¿Qué es un anillo de deslizamiento?
Un anillo de deslizamiento es un dispositivo electromecánico que en combinación con cepillos que permite la transmisión de potencia y señales eléctricas de una estructura estacionaria a una estructura giratoria. También llamado junta eléctrica rotativa, colector o giro eléctrico, se puede usar un anillo de deslizamiento en cualquier sistema electromecánico que requiera rotación sin restricciones, intermitentes o continuas mientras transmite potencia, analógica, digital o RF señales y/o datos. Puede mejorar el rendimiento mecánico, simplificar la operación del sistema y eliminar los cables propensos a daños que colgan de las articulaciones móviles.
Si bien el objetivo principal del anillo de deslizamiento es transmitir señales de potencia y electricidad, las dimensiones físicas, el entorno operativo, las velocidades giratorias y las limitaciones económicas a menudo afectan el tipo de envasado que debe emplearse.
Los requisitos y los objetivos de costos del cliente son elementos críticos para impulsar las decisiones que conducen al desarrollo de un diseño exitoso de anillo de deslizamiento. Los cuatro elementos clave son:
■ Especificaciones eléctricas
■ Embalaje mecánico
■ Entorno operativo
■ Costo
Especificaciones eléctricas
Los anillos de deslizamiento se utilizan para transmitir señales de potencia, analógica, RF y datos a través de una unidad giratoria. El número de circuitos, tipos de señales y los requisitos de inmunidad de ruido eléctrico del sistema juegan un papel importante en la determinación de las limitaciones de diseño físico impuestas sobre el diseño del anillo de deslizamiento. Los circuitos de alta potencia, por ejemplo, requieren rutas conductivas más grandes y una mayor espaciada entre las rutas para aumentar la resistencia dieléctrica. Los circuitos analógicos y de datos, aunque físicamente más estrechos que los circuitos de potencia, también requieren cuidado en su diseño para minimizar los efectos de la conversación cruzada o la interferencia entre las rutas de señal. Para aplicaciones de baja velocidad, se puede emplear un sistema de contacto con cepillo/anillo de oro sobre oro. Esta combinación produce las configuraciones de embalaje más pequeñas como se muestra en los anillos de deslizamiento de la cápsula compacta AOOD. Para una mayor velocidad y necesidades de corriente, se usa la incorporación de cepillos de grafito de plata compuestos y anillos de plata. Estos conjuntos normalmente requieren tamaños de paquetes más grandes y se muestran a través de anillos de deslizamiento. Usando cualquiera de los métodos, la mayoría de los circuitos de anillo de deslizamiento exhiben cambios en la resistencia de contacto dinámico de aproximadamente 10 miliohms.
Embalaje mecánico
Las consideraciones de empaque en el diseño de un anillo de deslizamiento a menudo no son tan sencillas como los requisitos eléctricos. Muchos diseños de anillo de deslizamiento requieren que el eje o los medios de instalación de cableado y de instalación pasen a través del anillo de deslizamiento. Estos requisitos a menudo dictan las dimensiones del diámetro interno de la unidad. AOOD ofrece una variedad de conjuntos de anillo de deslizamiento a través de un orificio. Otros diseños requieren que un anillo de deslizamiento sea extremadamente pequeño desde un punto de vista de diámetro, o desde el punto de vista de la altura. En otros casos, el espacio disponible para el anillo de deslizamiento es limitado, lo que requiere que los componentes del anillo de deslizamiento se proporcionen como separados, o que el anillo de deslizamiento se integre con un motor, sensor de posición, junta rotativa de fibra óptica o junta rotativa de RF en un paquete integrado. Según las sofisticadas tecnologías de anillo de deslizamiento, AOOod habilita todos estos requisitos complejos se pueden cumplir en un sistema completo de anillo de deslizamiento compacto.
Entorno operativo
El entorno en el que se requiere el anillo de deslizamiento para operar tiene una influencia en el diseño del anillo de deslizamiento de muchas maneras. La velocidad de rotación, la temperatura, la presión, la humedad, el choque y la vibración y la exposición a los materiales corrosivos impactan la selección del rodamiento, la selección del material exterior, los montajes de brida e incluso las opciones de cableado. Como práctica estándar, AOOD utiliza una carcasa de aluminio liviana para su anillo de deslizamiento empaquetado. La carcasa de acero inoxidable es más pesada, pero es necesaria para un ambiente marino, bajo el agua, corrosivo y otro ambiente duro.
Cómo especificar un anillo de deslizamiento
Los anillos de deslizamiento siempre son parte de un mecanismo más grande con la necesidad de pasar la potencia eléctrica específica y los circuitos de señal a través de una superficie giratoria. El mecanismo que el anillo de deslizamiento es parte de opera en un entorno como un sistema de antena de avión o un radar. Por lo tanto, para crear un diseño de anillo de deslizamiento que tenga éxito en su aplicación, se deben satisfacer tres criterios:
1. Dimensiones físicas, incluida la disposición de adjunto y las características de rotación
2. Descripción de los circuitos requeridos, incluida la corriente máxima y el voltaje
3. Entorno operativo, incluida la temperatura, la humedad, los requisitos de la niebla de la sal, el choque, la vibración
Los requisitos más detallados del anillo de deslizamiento incluyen:
■Resistencia máxima entre el rotor y el estator
■Aislamiento entre circuitos
■Aislamiento de fuentes de EMI fuera de la carcasa del anillo de deslizamiento
■Torque de inicio y funcionamiento
■Peso
■Descripciones del circuito de datos
Las características adicionales comunes que se pueden incorporar en un conjunto de anillo de deslizamiento incluyen:
■Conectores
■Resolución
■Codificador
■Sindicatos rotativos fluidos
■Sindicatos rotativos coaxantes
■Juntas rotativas de fibra óptica
AOOD lo ayudará a especificar su necesidad de anillo de deslizamiento y seleccionar el modelo óptimo para sus requisitos de diseño.