Co to jest pierścień ślizgowy?

Pierścień ślizgowy to urządzenie, które umożliwia przesyłanie prądu elektrycznego lub sygnału między źródłem statycznym a obracającym się obiektem bez użycia fizycznego połączenia przewodowego między nimi. Układ pierścieni ślizgowych zapewnia to połączenie z przewodzącym pierścieniem zamocowanym wokół obracającego się elementu i obciążoną sprężyną szczotką lub stykiem na elemencie statycznym. Szczotka ta opiera się o obracający się pierścień i utrzymuje z nim stały kontakt elektryczny, podczas gdy pozostaje nieruchoma. Urządzenia z pierścieniami ślizgowymi mają różne zastosowania.

Przepływ prądu lub sygnału między obracającymi się i stacjonarnymi obiektami stwarza inżynierską zagadkę, którą najlepiej rozwiązać za pomocą styku ślizgowego o niskim współczynniku tarcia między nimi. W zastosowaniach z wirnikiem, na przykład w generatorach i silnikach, najlepszym sposobem na osiągnięcie tego jest użycie solidnego pierścienia ślizgowego. Składa się on z przewodzącego pierścienia, zwykle wykonanego z wysokiej jakości polerowanej miedzi, który biegnie wokół wału wirnika. Pierścień ten jest izolowany od wału i podłączony do uzwojeń wirnika. Szczotka sprężynowa przenosząca prąd elektryczny jest umieszczona tak, że utrzymuje stały nacisk na pierścień podczas jego ruchu obrotowego, w ten sposób zamykając obwód.

Szczotki są zwykle wykonane z materiału przewodzącego, takiego jak węgiel, który jest bardziej miękki niż pierścień. Ten materiał zapewnia, że ​​szczotka, a nie pierścień, zużywa się jako pierwsza, ponieważ szczotka jest łatwiejsza i tańsza w wymianie, gdy się zużyje. W zastosowaniach, które wymagają połączenia o niskiej rezystancji, rtęć może zastąpić szczotki węglowe. Jednak ze względu na swoją toksyczność nie może być stosowany w przemyśle farmaceutycznym lub spożywczym, gdzie zanieczyszczenie rtęcią stanowi zagrożenie dla zdrowia.

Zastosowanie systemu pierścieni ślizgowych nie ogranicza się do przepływu prądu elektrycznego. To przeniesienie również nie jest ograniczone do przejścia statycznego do wirnika; prąd, sygnał lub dane mogą być przesyłane z elementu wirującego do elementu statycznego. Dopóki powierzchnie szczotki i pierścienia są utrzymywane w czystości i wolne od korozji i wiórów, połączenie pierścienia ślizgowego może być bardzo „czyste” z minimalną ilością iskrzenia, zakłóceń danych i szumów audio. Zastosowania pierścieni ślizgowych obejmują obracające się sygnały lub lampy ostrzegawcze, alternatory, generatory i elektryczne silniki z pierścieniami ślizgowymi, a także wykorzystuje się różne konstrukcje i materiały pierścieni i styków.