[发明专利]一种圆柱式导电滑环电接触磨损实验台

说明书

技术领域

本发明涉及一种磨损实验平台，特别涉及一种圆柱式导电滑环电接触磨损实验台。

背景技术

导电滑环是实现两个相对转动机构的信号及电流传递的精密输电装置。由导电环、刷丝、组合支架、精密轴承、防尘罩及其它辅助件等组成。它是各种精密转台、离心机和惯导设备的关键器件。随着其生产标准化和批量化发展，导电滑环已被广泛应用于安防、工厂自动化、电力、金融、仪表、航空、军事、运输、建筑等机电设备上。

导电滑环结构分为圆柱式、圆盘式。圆柱式滑环的环道是均匀排列在同一个圆柱面上；圆盘式滑环的环道是同心的，就象在唱机唱片上的沟一样，目前大部分都采用圆柱式滑环。导电环体表面经多层贵金属镀覆处理；电刷采用金合金丝材制成，借助电刷的弹性压力与导电环环道槽滑动接触来传递信号及电流。是各种精密转台、离心机等设备的关键器件。具有安全、可靠、稳定、耐低温、免维护以及增长的使用寿命特点。

导电滑环的主要技术指标包括环路额定电流、通道数、绝缘电阻、抗电强度、动静态接触电阻变化值以及工作转速等。在导电滑环的使用过程中会出现导电环与刷丝之间的电接触状态下的摩擦磨损以及接触电阻不稳等问题，这些严重影响了导电滑环的使用性能。因此设计出专门的电接触磨损测试装置，对导电滑环的载流磨损特性进行研究就具有十分重要的现实意义。

目前虽然已有一些摩擦磨损试验设备，但有关电接触滑动摩擦磨损试验设备的设计和研制极少，尤其是轻载弱电接触条件下的摩擦磨损试验设备设计和制造方面的研究，目前未见相关报道。根据精密导电滑环的轻载弱电接触实际工作特点，研制了一种圆柱式导电滑环电接触磨损试验台。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种能够模拟圆柱式导电滑环真实工作状态的试验台，它能对导电环及刷丝的电接触滑动摩擦磨损和动态接触电阻状态进行检测分析，其工作参数调节范围宽，操作方便。

本圆柱式导电滑环电接触磨损试验台包括机械装置和电气装置。机械装置包括底座、支撑立柱、上托板、驱动电机、联轴器、主动轴、从动轴、左顶尖、右顶尖、拨销、可调支座、滑动座、铰座、摆臂、钳臂、带座轴承、板簧、调节螺钉、锁紧螺母和销轴。机械装置的作用是给被测导电环提供准确可靠的定位、安装及可调的平稳转速，形成被测滑环电刷丝与导电环之间相对位置及设定的压紧力。电气装置包括驱动电机调速器、摩擦力测量传感器、正压力测量传感器及其调理电路、数显表头、数显计数器、标准驱动电压电流源和接触电阻测力仪。

底座上安装有支撑立柱、驱动电机、滑动座，支撑立柱上安装了上托板以便放置标准驱动电压电流源和接触电阻测量仪。驱动电机通过联轴器带动主动轴以设定的转速匀速旋转，主动轴及从动轴的一端有锥孔及倒角锥面，锥孔用于安装顶尖，以便导电环导电环两端内圆柱孔定位，倒角锥面用于导电环导电环外圆柱面定位，被测的导电环由主动轴及从动轴上的锥孔锥面或安装的顶尖支撑定位，通过拨销带动旋转，旋转的圈数通过数显计数器记录。从动轴安装在可调支座上，可以适应不同长度滑环的测量要求。滑动座上安装一个铰座，铰座上通过一个销轴安装一个可以摆动的摆臂，摆臂上通过两个销轴安装了上下两个钳臂，被测的两段刷丝分别固定在这两个钳臂上，同时与同一个导电环环槽接触，做无润滑滑动摩擦，两段刷丝与一个被测导电环环槽串联接入到一个标准低电阻测量仪中，所测量的接触电阻为两个刷丝与导电环环槽滑动副接触电阻之和，即刷丝与导电环环槽的接触电阻为所测量的接触电阻的一半值。这样的结构可以消除导电环与其他信号导出件之间附加接触电阻的影响，使测量结果更准确。

滑动座可以左右调整位置以便测量不同位置环槽与刷丝的接触电阻。摩擦实验均在无润滑条件下进行，钳臂的压紧力来自于后端板簧的弹力，利用杠杆原理转化为钳臂的夹紧力，调节螺钉的位置可以调节力的大小。在下钳臂后端安装一个测量加载压力的力传感器，在滑动座上还安装一个测量摩擦力的力传感器。在导电环转动时，两个刷丝与导电环环槽之间的摩擦力使摆臂产生摆动力矩，从而作用到测量摩擦力的力传感器上。通过这两个传感器及调理电路模块可以测量加载压力及摩擦力，测量数据可以显示在前面板上，数显计数器用来记录磨损转动圈数。

为了模拟真实的工作状态的被测滑环及刷丝的磨损状态，还可以将被测导电环及刷丝回路连接到一个标准电压电流源，通过设定不同的电压和电流，研究带电状态下的摩擦力及磨损程度的规律。所有测量数据可以通过一个数据采集卡采集并存储到计算机，以便分析处理。