電気ロータリーユニオン

電気回転コネクタ,回転電気コネクタまたはスリップリングとも呼ばれ,回転機械または装置内の固定部品と回転部品との間に連続的な電力,電気エネルギー,データ,または制御信号伝送を提供することを目的とした電気機械設備である。これらのデバイスは,回転運動によって中断や摩耗することなく,固定システムから回転部品に電気的またはデータ信号を伝送する必要があるアプリケーションにとって重要である。

電気ロータリーユニオンのコア構造は,通常,いくつかの主要な部品で構成されています.導電リング,電気ブラシ,絶電電絶材料,シーリング要素です.導電性リングは通常銅や貴金属のような耐久性材料から作られ,電気ブラシに信頼性の高い接触表面を提供します.これらのブラシは,しばしば炭素またはグラファイトで作られ,回転中に導電リングと接触を維持し,電気信号または電流の伝達を可能にします.断熱材料は,リングやブラシを電気的に隔離し,短路を防ぎ,安全な操作を保証するために使用されます.

密封部品は,装置の性能と長寿命に影響を与える可能性がある汚染物,湿気,密密封部品から内部部部品を保護するために不可欠です.シール要素は,電気ロータリーユニオンが動作する環境条件に耐えるように設計され,厳しい条件でさえデバイスが効果的に機能し続けることを保証しています.

電動回転ジョイントは,ロボット,風力タービン,ケーブルリール,医療機器,産業機械,航空宇宙など,さまざまな業界で広く使用されています。これらの装置は,風力タービンの回転羽根,または固定制御ユニットから移動部品にデータと電力を転送しなければならない自動化システムなど,部品が連続回転を必要とするシステムにおいて特に重要である。

電動回転継手による連続的な伝送により,伝統的な配線の必要性がなくなり,伝統的な配線が繰り返し動作することで時間が経つにつれて破断または摩耗する可能性があります。これにより,重要なアプリケーションにおけるより効率的で永続的なオペレーションが確保され,ダウンタイムとメンテナンスコストが削減されます。電力とデータを同時に伝送する能力は,電動回転コネクタの機能を多様化させ,先進的な制御システムを実現し,センサ,カメラ,その他の機器を回転部品に統合することができる。

コア機能

高い信頼性

電気ロータリーユニオンは貴金属ブラシと伝導リングの間の正確な接触を通じて信頼性の高い電力伝達を達成します。99.99%の純金合金ブラシ（AuNi10など）を使用して,その抗酸化性能は400℃以下に安定しており,接触抵抗は0.1mΩほど低いです。導電リングの表面は,ナノレベル (Ra≤0.4μm) で処理され,恒定力スプリングの動圧補償は,電気ロータリーユニオンが連続回転中に安定した接触を維持することを保証します.

そのシーリングシステムは,IP67レベルの水と防防防密密密封システムに抵抗するために,IP67レベルの水と密密密密封リングの組み合わせを採用します.化学産業の応用ケースでは,Cl−イオンを含む腐食環境では,電気ロータリーユニオンは,18ヶ月間連続的な操作後に>100MΩの絶電電電絶熱抵抗を維持することが示されています.

低摩擦および長寿命

電気ロータリーユニオンのベアリングシステムは,低摩擦を達成する鍵です.イオンイオンイイイオンイイイオンイイイオンイイイオンイイイオンイイイオンイイイオンイイイイオンイイイオンイイイオンイイオンイオンイオンイオンイオ空気軸受タイプの電気回転ユニオンは0.1mmの空気フィルムサポートで回転し,理論的な寿命は10万時間に達することができます。

マルチチャネル統合機能

電気回転コネクタの階層設計は,複数のタイプの信号の並列伝送をサポートする。たとえば,自動車のテストターンテーブルで使用されている24チャネルモデルは,次のように統合されています。

6チャネル24V/10A電源

8チャネル熱電対信号（精度±0.1℃）

4チャネルCANバス（500kbps）

2チャンネルHDMI 2.0ビデオ (4K@60Hz)

4チャネル圧縮空気チャネル（0.7MPa）

この高度な統合により,電気ロータリーユニオンは,産業ロボット,医療機器などの分野で核心的なコンポーネントになります.

干渉防止およびシールディング

電気ロータリーユニオンの3次元シールディングシステムには,以下のものが含まれています。

柔らかい磁性合金導電リング基板（μ>10000）

回転されたシールドされた信号ライン（インチあたり12-16回転）

304ステンレス鋼カバー（厚さ2mm）

モータードライブテストでは,シールディングが使用されていないときに信号シーシールシールディングモモーターノイズは2.3Vppに達し,電気ロータリーユニオンのシールディング機能が有効になった後に0.15Vppに減少し,ISO 16750-4標準の要件を完全に満たしました.

コンパクトで軽量

医療専用の電気ロータリーユニオン（φ12mm外径モデルなど）は,4つの電源+2つのUSB 3.1信号を統合し,重量は20g未満です。MEMSプロセスで製造されたブラシ配列の接触点間隔精度は±5μmに達し,内鏡などのマイクロデバイスに適しています.モジュール設計により,電気ロータリーユニオンの設置効率が60％増加します。

主な機能

電力伝達

回転装置（ターンテーブル,遠心分離機など）に電力を供給し,高出力（100 A以上）または低電圧（5 V論理電源など）をサポートする。

信号伝達

センサデータなどのアナログ信号,エンコーダパルスなどのデジタル信号,またはビデオ,無線周波数などの高周波信号を送信します。

マルチメディア統合

一部のモデルは,液体/ガスチャンネル (油圧油,圧縮空気など) を統合して,電気-液体-ガス統合伝達を実現します.

リアルタイムモニタリングと制御

リアルタイム状態モニタリング (温度,振動など) および回転部品のリモート制御は,信号チャンネルを通じて達成されます.

応用分野

こうぎょうせいぞう

ロボットアーム:電源と制御信号を送り,多軸調整された動きをサポートします.

ターンテーブルおよび索引付け装置:CNC工具機およびレーザー切断機の回転ワークテーブルに使用されます.

巻取装置：製紙機や印刷機などの連続巻取システム。

医療設備

CTスキャナー：回転ラックと固定システム間の電源とデータ伝達。

外科ロボット：ダ・ヴィンチシステムの高精度信号伝達など。

医療内鏡：画像およびエネルギー供給をサポートするための統合された微電気回転関節。

エネルギーと環境保護

風力タービン：タワーと回転ブレードの間の電力伝達。

污水処理装置：回転式エアレーターの電源接続など。

航空宇宙

ミサイルガイダンスシステム：回転ミサイルボディとセンサー間の信号相互作用。

ドローン雲台：安定したカメラ電源と制御。

特別機器

レーダーアンテナ：回転配列と信号処理ユニットの間の接続。

アトラクション：観覧車とメリーゴーランドの照明と制御システム。

メンテナンスとケア

日常点検

クリーニングプロセス

電気回転ユニオンの導電リング表面を定期的に清潔にするために,産業級圧縮空気 (0.4MPa) を備えた抗静電ブラシを使用します.医療級の電気ロータリーユニオンでは,粒子汚染を避けるために,ISOクラス5クリーンルームで操作する必要があります.実際の測定によると,100時間ごとにクリーニングすることで,接触抵抗の変動を±0.05mΩ以内に保つことができます.

润滑仕様

電気回転ユニオンのベアリングを量的に満たすために高温リチウムベースのグリース（Klüber BE41-152）を使用します。鋼鉄工場のターンテーブルの場合,500時間ごとに2gのグリース補充計画が厳格に実施され,電気ロータリーユニオンの寿命を8年に延長しました.

摩耗モニタリング

Use a laser displacement sensor (accuracy ±0.02mm) to monitor the brush wear of the Electrical Rotary Union. When the remaining length of the gold alloy brush is <2mm, it needs to be replaced, and the threshold value of the silver graphite brush is 3mm.

Regular maintenance

Sealing performance test

Perform IP67 waterproof test on the Electrical Rotary Union every year. In a case of an offshore drilling platform, after the seal ring was found to be leaking due to aging, the fluororubber seal ring (Shore hardness 70A) was replaced to restore the protection performance of the Electrical Rotary Union.

Insulation resistance test

Use a 500V megohmmeter to test the insulation resistance of each channel of the Electrical Rotary Union (≥500MΩ in a humid environment).

Dynamic balance calibration

High-speed Electrical Rotary Union (＞5000RPM) requires dynamic balance test every quarter.

Troubleshooting

Poor contact diagnosis

When the voltage drop of the Electrical Rotary Union is ＞0.2V or the temperature rise is ＞5℃, check the brush pressure (standard value 2.5-4N). If there is an oxide layer (thickness ＞0.5μm), use 0000# metallographic sandpaper to polish the conductive ring.

EMI interference solution

If the signal noise exceeds the limit, check the continuity of the shielding layer of the Electrical Rotary Union (resistance < 0.1Ω).

Troubleshooting of abnormal temperature rise

When the temperature is > 80℃, measure the current of each channel of the Electrical Rotary Union (should not exceed 80% of the rated value). If the load is normal but the temperature rise is abnormal, it may be due to bearing failure (clearance > 0.05mm) or grease carbonization. Replace the bearing assembly and clean the oil circuit.