决定着导电滑环的寿命。接触可靠性可以通过电流大小是否发生明显变化，耐磨性可以通过稳定电流的情况下实验寿命。传统导电滑环技术要求相对不高，因此也比较好判断。这些数据可以让厂家提供。