刷丝滑环的精密装配技术

时间：2024-09-03

中国电子科技集团公司第三十八研究所王明峰

刷丝滑环的精密装配技术

中国电子科技集团公司第三十八研究所王明峰

作为雷达生产制造过程中的一个环节，滑环装配的精度与效率将直接影响产品的质量、成本与生产效率。本文介绍了导电滑环的主要用途及分类；介绍了叠片式刷丝滑环的内部结构和工作原理。着重阐述了刷丝滑环的装配流程，并探讨了刷丝滑环装配的关键技术及解决措施；最后总结了刷丝滑环装配过程中应注意的主要问题。

雷达制造；刷丝滑环；装配

0　前言

近年来通信技术飞速发展，通信系统的传输容量和传输距离不断提高，各种新型的通信器件层出不穷。在信号传输过程中，有时需要在静止平台与转动平台之间不间断地传输信号和电能，这时就需要导电滑环，也称汇流环。导电滑环广泛应用于不同领域中，如雷达系统，石油开采设备，海底机器人，战车的旋转塔台，航天领域的飞行器，军事上的战船的海底水声系统以及医疗设备CT扫描系统等等。

导电滑环按电接触副分主要分为电刷滑环和刷丝滑环，刷丝滑环以其体积小、重量轻、性能指标好的特点，成为导电滑环的主要发展方向。本文以一种常用的叠片式刷丝滑环为例，介绍了刷丝滑环的结构和工作原理；着重阐述了刷丝滑环的装配流程，并探讨了刷丝滑环装配的关键技术及解决措施；最后总结了刷丝滑环装配过程中应注意的主要问题。

1　导电滑环的结构及工作原理

36路信号刷丝滑环，一般导电滑环都是由导电环，绝缘环，内轴，外壳，刷丝，印制板组成。导电环与绝缘环间隔固定压装在中心轴上，不同通道的导电环通过绝缘环相互隔开，可以保证通道相互之间及通道对地的绝缘；刷丝焊接在印制板上，通过印制板安装在滑环外壳上，高弹性刷丝通过预设压力与导电环保持可靠电接触，保证滑环转动过程中电信号、电能的连续传输。

刷丝材料和导电环必须具有超高的耐磨性能及良好的电接触性能。众所周知，在各种贵金属中，金的化学性能是最稳定的，但是纯金很软，在金和银中添加合适的合金组分可以消除上述缺点。合金技术能够提高金的机械性能，例如硬度和拉伸强度，而对其电导率没有不良影响，并能提高对硫和硫化物的稳定性。为此，综合考虑各种因素之后，选用了某有色金属研究院的金基合金作为刷丝材料和导电环。该合金的主要成分是金、银、铜、镍。

绝缘介质（即绝缘环）要求在高温、高湿等环境条件下具有优异的绝缘性能，同时还需具有较好加工性能，因此，绝缘介质材料选择聚四氟乙烯棒SFBN-1，主要技术性能见表1，同时为了在有限空间尺寸范围内，提高汇流环绝缘性能，需对绝缘介质进行特殊的结构形式设计。

表1　聚四氟乙烯棒SFBN-1主要性能

2　刷丝滑环的装配流程

刷丝汇流环装配主要由图1所示流程图组成，以下将具体介绍重要装配流程。

装配流程从配送齐套开始，到检验合格结束，共14个步骤。环芯和刷丝组合分开装配，最终总装，环芯装配按层依次安装，并在焊点处涂胶加固，安装同时用兆欧表测试绝缘度，保证每层环芯都满足技术要求。刷丝组合装配用专业装配工具保证压力和角度，最终焊接之后涂三防漆保证绝缘度。安装过程中将电源线和信号线分开，并各自导线出线套防波套管屏蔽处理；采用了这些措施，最大限度地抑制了电磁干扰对刷丝滑环的影响。

图1　刷丝汇流环装配流程图

3　刷丝滑环装配的关键技术

3.1固化芯线长度

对于芯线出线尺寸，芯线剥线长度都做到精确测量。引线焊接时，应尽量减少导线焊接根部的焊锡浸润量（注意焊接时间），以保持导线根部的柔软性，便于进行下一步的走线操作，提高导线焊接的可靠性。

3.2优化穿线工序

在导电环装配过程中必须严格控制走线方向，优化穿线方式，操作者将加工处理好的电缆从穿线孔穿出，出线长度达到最佳标准时，然后在进行剥线焊接，最后成型。导线在绝缘环的走线槽内及导线穿过内轴的过线孔处填充硅橡胶，增强导线的抗拉性，避免拉扯导线造成焊点脱落。

3.3分层焊接检测

环芯焊接装配完成后维修、返工工作量巨大，根据多年装配经验，导电环绝缘电阻不满足要求的不合格现象最为常见，因此严格进行环芯焊接装配质量把控，提高环芯焊接装配合格率尤为重要。

环芯焊接装配前首先用无水乙醇清洗所有的绝缘环，环芯焊接装配过程中要保证绝缘环表面清洁。每层导电环安装和焊接前后都必须用兆欧表对导电环进行导电环之间及导电环对地绝缘电阻测试，保证每层导电环在焊接装配过程中的绝缘电阻满足设计要求。环芯整体焊接装配完成之后，需在此对每层导电环的绝缘电阻进行测试，保证环芯一次焊接装配合格率。