tecnologia gegant|indústria nova|8 de gener de 2025
1. Visió general dels anells lliscants conductors
1.1 Definició
Els anells lliscants conductors, també coneguts com anells col·lectors, interfícies elèctriques giratòries, anells lliscants, anells col·lectors, etc., són components electromecànics clau que realitzen la transmissió d'energia elèctrica i senyals entre dos mecanismes relativament rotatius. En molts camps, quan l'equip té moviment de rotació i necessita mantenir una transmissió estable de potència i senyals, els anells lliscants conductors es converteixen en un component indispensable. Trenca les limitacions de les connexions de cables tradicionals en escenaris giratoris, permetent que l'equip giri 360 graus sense restriccions, evitant problemes com l'entrellat i la torsió dels cables. S'utilitza àmpliament en aeroespacial, automatització industrial, equips mèdics, generació d'energia eòlica, monitorització de seguretat, robots i altres indústries, proporcionant una garantia sòlida per a diversos sistemes electromecànics complexos per aconseguir un moviment de rotació multifuncional, d'alta precisió i continu. Es pot anomenar el "centre nerviós" dels equips intel·ligents moderns de gamma alta.
1.2 Principi de funcionament
El principi de funcionament bàsic de l'anell lliscant conductor es basa en la transmissió actual i la tecnologia de connexió rotativa. Es compon principalment de dues parts: raspalls conductors i anells lliscants. La part de l'anell lliscant s'instal·la a l'eix giratori i gira amb l'eix, mentre que el raspall conductor es fixa a la part estacionària i està en estret contacte amb l'anell lliscant. Quan cal transmetre corrent o senyal entre peces giratòries i peces fixes, es forma una connexió elèctrica estable mitjançant el contacte lliscant entre el raspall conductor i l'anell lliscant per crear un bucle de corrent. A mesura que l'equip gira, l'anell lliscant continua girant i el punt de contacte entre el raspall conductor i l'anell lliscant continua canviant. Tanmateix, a causa de la pressió elàstica del raspall i el disseny estructural raonable, els dos sempre mantenen un bon contacte, assegurant que l'energia elèctrica, senyals de control, senyals de dades, etc. es puguin transmetre de manera contínua i estable, aconseguint així una font d'alimentació i informació ininterrompuda. interacció del cos en rotació durant el moviment.
1.3 Composició estructural
L'estructura de l'anell lliscant conductor cobreix principalment components clau com ara anells lliscants, raspalls conductors, estators i rotors. Els anells lliscants solen estar fets de materials amb excel·lents propietats conductores, com ara aliatges de metalls preciosos com ara coure, plata i or, que no només poden garantir una baixa resistència i una transmissió de corrent d'alta eficiència, sinó que també tenen una bona resistència al desgast i resistència a la corrosió per fer front. amb fricció de rotació a llarg termini i entorns de treball complexos. Els raspalls conductors estan fets principalment d'aliatges de metalls preciosos o grafit i altres materials amb bona conductivitat i autolubricació. Tenen una forma específica (com el tipus "II") i estan simètricament de doble contacte amb la ranura de l'anell de l'anell lliscant. Amb l'ajuda de la pressió elàstica del raspall, s'ajusten amb força a l'anell lliscant per aconseguir una transmissió precisa de senyals i corrents. L'estator és la part estacionària, que connecta l'energia estructural fixa de l'equip i proporciona un suport estable per al raspall conductor; el rotor és la peça giratòria, que està connectada a l'estructura giratòria de l'equip i gira de manera sincrònica amb ella, fent girar l'anell lliscant. A més, també inclou components auxiliars com ara materials aïllants, materials adhesius, suports combinats, coixinets de precisió i guardapols. Els materials aïllants s'utilitzen per aïllar diversos camins conductors per evitar curtcircuits; els materials adhesius asseguren una combinació estable entre components; els suports combinats porten diversos components per garantir la resistència estructural general; els coixinets de precisió redueixen la resistència a la fricció rotacional i milloren la precisió i la suavitat de la rotació; Les cobertes antipols impedeixen que la pols, la humitat i altres impureses envaeixin i protegeixen els components de precisió interns. Cada part es complementa per garantir el funcionament estable i fiable de l'anell lliscant conductor.
2. Avantatges i característiques dels anells lliscants conductors
2.1 Fiabilitat de la transmissió de potència
En condicions de rotació contínua de l'equip, l'anell lliscant conductor presenta una excel·lent estabilitat de transmissió de potència. En comparació amb el mètode de connexió de cables tradicional, quan les peces de l'equip giren, els cables ordinaris són molt fàcils d'enredar i doblegar, cosa que provocarà danys a la línia i trencament del circuit, interrompent la transmissió d'energia i afectant greument el funcionament de l'equip. L'anell lliscant conductor construeix un camí de corrent fiable a través del contacte lliscant precís entre el raspall i l'anell lliscant, que pot garantir el subministrament continu i estable de corrent sense importar com giri l'equip. Per exemple, en un aerogenerador, les pales giren a gran velocitat amb el vent, i la velocitat pot arribar a més de deu revolucions per minut o fins i tot més. El generador ha de convertir contínuament l'energia eòlica en energia elèctrica i transmetre-la a la xarxa elèctrica. L'anell lliscant conductor instal·lat a la cabina té una capacitat de transmissió d'energia estable per garantir que durant la rotació a llarg termini i ininterrompuda de les fulles, l'energia elèctrica es transmeti sense problemes des de l'extrem del rotor del generador giratori fins a l'estator estacionari i la xarxa elèctrica externa. , evitant les interrupcions de generació d'energia causades per problemes de línia, millorant considerablement la fiabilitat i l'eficiència de generació d'energia del sistema de generació d'energia eòlica i establint les bases per al subministrament continu de energia neta.
2.2 Disseny compacte i instal·lació còmoda
L'anell lliscant conductor té un disseny estructural sofisticat i compacte i té avantatges significatius en l'ús de l'espai. A mesura que els equips moderns es desenvolupen cap a la miniaturització i la integració, l'espai interior es fa cada cop més preuat. Les connexions de cablejat complexes tradicionals ocupen molt d'espai i també poden causar problemes d'interferència de línia. Els anells lliscants conductors integren múltiples vies conductores en una estructura compacta, reduint eficaçment la complexitat del cablejat intern de l'equip. Preneu com a exemple les càmeres intel·ligents. Necessiten girar 360 graus per capturar imatges i transmetre senyals de vídeo, senyals de control i potència al mateix temps. Si s'utilitza cablejat normal, les línies estan desordenades i es bloquegen fàcilment a les articulacions giratòries. Els anells lliscants microconductors integrats, que solen tenir només uns quants centímetres de diàmetre, poden integrar la transmissió de senyal multicanal. Quan la càmera gira de manera flexible, les línies són regulars i fàcils d'instal·lar. Es pot integrar fàcilment a la carcassa estreta de la càmera, que no només compleix els requisits funcionals, sinó que també fa que el dispositiu sigui senzill en aparença i compacte en mida. És fàcil d'instal·lar i desplegar en diversos escenaris de monitorització, com ara càmeres PTZ per al monitoratge de seguretat i càmeres panoràmiques per a cases intel·ligents. De la mateixa manera, en el camp dels drons, per tal d'aconseguir funcions com l'ajust de l'actitud de vol, la transmissió d'imatges i la font d'alimentació de control de vol, els anells lliscants conductors compactes permeten als drons aconseguir una transmissió múltiple de senyal i potència en un espai limitat, reduint el pes alhora que garanteixen el rendiment del vol, i la millora de la portabilitat i la integració funcional de l'equip.
2.3 Resistència al desgast, resistència a la corrosió i estabilitat a alta temperatura
Davant d'entorns de treball complexos i durs, els anells lliscants conductors tenen una excel·lent tolerància amb materials especials i una artesania exquisida. Pel que fa a la selecció de materials, els anells de desplaçament estan fets principalment d'aliatges de metalls preciosos resistents al desgast i a la corrosió, com ara aliatges d'or, plata, platí o aliatges de coure especialment tractats. Els raspalls estan fets de materials a base de grafit o de metalls preciosos amb una bona autolubricació per reduir el coeficient de fricció i reduir el desgast. A nivell de procés de fabricació, s'utilitza un mecanitzat de precisió per garantir que els raspalls i els anells lliscants s'ajustin de prop i contacten de manera uniforme, i la superfície es tracta amb recobriments o revestiments especials per millorar el rendiment protector. Prenent com a exemple la indústria de l'energia eòlica, les turbines eòliques marines es troben en un entorn marí d'alta humitat i de boira alta en sal durant molt de temps. La gran quantitat de sal i humitat de l'aire és extremadament corrosiva. Al mateix temps, la temperatura al nucli del ventilador i a la cabina fluctua molt amb el funcionament, i les peces giratòries estan en fricció contínua. En condicions de treball tan dures, l'anell lliscant conductor pot resistir eficaçment la corrosió i mantenir un rendiment elèctric estable amb materials d'alta qualitat i tecnologia de protecció, assegurant una potència estable i fiable i una transmissió de senyal del ventilador durant el seu cicle de funcionament de dècades, reduint considerablement la freqüència de manteniment i reducció de costos operatius. Un altre exemple és l'equip perifèric del forn de fosa de la indústria metal·lúrgica, que està ple d'alta temperatura, pols i gasos àcids i alcalins forts. La resistència a les altes temperatures i la resistència a la corrosió de l'anell lliscant conductor li permet funcionar de manera estable en la distribució de material rotatiu, mesurament de temperatura i dispositius de control del forn d'alta temperatura, assegurant un procés de producció suau i continu, millorant la durabilitat general del forn. equips, i reduint el temps d'inactivitat causat pels factors ambientals, proporcionant un suport sòlid per al funcionament eficient i estable de la producció industrial.
3. Anàlisi del camp d'aplicació
3.1 Automatització industrial
3.1.1 Robots i braços robòtics
En el procés d'automatització industrial, l'aplicació generalitzada de robots i braços robòtics s'ha convertit en un motor clau per millorar l'eficiència de la producció i optimitzar els processos de producció, i els anells lliscants conductors hi tenen un paper indispensable. Les articulacions dels robots i els braços robòtics són els nodes clau per aconseguir un moviment flexible. Aquestes articulacions han de girar i doblegar-se contínuament per completar tasques d'acció complexes i diverses, com ara agafar, manipular i muntar. Els anells lliscants conductors s'instal·len a les articulacions i poden transmetre de manera estable senyals de potència i control a motors, sensors i diversos components de control mentre les articulacions giren contínuament. Prenent com a exemple la indústria de fabricació d'automòbils, a la línia de producció de soldadura de carrosseries d'automòbils, el braç del robot necessita soldar i muntar diverses peces amb precisió i rapidesa al marc del cos. La rotació d'alta freqüència de les seves articulacions requereix potència ininterrompuda i transmissió de senyal. L'anell lliscant conductor garanteix l'execució suau del braç del robot sota seqüències d'acció complexes, assegurant l'estabilitat i l'eficiència del procés de soldadura, millorant considerablement el grau d'automatització i l'eficiència de producció de la producció d'automòbils. De la mateixa manera, a la indústria de la logística i l'emmagatzematge, els robots utilitzats per a la classificació i paletització de càrrega utilitzen anells lliscants conductors per aconseguir un moviment flexible de les articulacions, identificar i agafar càrrega amb precisió, adaptar-se a diferents tipus de càrrega i dissenys d'emmagatzematge, accelerar la facturació logística i reduir els costos laborals.
3.1.2 Equips de línia de producció
A les línies de producció industrials, molts dispositius contenen peces giratòries i els anells lliscants conductors proporcionen un suport clau per mantenir el funcionament continu de la línia de producció. Com a equip auxiliar de processament comú, la taula giratòria s'utilitza àmpliament en línies de producció com ara l'envasament d'aliments i la fabricació electrònica. Ha de girar contínuament per aconseguir un processament, proves o embalatge polifacètic dels productes. L'anell lliscant conductor garanteix el subministrament continu d'energia durant la rotació de la taula giratòria i transmet amb precisió el senyal de control als accessoris, sensors de detecció i altres components de la taula per garantir la continuïtat i la precisió del procés de producció. Per exemple, a la línia d'envasament d'aliments, la taula giratòria condueix el producte per completar l'ompliment, el segellat, l'etiquetatge i altres processos en seqüència. El rendiment de transmissió estable de l'anell lliscant conductor evita el temps d'inactivitat causat per la bobina de la línia o la interrupció del senyal, i millora l'eficiència de l'embalatge i la taxa de qualificació del producte. Les peces giratòries, com ara rodets i rodes dentades del transportador, també són els escenaris d'aplicació de l'anell lliscant conductor. Assegura la transmissió estable de la força motriu del motor, de manera que els materials de la línia de producció es poden transmetre sense problemes, coopera amb els equips aigües amunt i aigües avall per funcionar, millora el ritme de producció general, proporciona una garantia sòlida per a la producció industrial a gran escala. , i és un dels components bàsics per a la fabricació moderna per aconseguir una producció eficient i estable.
3.2 Energia i electricitat
3.2.1 Aerogeneradors
En el camp de la generació d'energia eòlica, els anells lliscants conductors són el centre clau per garantir el funcionament estable i la generació d'energia eficient dels aerogeneradors. Els aerogeneradors solen estar compostos per rotors, góndoles, torres i altres peces. El rotor eòlic capta l'energia eòlica i acciona el generador de la góndola perquè giri i generi electricitat. Entre ells, hi ha un moviment de rotació relatiu entre el nucli de l'aerogenerador i la góndola, i l'anell lliscant conductor s'instal·la aquí per dur a terme la tasca de transmetre potència i senyals de control. D'una banda, el corrent altern generat pel generador es transmet al convertidor de la góndola a través de l'anell colector, es converteix en potència que compleix els requisits de connexió a la xarxa i després es transmet a la xarxa elèctrica; d'altra banda, diversos senyals de comandament del sistema de control, com ara l'ajust del pas de la paleta, el control de guiñada de la góndola i altres senyals, es transmeten amb precisió a l'actuador del concentrador per garantir que l'aerogenerador ajusti el seu estat de funcionament en temps real segons canvis de velocitat i direcció del vent. Segons dades de la indústria, la velocitat de la pala d'una turbina eòlica de classe megawatt pot arribar a 10-20 revolucions per minut. En aquestes condicions de rotació d'alta velocitat, l'anell lliscant conductor, amb la seva excel·lent fiabilitat, garanteix que les hores d'utilització anuals del sistema d'energia eòlica s'augmentin de manera efectiva i redueix la pèrdua de generació d'energia causada per fallades de transmissió, que és de gran importància per a promoure la connexió a la xarxa a gran escala d'energia neta i ajudar a la transformació de l'estructura energètica.
3.2.2 Generació tèrmica i hidroelèctrica
En els escenaris de generació tèrmica i hidroelèctrica, els anells colectors conductors també tenen un paper clau. El gran generador de turbina de vapor d'una central tèrmica genera electricitat fent girar el seu rotor a gran velocitat. L'anell lliscant conductor s'utilitza per connectar el bobinatge del rotor del motor amb el circuit estàtic extern per aconseguir una entrada estable de corrent d'excitació, establir un camp magnètic giratori i garantir la generació normal d'energia del generador. Al mateix temps, en el sistema de control d'equips auxiliars com ara alimentadors de carbó, bufadors, ventiladors de tir induït i altres maquinàries rotatives, l'anell lliscant conductor transmet senyals de control, ajusta amb precisió els paràmetres de funcionament de l'equip, garanteix un funcionament estable del subministrament de combustible, ventilació. i la dissipació de calor, i manté una sortida eficient del grup electrògen. Pel que fa a la generació d'energia hidroelèctrica, el corredor de la turbina gira a gran velocitat sota l'impacte del flux d'aigua, impulsant el generador per generar electricitat. L'anell lliscant conductor s'instal·la a l'eix principal del generador per garantir la transmissió de senyals de control com ara la potència de sortida i la regulació i excitació de velocitat. Els diferents tipus de centrals hidroelèctriques, com les centrals hidroelèctriques convencionals i les centrals elèctriques d'emmagatzematge de bombeig, estan equipades amb anells lliscants conductors de diferents especificacions i rendiments segons la velocitat de la turbina i les condicions de funcionament, satisfent les necessitats d'escenaris diversificats de generació d'energia hidroelèctrica des de baixa capçalera i grans. flux a capçalera alta i cabal petit, assegurant un subministrament estable d'electricitat i injectant un corrent constant d'energia al desenvolupament social i econòmic.
3.3 Seguretat i monitorització intel·ligents
3.3.1 Càmeres intel·ligents
En el camp de la vigilància intel·ligent de la seguretat, les càmeres intel·ligents proporcionen suport bàsic per a un seguiment integral i sense angle mort, i els anells lliscants conductors els ajuden a superar el coll d'ampolla de la font d'alimentació de rotació i la transmissió de dades. Les càmeres intel·ligents solen girar 360 graus per ampliar el camp de monitorització i capturar imatges en totes direccions. Això requereix que durant el procés de rotació contínua, la font d'alimentació pugui ser estable per garantir el funcionament normal de la càmera, i es puguin transmetre senyals de vídeo d'alta definició i instruccions de control en temps real. Els anells lliscants conductors s'integren a les articulacions de la panoràmica/inclinació de la càmera per aconseguir una transmissió sincrònica de potència, senyals de vídeo i senyals de control, permetent que la càmera giri de manera flexible cap a l'àrea objectiu i millori l'abast i la precisió de monitorització. En el sistema de control del trànsit urbà, la càmera de boles intel·ligent a la intersecció utilitza anells lliscants conductors per girar ràpidament per capturar el flux de trànsit i les infraccions, proporcionant imatges en temps real per al control del trànsit i la gestió d'accidents; a les escenes de control de seguretat de parcs i comunitats, la càmera patrulla l'entorn circumdant en totes direccions, detecta situacions anormals a temps i retorna al centre de control, millora les capacitats d'avís de seguretat i manté eficaçment la seguretat i l'ordre públics.
3.3.2 Sistema de vigilància per radar
El sistema de monitorització del radar assumeix tasques importants en els camps de la defensa militar, la previsió meteorològica, l'aeroespacial, etc. L'anell lliscant conductor garanteix la rotació estable i contínua de l'antena del radar per aconseguir una detecció precisa. En el camp del reconeixement militar, els radars de defensa aèria terrestres, els radars de vaixells, etc. necessiten girar contínuament l'antena per buscar i fer un seguiment d'objectius aeris. L'anell lliscant conductor garanteix que el radar es subministra de manera estable amb energia al transmissor, receptor i altres components bàsics durant el procés d'escaneig de rotació. Al mateix temps, el senyal d'eco de l'objectiu detectat i el senyal d'estat de l'equip es transmeten amb precisió al centre de processament del senyal, proporcionant intel·ligència en temps real per al comandament de combat i ajudant a defensar la seguretat de l'espai aeri. Pel que fa a la previsió meteorològica, el radar meteorològic transmet ones electromagnètiques a l'atmosfera mitjançant la rotació de l'antena, rep ecos reflectits d'objectius meteorològics com gotes de pluja i cristalls de gel, i analitza les condicions meteorològiques. L'anell lliscant conductor garanteix el funcionament continu del sistema de radar, transmet les dades recollides en temps real i ajuda el departament meteorològic a predir amb precisió els canvis meteorològics, com ara precipitacions i tempestes, proporcionant una base clau per a la prevenció i mitigació de desastres i escortant humans. producció i vida en diferents àmbits.
3.4 Equipament mèdic
3.4.1 Equips d'imatge mèdica
En el camp del diagnòstic mèdic, l'equip d'imatge mèdica és un assistent potent perquè els metges puguin conèixer les condicions internes del cos humà i diagnosticar amb precisió les malalties. Els anells lliscants conductors proporcionen garanties clau per al funcionament eficient d'aquests dispositius. Prenent com a exemple equips de TC (tomografia computada) i ressonància magnètica (ressonància magnètica), hi ha peces giratòries a l'interior. El marc d'escaneig de l'equip de TC ha de girar a gran velocitat per impulsar el tub de raigs X per girar al voltant del pacient per recollir dades d'imatges tomogràfiques en diferents angles; els imants, les bobines de gradient i altres components de l'equip de ressonància magnètica també giren durant el procés d'imatge per produir canvis de gradient de camp magnètic precisos. Els anells lliscants conductors s'instal·len a les articulacions giratòries per transmetre de manera estable l'electricitat per impulsar les peces giratòries perquè funcionin. Al mateix temps, una gran quantitat de dades d'imatge recollides es transmet al sistema de processament informàtic en temps real per garantir imatges clares i precises, proporcionant als metges una base de diagnòstic fiable. Segons els comentaris de l'ús d'equips hospitalaris, els anells lliscants conductors d'alta qualitat redueixen eficaçment els artefactes, les interrupcions del senyal i altres problemes en el funcionament dels equips d'imatge, milloren la precisió del diagnòstic, juguen un paper important en la detecció precoç de la malaltia, l'avaluació de l'estat i altres enllaços, i protegir la salut dels pacients.
3.4.2 Robots quirúrgics
Com a representant de la tecnologia d'avantguarda de la cirurgia mínimament invasiva moderna, els robots quirúrgics estan canviant gradualment el model quirúrgic tradicional. Els anells lliscants conductors proporcionen suport bàsic per a una implementació quirúrgica precisa i segura. Els braços robòtics dels robots quirúrgics simulen els moviments de la mà del metge i realitzen operacions delicades en un espai quirúrgic estret, com ara sutura, tall i separació de teixits. Aquests braços robòtics han de girar de manera flexible amb diversos graus de llibertat. Els anells lliscants conductors s'instal·len a les articulacions per garantir l'alimentació contínua, permetent que el motor impulsi els braços robòtics per moure's amb precisió, alhora que transmet els senyals de retroalimentació del sensor, permetent als metges percebre la informació de retroalimentació de força del lloc quirúrgic en temps real i s'adonen. col·laboració home-màquina.Funcionament. En neurocirurgia, els robots quirúrgics utilitzen el rendiment estable dels anells lliscants conductors per arribar amb precisió a les petites lesions del cervell i reduir el risc de trauma quirúrgic; en el camp de la cirurgia ortopèdica, els braços robòtics ajuden a implantar pròtesis i arreglar els llocs de fractura, milloren la precisió i l'estabilitat quirúrgiques i promouen la cirurgia mínimament invasiva per desenvolupar-se en una direcció més precisa i intel·ligent, oferint als pacients una experiència de tractament quirúrgic amb menys trauma i més ràpid. recuperació.
IV. Estat i tendències del mercat
4.1 Mida i creixement del mercat
En els darrers anys, el mercat global dels anells lliscants conductors ha mostrat una tendència de creixement constant. Segons dades d'institucions d'investigació de mercat autoritzades, la mida del mercat global dels anells lliscants conductors arribarà a aproximadament 6.350 milions de RMB el 2023, i s'espera que el 2028, la mida del mercat global pujarà a aproximadament 8.000 milions de RMB amb un creixement mitjà anual compost. taxa d'un 4,0%. Pel que fa a la distribució regional, la regió Àsia-Pacífic ocupa la quota de mercat global més gran, representant aproximadament el 48,4% el 2023. Això es deu principalment al desenvolupament vigorós de la Xina, Japó, Corea del Sud i altres països en els camps de la fabricació, indústria de la informació electrònica, noves energies, etc., i la demanda d'anells de deslizament conductors continua sent forta. Entre ells, la Xina, com a base de fabricació més gran del món, ha injectat un fort impuls al mercat dels anells lliscants conductors amb el ràpid desenvolupament d'indústries com l'automatització industrial, la seguretat intel·ligent i els nous equips energètics. El 2023, l'escala del mercat dels anells lliscants conductors de la Xina augmentarà un 5,6% interanual i s'espera que continuï mantenint una taxa de creixement considerable en el futur. Europa i Amèrica del Nord també són mercats importants. Amb la seva profunda base industrial, la seva demanda d'alta gamma en el camp aeroespacial i l'actualització contínua de la indústria de l'automòbil, ocupen una quota de mercat considerable d'un 25% i un 20% respectivament, i la mida del mercat ha crescut de manera constant, que és bàsicament la igual que la taxa de creixement del mercat mundial. Amb l'avenç accelerat de la construcció d'infraestructures i la modernització industrial a les economies emergents, com l'Índia i el Brasil, el mercat dels anells conductors d'aquestes regions també mostrarà un gran potencial de creixement en el futur i s'espera que es converteixi en un nou punt de creixement del mercat.
4.2 Paisatge de competència
En l'actualitat, el mercat global dels anells lliscants conductors és altament competitiu i hi ha molts participants. Les empreses principals ocupen una gran quota de mercat amb la seva profunda acumulació tècnica, capacitats avançades d'investigació i desenvolupament de productes i amplis canals de mercat. Gegants internacionals com Parker dels Estats Units, MOOG dels Estats Units, COBHAM de França i MORGAN d'Alemanya, que confien en els seus esforços a llarg termini en camps de gamma alta com l'aeroespacial, militar i defensa nacional, han dominat les tecnologies bàsiques. , tenen un rendiment excel·lent del producte i tenen una àmplia influència de marca. Ocupen una posició líder en el mercat dels anells lliscants conductors de gamma alta. Els seus productes s'utilitzen àmpliament en equips clau com satèl·lits, míssils i avions de gamma alta, i compleixen els estàndards més estrictes de la indústria en escenaris amb requisits extremadament alts de precisió, fiabilitat i resistència a entorns extrems. En comparació, empreses nacionals com Mofulon Technology, Kaizhong Precision, Quansheng Electromechanical i Jiachi Electronics s'han desenvolupat ràpidament en els últims anys. En augmentar contínuament la inversió en R+D, han aconseguit avenços tecnològics en alguns segments i els seus avantatges de rendibilitat del producte han esdevingut destacats. A poc a poc s'han apoderat de la quota de mercat dels mercats de gamma baixa i mitjana i han penetrat gradualment en el mercat de gamma alta. Per exemple, en els mercats segmentats, com ara els anells de desplaçament d'articulacions de robots en el camp de l'automatització industrial i els anells de seguretat de senyal de vídeo d'alta definició en el camp de la vigilància de la seguretat, les empreses nacionals s'han guanyat el favor de molts clients locals amb els seus serveis localitzats i el capacitat de respondre ràpidament a la demanda del mercat. Tanmateix, en general, els anells lliscants conductors de gamma alta del meu país encara tenen un cert grau de dependència de les importacions, especialment en productes de gamma alta amb alta precisió, velocitat ultra alta i condicions de treball extremes. Les barreres tècniques dels gegants internacionals són relativament altes i les empreses nacionals encara han de continuar posant-se al dia per millorar la seva competitivitat al mercat global.
4.3 Tendències d'innovació tecnològica
De cara al futur, el ritme d'innovació tecnològica dels anells lliscants conductors s'està accelerant, mostrant una tendència de desenvolupament multidimensional. D'una banda, ha sorgit la tecnologia d'anell lliscant de fibra òptica. Amb la popularització generalitzada de la tecnologia de comunicació òptica en el camp de la transmissió de dades, augmenta el nombre d'escenaris de transmissió de senyal que requereixen un ample de banda més gran i una pèrdua menor, i han sorgit anells lliscants de fibra òptica. Utilitza la transmissió de senyal òptica per substituir la transmissió de senyal elèctrica tradicional, evita efectivament la interferència electromagnètica i millora considerablement la velocitat i la capacitat de transmissió. Es promou i s'aplica gradualment en camps com ara la connexió de rotació de l'antena de l'estació base 5G, la inclinació panoràmica de videovigilància d'alta definició i els equips de teledetecció òptica aeroespacial que tenen requisits estrictes sobre la qualitat del senyal i la velocitat de transmissió, i s'espera que introdueixin el era de la comunicació òptica de la tecnologia d'anell lliscant conductor. D'altra banda, la demanda d'anells de deslizament d'alta velocitat i alta freqüència està creixent. En camps de fabricació avançada, com ara la fabricació de semiconductors i les proves de precisió electrònica, la velocitat dels equips augmenta constantment i la demanda de transmissió de senyals d'alta freqüència és urgent. La investigació i el desenvolupament d'anells lliscants que s'adapten a la transmissió estable del senyal d'alta velocitat i alta freqüència s'ha convertit en la clau. Mitjançant l'optimització dels materials de raspall i anells lliscants i millorant el disseny de l'estructura de contacte, es poden reduir la resistència de contacte, el desgast i l'atenuació del senyal en rotació d'alta velocitat per satisfer la transmissió del senyal d'alta freqüència a nivell de GHz i garantir el funcionament eficient de l'equip. . A més, els anells lliscants miniaturitzats també són una adreça de desenvolupament important. Amb l'augment d'indústries com l'Internet de les coses, els dispositius portàtils i els microdispositius mèdics, ha augmentat la demanda d'anells lliscants conductors de mida petita, baix consum d'energia i integració multifuncional. Mitjançant la tecnologia de processament micro-nano i l'aplicació de nous materials, la mida de l'anell lliscant es redueix al nivell de mil·límetres o fins i tot de micres, i s'integren les funcions d'alimentació, dades i transmissió del senyal de control per proporcionar energia bàsica i interacció del senyal. suport per a dispositius microintel·ligents, promoure diverses indústries per avançar cap a la miniaturització i la intel·ligència i continuar ampliant els límits d'aplicació dels anells lliscants conductors.
V. Consideracions clau
5.1 Selecció del material
La selecció del material dels anells lliscants conductors és crucial i està directament relacionada amb el seu rendiment, vida útil i fiabilitat. S'ha de considerar exhaustivament en funció de múltiples factors, com ara escenaris d'aplicació i requisits actuals. Pel que fa als materials conductors, els anells lliscants solen utilitzar aliatges de metalls preciosos com ara coure, plata i or, o aliatges de coure especialment tractats. Per exemple, en equips electrònics i equips d'imatge mèdica amb requisits d'alta precisió i baixa resistència, els anells lliscants d'aliatge d'or poden garantir la transmissió precisa de senyals elèctrics febles i reduir l'atenuació del senyal a causa de la seva excel·lent conductivitat i resistència a la corrosió. Per a motors industrials i equips d'energia eòlica amb gran transmissió de corrent, els anells lliscants d'aliatge de coure d'alta puresa no només poden complir els requisits de transport de corrent, sinó que també tenen costos relativament controlables. Els materials de raspall utilitzen principalment materials a base de grafit i raspalls d'aliatge de metalls preciosos. Els raspalls de grafit tenen una bona autolubricació, que pot reduir el coeficient de fricció i reduir el desgast. Són aptes per a equips amb baixa velocitat i alta sensibilitat a la pèrdua del raspall. Els raspalls de metalls preciosos (com els raspalls d'aliatge d'or i pal·ladi) tenen una forta conductivitat i una baixa resistència al contacte. Sovint s'utilitzen en ocasions d'alta velocitat, alta precisió i qualitat de senyal exigents, com ara peces rotatives de navegació d'equips aeroespacials i mecanismes de transmissió d'hòsties d'equips de fabricació de semiconductors. Tampoc s'han de ignorar els materials aïllants. Els comuns inclouen el politetrafluoroetilè (PTFE) i la resina epoxi. El PTFE té un excel·lent rendiment d'aïllament, resistència a altes temperatures i una forta estabilitat química. S'utilitza àmpliament en els anells lliscants conductors de les articulacions giratòries dels dispositius d'agitació dels reactors químics i els equips d'exploració d'aigües profundes en entorns d'alta temperatura i àcids i àlcalis forts per garantir un aïllament fiable entre cada camí conductor, evitar fallades de curtcircuit i garantir l'estabilitat. funcionament de l'equip.
5.2 Manteniment i substitució de les escombretes conductores
Com a part vulnerable clau de l'anell lliscant conductor, el manteniment regular i la substitució oportuna del raspall conductor són de gran importància per garantir el funcionament normal de l'equip. Atès que el raspall es desgastarà i produirà pols durant el contacte de fricció continu amb l'anell lliscant, la resistència de contacte augmentarà, afectant l'eficiència de la transmissió actual i fins i tot provocant espurnes, interrupcions del senyal i altres problemes, per la qual cosa s'ha de tenir un mecanisme de manteniment regular. establert. En termes generals, depenent de la intensitat de funcionament de l'equip i de l'entorn de treball, el cicle de manteniment oscil·la entre diverses setmanes i diversos mesos. Per exemple, els anells lliscants conductors dels equips de mineria i els equips de processament metal·lúrgic amb una contaminació severa per pols poden necessitar ser inspeccionats i mantinguts cada setmana; mentre que els anells deslizants dels equips d'ofimàtica amb un entorn interior i un funcionament estable es poden estendre a diversos mesos. Durant el manteniment, primer s'ha d'apagar l'equip, s'ha de tallar el corrent de l'anell lliscant i s'han d'utilitzar eines i reactius de neteja especials per eliminar suaument la pols i l'oli del raspall i la superfície de l'anell lliscant per evitar danyar la superfície de contacte; al mateix temps, comproveu la pressió elàstica del raspall per assegurar-vos que encaixa perfectament amb l'anell lliscant. Una pressió excessiva pot augmentar fàcilment el desgast i una pressió massa baixa pot provocar un mal contacte. Quan el raspall es desgasta entre un terç i la meitat de la seva alçada original, s'ha de substituir. Quan substituïu el raspall, assegureu-vos d'utilitzar productes que coincideixin amb les especificacions, els models i els materials originals per garantir un rendiment de contacte constant. Després de la instal·lació, s'ha de tornar a comprovar la resistència de contacte i l'estabilitat de funcionament per evitar fallades i parades de l'equip a causa de problemes de raspall i per garantir uns processos de producció i operació suaus.
5.3 Prova de fiabilitat
Per garantir que l'anell lliscant conductor funcioni de manera estable i fiable en escenaris d'aplicació complexos i crítics, és essencial fer proves de fiabilitat estrictes. Les proves de resistència són un projecte bàsic de proves. Mitjançant instruments de mesura de resistència d'alta precisió, la resistència de contacte de cada camí de l'anell lliscant es mesura en diferents condicions de treball de rotació estàtica i dinàmica. El valor de la resistència ha de ser estable i complir els estàndards de disseny, amb un rang de fluctuació molt petit. Per exemple, en els anells lliscants utilitzats en equips electrònics de prova de precisió, els canvis excessius en la resistència de contacte provocaran un augment dels errors de dades de prova, afectant el control de qualitat del producte. La prova de tensió de resistència simula el xoc d'alta tensió que pot trobar l'equip durant el funcionament. S'aplica una tensió de prova diverses vegades la tensió nominal a l'anell lliscant durant un període de temps determinat per provar si el material aïllant i la bretxa d'aïllament poden suportar-lo eficaçment, prevenir l'avaria de l'aïllament i les fallades de curtcircuit causades per sobretensió en ús real, i garantir la seguretat del personal i dels equips. Això és especialment crític en les proves d'anells lliscants conductors que suporten sistemes d'alimentació i equips elèctrics d'alta tensió. En l'àmbit aeroespacial, els anells lliscants conductors de satèl·lits i naus espacials han de sotmetre's a proves exhaustives en entorns simulats de temperatura extrema, buit i radiació a l'espai per garantir un funcionament fiable en entorns còsmics complexos i transmissió de senyal i potència infal·libles; els anells de deslizament de les línies de producció automatitzades de les indústries de fabricació de gamma alta han de sotmetre's a proves de fatiga a llarg termini i d'alta intensitat, simulant desenes de milers o fins i tot centenars de milers de cicles de rotació per verificar la seva resistència al desgast i estabilitat, establint una base sòlida. per a una producció a gran escala i ininterrompuda. Qualsevol risc subtil de fiabilitat pot provocar grans pèrdues de producció i riscos de seguretat. Les proves estrictes són la línia de defensa clau per garantir la qualitat.
VI. Conclusió i perspectives
Com a component clau indispensable en els sistemes electromecànics moderns, els anells lliscants conductors tenen un paper vital en molts camps com l'automatització industrial, l'energia i l'energia, la seguretat intel·ligent i els equips mèdics. Amb el seu disseny estructural únic i els excel·lents avantatges de rendiment, ha trencat el coll d'ampolla de la potència i la transmissió del senyal dels equips rotatius, ha garantit el funcionament estable de diversos sistemes complexos i ha promogut el progrés tecnològic i l'actualització industrial a la indústria.
Des del nivell del mercat, el mercat global dels anells lliscants conductors ha crescut de manera constant, i la regió Àsia-Pacífic s'ha convertit en la principal força de creixement. La Xina ha injectat un fort impuls al desenvolupament de la indústria amb la seva enorme base de fabricació i l'auge de les indústries emergents. Malgrat la ferotge competència, les empreses nacionals i estrangeres han demostrat les seves habilitats en diferents segments de mercat, però els productes de gamma alta encara estan dominats per gegants internacionals. Les empreses nacionals estan avançant en el procés d'avançar cap al desenvolupament de gamma alta i reduint progressivament la bretxa.
Mirant cap al futur, amb la innovació contínua de la ciència i la tecnologia, la tecnologia d'anells lliscants conductors introduirà un món més ampli. D'una banda, les tecnologies d'avantguarda com ara els anells de deslizament de fibra òptica, els anells d'alta velocitat i d'alta freqüència i els anells de desplaçament miniaturitzats brillaran, complint els estrictes requisits d'alta velocitat, gran ample de banda i miniaturització en camps emergents com ara com a comunicacions 5G, fabricació de semiconductors i Internet de les coses, i ampliant els límits de les aplicacions; d'altra banda, la integració i la innovació entre dominis es convertiran en una tendència, profundament entrellaçada amb la intel·ligència artificial, el big data i la tecnologia de nous materials, donant lloc a productes més intel·ligents, adaptables i adaptables a entorns extrems, donant suport clau. per a exploracions d'avantguarda com ara l'aeroespacial, l'exploració d'aigües profundes i la informàtica quàntica, i potenciar contínuament l'ecosistema global de la indústria de la ciència i la tecnologia, ajudant la humanitat a avançar cap a un nivell superior. era tecnològica.
Hora de publicació: 08-gen-2025