O que é um anel deslizante?
Um anel deslizante é um dispositivo eletromecânico que, em combinação com escovas, permite a transmissão de energia e sinais elétricos de uma estrutura estacionária para uma rotativa. Também chamado de junta elétrica rotativa, coletor ou tornel elétrico, um anel deslizante pode ser usado em qualquer sistema eletromecânico que requeira rotação desenfreada, intermitente ou contínua durante a transmissão de energia, sinais analógicos, digitais ou RF e / ou dados. Pode melhorar o desempenho mecânico, simplificar a operação do sistema e eliminar fios sujeitos a danos pendurados em juntas móveis.
Embora o objetivo principal do anel deslizante seja transmitir energia e sinais elétricos, as dimensões físicas, o ambiente operacional, as velocidades de rotação e as restrições econômicas geralmente afetam o tipo de embalagem que deve ser empregada.
Os requisitos do cliente e os objetivos de custo são elementos críticos na condução das decisões que levam ao desenvolvimento de um projeto de anel deslizante bem-sucedido. Os quatro elementos principais são:
■ especificações elétricas
■ embalagem mecânica
■ ambiente operacional
■ custo
Especificações Eletricas
Os anéis deslizantes são usados para transmitir energia, sinais analógicos de RF e dados por meio de uma unidade rotativa. O número de circuitos, tipos de sinais e os requisitos de imunidade a ruído elétrico do sistema desempenham um papel importante na determinação das restrições de projeto físico impostas ao projeto do anel deslizante. Os circuitos de alta potência, por exemplo, requerem caminhos condutores maiores e maior espaçamento entre os caminhos para aumentar a rigidez dielétrica. Os circuitos analógicos e de dados, embora fisicamente mais estreitos do que os circuitos de alimentação, também requerem cuidado em seu projeto para minimizar os efeitos de cross-talk ou interferência entre os caminhos do sinal. Para aplicações de baixa velocidade e baixa corrente, um sistema de contato de anel / escova de ouro sobre ouro pode ser empregado. Essa combinação produz as menores configurações de embalagem, conforme mostrado nos anéis coletores de cápsula compactos AOOD. Para maiores necessidades de velocidade e corrente, a incorporação de escovas de grafite de prata composta e anéis de prata são usados. Esses conjuntos normalmente requerem tamanhos de pacote maiores e são mostrados abaixo dos anéis coletores de orifício. Usando qualquer um dos métodos, a maioria dos circuitos de anel deslizante exibe mudanças na resistência de contato dinâmico de aproximadamente 10 miliohms.
Embalagem Mecânica
As considerações de embalagem ao projetar um anel deslizante geralmente não são tão diretas quanto os requisitos elétricos. Muitos projetos de anel deslizante requerem cabeamento e eixo de instalação ou mídia para passar pelo anel deslizante. Esses requisitos geralmente ditam as dimensões do diâmetro interno da unidade. AOOD oferece uma variedade de conjuntos de anel deslizante de furo passante. Outros projetos exigem que um anel deslizante seja extremamente pequeno do ponto de vista do diâmetro ou da altura. Em outros casos, o espaço disponível para o anel deslizante é limitado, exigindo que os componentes do anel deslizante sejam fornecidos separadamente, ou que o anel deslizante seja integrado a um motor, sensor de posição, junta rotativa de fibra óptica ou junta rotativa RF em um pacote integrado . Com base em tecnologias sofisticadas de anel deslizante, AOOD permite que todos esses requisitos complexos possam ser atendidos em um sistema de anel deslizante compacto completo.
Ambiente operacional
O ambiente sob o qual o anel coletor deve operar tem influência no projeto do anel coletor de várias maneiras. A velocidade de rotação, temperatura, pressão, umidade, choque e vibração e exposição a materiais corrosivos afetam a seleção do rolamento, a seleção do material externo, as montagens de flange e até mesmo as opções de cabeamento. Como prática padrão, AOOD utiliza carcaça de alumínio leve para seu anel deslizante embalado. A caixa de aço inoxidável é mais pesada, mas é necessária para ambientes marítimos, subaquáticos, corrosivos e outros ambientes agressivos.
Como especificar um anel deslizante
Os anéis deslizantes sempre fazem parte de um mecanismo maior, com a necessidade de passar energia elétrica específica e circuitos de sinal por meio de uma superfície giratória. O mecanismo do qual o anel deslizante faz parte opera em um ambiente como uma aeronave ou um sistema de antena de radar. Portanto, para criar um projeto de anel deslizante que terá sucesso em sua aplicação, três critérios devem ser satisfeitos:
1. Dimensões físicas, incluindo arranjo de fixação e recursos de rotatividade
2. Descrição dos circuitos necessários, incluindo corrente e tensão máximas
3. Ambiente operacional, incluindo temperatura, umidade, requisitos de névoa salina, choque, vibração
Requisitos mais detalhados do anel deslizante incluem:
■ Resistência máxima entre rotor e estator
■ Isolamento entre circuitos
■ Isolamento de fontes EMI fora do alojamento do anel deslizante
■ Torque inicial e operacional
■ Peso
■ Descrições de circuitos de dados
Recursos extras comuns que podem ser incorporados em um conjunto de anel deslizante incluem:
■ Conectores
■ Resolver
■ Codificador
■ Uniões rotativas de fluido
■ Uniões rotativas coaxiais
■ Juntas rotativas de fibra óptica
AOOD o ajudará a especificar sua necessidade de anel deslizante e selecionar o modelo ideal para seus requisitos de projeto.