Wat is een sleepring?
Een sleepring is een elektromechanisch apparaat dat in combinatie met borstels de overdracht van stroom en elektrische signalen van een stationaire naar een roterende structuur mogelijk maakt. Ook wel een roterende elektrische verbinding, collector of elektrische wartel genoemd, kan een sleepring worden gebruikt in elk elektromechanisch systeem dat ongeremde, intermitterende of continue rotatie vereist tijdens het verzenden van vermogen, analoge, digitale of RF-signalen en/of gegevens. Het kan de mechanische prestaties verbeteren, de werking van het systeem vereenvoudigen en schadegevoelige draden die aan beweegbare verbindingen bungelen elimineren.
Hoewel het primaire doel van de sleepring is om stroom en elektrische signalen over te brengen, zijn de fysieke afmetingen, werkomgeving, rotatiesnelheden en economische beperkingen vaak van invloed op het type verpakking dat moet worden gebruikt.
De eisen en kostendoelstellingen van de klant zijn cruciale elementen bij het nemen van beslissingen die leiden tot de ontwikkeling van een succesvol sleepringontwerp. De vier belangrijkste elementen zijn:
■ elektrische specificaties
■ mechanische verpakking
■ bedrijfsomgeving
kosten
elektrische specificaties
Sleepringen worden gebruikt om stroom, analoge, RF-signalen en gegevens via een roterende eenheid te verzenden. Het aantal circuits, soorten signalen en de vereisten voor elektrische ruisimmuniteit van het systeem spelen een belangrijke rol bij het bepalen van de fysieke ontwerpbeperkingen die worden opgelegd aan het sleepringontwerp. Circuits met hoog vermogen vereisen bijvoorbeeld grotere geleidende paden en grotere afstand tussen de paden om de diëlektrische sterkte te vergroten. Analoge en datacircuits, hoewel fysiek smaller dan stroomcircuits, vereisen ook zorg in hun ontwerp om de effecten van overspraak of interferentie tussen signaalpaden te minimaliseren. Voor toepassingen met lage snelheid en lage stroomsterkte kan een goud-op-goud borstel/ringcontactsysteem worden gebruikt. Deze combinatie produceert de kleinste verpakkingsconfiguraties zoals weergegeven in AOOD compacte capsule-sleepringen. Voor hogere snelheden en stroombehoeften wordt de integratie van samengestelde zilvergrafietborstels en zilveren ringen gebruikt. Deze assemblages vereisen normaal gesproken grotere pakketafmetingen en worden weergegeven onder sleepringen met doorlopende boring. Bij gebruik van beide methoden vertonen de meeste sleepringcircuits veranderingen in dynamische contactweerstand van ongeveer 10 milliohm.
Mechanische verpakking
De verpakkingsoverwegingen bij het ontwerpen van een sleepring zijn vaak niet zo eenvoudig als de elektrische vereisten. Veel sleepringontwerpen vereisen bekabeling en installatieschacht of media om door de sleepring te gaan. Deze vereisten bepalen vaak de afmetingen van de binnendiameter van de unit. AOOD biedt een verscheidenheid aan sleepringassemblages met doorlopende boring. Andere ontwerpen vereisen dat een sleepring extreem klein is vanuit een diameterstandpunt of vanuit een hoogtestandpunt. In andere gevallen is de beschikbare ruimte voor de sleepring beperkt, waardoor de sleepringcomponenten afzonderlijk moeten worden geleverd, of dat de sleepring moet worden geïntegreerd met een motor, positiesensor, glasvezel-draaiverbinding of RF-draaiverbinding in een geïntegreerd pakket . Gebaseerd op geavanceerde sleepringtechnologieën, maakt AOOD het mogelijk om aan al deze complexe vereisten te voldoen in één compleet compact sleepringsysteem.
Bedrijfsomgeving:
De omgeving waarin de sleepring moet werken, heeft op veel manieren invloed op het ontwerp van de sleepring. Rotatiesnelheid, temperatuur, druk, vochtigheid, schokken en trillingen en blootstelling aan corrosieve materialen hebben invloed op de keuze van lagers, materiaalkeuze aan de buitenkant, flensbevestigingen en zelfs bekabeling. Standaard gebruikt AOOD een lichtgewicht aluminium behuizing voor de verpakte sleepring. Roestvrijstalen behuizing is zwaarder, maar is noodzakelijk voor maritieme, onderwater-, corrosieve en andere ruwe omgevingen.
Een sleepring specificeren
Sleepringen maken altijd deel uit van een groter mechanisme waarbij specifieke elektrische stroom- en signaalcircuits door een roterend oppervlak moeten worden geleid. Het mechanisme waarvan de sleepring deel uitmaakt, werkt in een omgeving zoals een vliegtuig of een radarantennesysteem. Om een sleepringontwerp te creëren dat in zijn toepassing zal slagen, moet daarom aan drie criteria worden voldaan:
1. Fysieke afmetingen, inclusief bevestigingsopstelling en de-rotatiefuncties
2. Beschrijving van de benodigde circuits, inclusief maximale stroom en spanning
3. Bedrijfsomgeving, inclusief temperatuur, vochtigheid, vereisten voor zoute mist, schokken, trillingen;
Meer gedetailleerde sleepringvereisten zijn onder meer:
■ Maximale weerstand tussen rotor en stator
■ Isolatie tussen circuits
■ Isolatie van EMI-bronnen buiten de sleepringbehuizing
■ Start- en draaimoment
■ Gewicht
■ Beschrijvingen van datacircuits
Veelvoorkomende extra functies die in een sleepringconstructie kunnen worden opgenomen, zijn onder meer:
■ Connectoren
■ Oplosser
■ Encoder
■ Vloeistof roterende vakbonden
■ Coax draaikoppelingen
■ Glasvezel roterende verbindingen
AOOD helpt u bij het specificeren van uw behoefte aan sleepringen en het selecteren van het optimale model voor uw ontwerpvereisten.