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        刷絲滑環(huán)的精密裝配技術(shù)

        2016-11-17 02:21:42中國電子科技集團(tuán)公司第三十八研究所王明峰
        電子世界 2016年20期

        中國電子科技集團(tuán)公司第三十八研究所 王明峰

        刷絲滑環(huán)的精密裝配技術(shù)

        中國電子科技集團(tuán)公司第三十八研究所 王明峰

        作為雷達(dá)生產(chǎn)制造過程中的一個(gè)環(huán)節(jié),滑環(huán)裝配的精度與效率將直接影響產(chǎn)品的質(zhì)量、成本與生產(chǎn)效率。本文介紹了導(dǎo)電滑環(huán)的主要用途及分類;介紹了疊片式刷絲滑環(huán)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和工作原理。著重闡述了刷絲滑環(huán)的裝配流程,并探討了刷絲滑環(huán)裝配的關(guān)鍵技術(shù)及解決措施;最后總結(jié)了刷絲滑環(huán)裝配過程中應(yīng)注意的主要問題。

        雷達(dá)制造;刷絲滑環(huán);裝配

        0 前言

        近年來通信技術(shù)飛速發(fā)展,通信系統(tǒng)的傳輸容量和傳輸距離不斷提高,各種新型的通信器件層出不窮。在信號傳輸過程中,有時(shí)需要在靜止平臺與轉(zhuǎn)動(dòng)平臺之間不間斷地傳輸信號和電能,這時(shí)就需要導(dǎo)電滑環(huán),也稱匯流環(huán)。導(dǎo)電滑環(huán)廣泛應(yīng)用于不同領(lǐng)域中,如雷達(dá)系統(tǒng),石油開采設(shè)備,海底機(jī)器人,戰(zhàn)車的旋轉(zhuǎn)塔臺,航天領(lǐng)域的飛行器,軍事上的戰(zhàn)船的海底水聲系統(tǒng)以及醫(yī)療設(shè)備CT掃描系統(tǒng)等等。

        導(dǎo)電滑環(huán)按電接觸副分主要分為電刷滑環(huán)和刷絲滑環(huán),刷絲滑環(huán)以其體積小、重量輕、性能指標(biāo)好的特點(diǎn),成為導(dǎo)電滑環(huán)的主要發(fā)展方向。本文以一種常用的疊片式刷絲滑環(huán)為例,介紹了刷絲滑環(huán)的結(jié)構(gòu)和工作原理;著重闡述了刷絲滑環(huán)的裝配流程,并探討了刷絲滑環(huán)裝配的關(guān)鍵技術(shù)及解決措施;最后總結(jié)了刷絲滑環(huán)裝配過程中應(yīng)注意的主要問題。

        1 導(dǎo)電滑環(huán)的結(jié)構(gòu)及工作原理

        36路信號刷絲滑環(huán),一般導(dǎo)電滑環(huán)都是由導(dǎo)電環(huán),絕緣環(huán),內(nèi)軸,外殼,刷絲,印制板組成。導(dǎo)電環(huán)與絕緣環(huán)間隔固定壓裝在中心軸上,不同通道的導(dǎo)電環(huán)通過絕緣環(huán)相互隔開,可以保證通道相互之間及通道對地的絕緣;刷絲焊接在印制板上,通過印制板安裝在滑環(huán)外殼上,高彈性刷絲通過預(yù)設(shè)壓力與導(dǎo)電環(huán)保持可靠電接觸,保證滑環(huán)轉(zhuǎn)動(dòng)過程中電信號、電能的連續(xù)傳輸。

        刷絲材料和導(dǎo)電環(huán)必須具有超高的耐磨性能及良好的電接觸性能。眾所周知,在各種貴金屬中,金的化學(xué)性能是最穩(wěn)定的,但是純金很軟,在金和銀中添加合適的合金組分可以消除上述缺點(diǎn)。合金技術(shù)能夠提高金的機(jī)械性能,例如硬度和拉伸強(qiáng)度,而對其電導(dǎo)率沒有不良影響,并能提高對硫和硫化物的穩(wěn)定性。為此,綜合考慮各種因素之后,選用了某有色金屬研究院的金基合金作為刷絲材料和導(dǎo)電環(huán)。該合金的主要成分是金、銀、銅、鎳。

        絕緣介質(zhì)(即絕緣環(huán))要求在高溫、高濕等環(huán)境條件下具有優(yōu)異的絕緣性能,同時(shí)還需具有較好加工性能,因此,絕緣介質(zhì)材料選擇聚四氟乙烯棒SFBN-1,主要技術(shù)性能見表1,同時(shí)為了在有限空間尺寸范圍內(nèi),提高匯流環(huán)絕緣性能,需對絕緣介質(zhì)進(jìn)行特殊的結(jié)構(gòu)形式設(shè)計(jì)。

        表1 聚四氟乙烯棒SFBN-1主要性能

        2 刷絲滑環(huán)的裝配流程

        刷絲匯流環(huán)裝配主要由圖1所示流程圖組成,以下將具體介紹重要裝配流程。

        裝配流程從配送齊套開始,到檢驗(yàn)合格結(jié)束,共14個(gè)步驟。環(huán)芯和刷絲組合分開裝配,最終總裝,環(huán)芯裝配按層依次安裝,并在焊點(diǎn)處涂膠加固,安裝同時(shí)用兆歐表測試絕緣度,保證每層環(huán)芯都滿足技術(shù)要求。刷絲組合裝配用專業(yè)裝配工具保證壓力和角度,最終焊接之后涂三防漆保證絕緣度。安裝過程中將電源線和信號線分開,并各自導(dǎo)線出線套防波套管屏蔽處理;采用了這些措施,最大限度地抑制了電磁干擾對刷絲滑環(huán)的影響。

        圖1 刷絲匯流環(huán)裝配流程圖

        3 刷絲滑環(huán)裝配的關(guān)鍵技術(shù)

        3.1固化芯線長度

        對于芯線出線尺寸,芯線剝線長度都做到精確測量。引線焊接時(shí),應(yīng)盡量減少導(dǎo)線焊接根部的焊錫浸潤量(注意焊接時(shí)間),以保持導(dǎo)線根部的柔軟性,便于進(jìn)行下一步的走線操作,提高導(dǎo)線焊接的可靠性。

        3.2優(yōu)化穿線工序

        在導(dǎo)電環(huán)裝配過程中必須嚴(yán)格控制走線方向,優(yōu)化穿線方式,操作者將加工處理好的電纜從穿線孔穿出,出線長度達(dá)到最佳標(biāo)準(zhǔn)時(shí),然后在進(jìn)行剝線焊接,最后成型。導(dǎo)線在絕緣環(huán)的走線槽內(nèi)及導(dǎo)線穿過內(nèi)軸的過線孔處填充硅橡膠,增強(qiáng)導(dǎo)線的抗拉性,避免拉扯導(dǎo)線造成焊點(diǎn)脫落。

        3.3分層焊接檢測

        環(huán)芯焊接裝配完成后維修、返工工作量巨大,根據(jù)多年裝配經(jīng)驗(yàn),導(dǎo)電環(huán)絕緣電阻不滿足要求的不合格現(xiàn)象最為常見,因此嚴(yán)格進(jìn)行環(huán)芯焊接裝配質(zhì)量把控,提高環(huán)芯焊接裝配合格率尤為重要。

        環(huán)芯焊接裝配前首先用無水乙醇清洗所有的絕緣環(huán),環(huán)芯焊接裝配過程中要保證絕緣環(huán)表面清潔。每層導(dǎo)電環(huán)安裝和焊接前后都必須用兆歐表對導(dǎo)電環(huán)進(jìn)行導(dǎo)電環(huán)之間及導(dǎo)電環(huán)對地絕緣電阻測試,保證每層導(dǎo)電環(huán)在焊接裝配過程中的絕緣電阻滿足設(shè)計(jì)要求。環(huán)芯整體焊接裝配完成之后,需在此對每層導(dǎo)電環(huán)的絕緣電阻進(jìn)行測試,保證環(huán)芯一次焊接裝配合格率。

        4 總結(jié)

        刷絲滑環(huán)是現(xiàn)代雷達(dá)發(fā)展的重要趨勢,刷絲滑環(huán)精密裝配技術(shù)作為雷達(dá)的關(guān)鍵技術(shù)之一必將具有重要研究價(jià)值和廣闊的應(yīng)用前景。以上簡述了刷絲滑環(huán)設(shè)計(jì)及裝配中應(yīng)注意的幾個(gè)問題,實(shí)踐證明這種刷絲滑環(huán)的總體布局、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、材料選用、加工工藝和裝配等方面采取的措施是比較成功的,為制造其他同類產(chǎn)品提供了借鑒。

        [1]薛萍,羅新華,冷勇,鄭傳業(yè),等.大電流旋轉(zhuǎn)電滑環(huán)的研制[J].光纖與電纜及其應(yīng)用技術(shù),2008,6:09-12.

        [2]豐愛國.匯流柱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)實(shí)踐拾零[J].電子機(jī)械工程,2001,2:25-27.

        [3]衣偉,毛書勤.圓柱式通孔導(dǎo)電環(huán)裝配工藝技術(shù)[J].電子工藝技術(shù),2010,9:293-295.

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