giant Technology|novo v industriji|8. januar 2025
1. Pregled prevodnih drsnih obročev
1.1 Opredelitev
Prevodni drsni obroči, znani tudi kot kolektorski obroči, rotacijski električni vmesniki, drsni obroči, kolektorski obroči itd., so ključne elektromehanske komponente, ki uresničujejo prenos električne energije in signalov med dvema relativno vrtečima se mehanizmoma. Na mnogih področjih, ko ima oprema rotacijsko gibanje in mora vzdrževati stabilen prenos moči in signalov, postanejo prevodni drsni obroči nepogrešljiva komponenta. Podira omejitve tradicionalnih žičnih povezav pri vrtečih se scenarijih, kar omogoča, da se oprema vrti za 360 stopinj brez omejitev, s čimer se izognete težavam, kot sta zapletanje in zvijanje žice. Široko se uporablja v vesoljstvu, industrijski avtomatizaciji, medicinski opremi, proizvodnji vetrne energije, varnostnem nadzoru, robotih in drugih industrijah ter zagotavlja trdno jamstvo za različne kompleksne elektromehanske sisteme za doseganje večnamenskega, visoko natančnega in neprekinjenega rotacijskega gibanja. Lahko ga imenujemo "živčni center" sodobne vrhunske inteligentne opreme.
1.2 Načelo delovanja
Osnovno načelo delovanja prevodnega drsnega obroča temelji na tehnologiji prenosa toka in rotacijske povezave. V glavnem je sestavljen iz dveh delov: prevodnih ščetk in drsnih obročev. Del drsnega obroča je nameščen na vrtljivi gredi in se vrti z gredjo, medtem ko je prevodna krtača pritrjena v mirujočem delu in je v tesnem stiku z drsnim obročem. Ko je treba prenesti tok ali signal med vrtečimi se deli in fiksnimi deli, se prek drsnega kontakta med prevodno krtačo in drsnim obročem vzpostavi stabilna električna povezava, da se ustvari tokovna zanka. Ko se oprema vrti, se drsni obroč še naprej vrti, kontaktna točka med prevodno krtačo in drsnim obročem pa se spreminja. Vendar pa zaradi elastičnega pritiska krtače in razumne strukturne zasnove oba vedno ohranjata dober stik, kar zagotavlja neprekinjen in stabilen prenos električne energije, krmilnih signalov, podatkovnih signalov itd., s čimer se doseže neprekinjeno napajanje in informacije interakcija rotirajočega telesa med gibanjem.
1.3 Strukturna sestava
Struktura prevodnega drsnega obroča zajema predvsem ključne komponente, kot so drsni obroči, prevodne ščetke, statorji in rotorji. Drsni obročki so običajno izdelani iz materialov z odličnimi prevodnimi lastnostmi, kot so zlitine plemenitih kovin, kot so baker, srebro in zlato, ki lahko ne samo zagotovijo nizek upor in visoko učinkovit prenos toka, ampak imajo tudi dobro odpornost proti obrabi in korozijo z dolgotrajnim rotacijskim trenjem in zapletenimi delovnimi okolji. Prevodne ščetke so večinoma izdelane iz zlitin plemenitih kovin ali grafita in drugih materialov z dobro prevodnostjo in samomazljivostjo. So posebne oblike (kot je tip "II") in so simetrično dvojno v stiku z obročnim utorom drsnega obroča. S pomočjo elastičnega pritiska ščetke se tesno prilegajo drsnemu obroču in tako dosežejo natančen prenos signalov in tokov. Stator je stacionarni del, ki povezuje fiksno strukturno energijo opreme in zagotavlja stabilno podporo za prevodno krtačo; rotor je vrtljivi del, ki je povezan z vrtljivo strukturo opreme in se vrti sinhrono z njo, pri čemer se drsni obroč vrti. Poleg tega vključuje tudi pomožne komponente, kot so izolacijski materiali, lepilni materiali, kombinirani nosilci, natančni ležaji in pokrovi proti prahu. Izolacijski materiali se uporabljajo za izolacijo različnih prevodnih poti za preprečevanje kratkih stikov; lepilni materiali zagotavljajo stabilno kombinacijo med komponentami; kombinirani nosilci nosijo različne komponente, ki zagotavljajo splošno trdnost konstrukcije; natančni ležaji zmanjšajo rotacijski upor trenja in izboljšajo natančnost in gladkost vrtenja; pokrovi proti prahu preprečujejo vdor prahu, vlage in drugih nečistoč ter ščitijo notranje natančne komponente. Vsak del se dopolnjuje, da zagotovi stabilno in zanesljivo delovanje prevodnega drsnega obroča.
2. Prednosti in značilnosti prevodnih drsnih obročev
2.1 Zanesljivost prenosa moči
Pod pogojem neprekinjenega vrtenja opreme ima prevodni drsni obroč odlično stabilnost pri prenosu moči. V primerjavi s tradicionalnim načinom žične povezave se navadne žice, ko se deli opreme vrtijo, zelo enostavno zapletejo in prepognejo, kar povzroči poškodbe linije in prekinitev tokokroga, prekine prenos električne energije in resno vpliva na delovanje opreme. Prevodni drsni obroč ustvari zanesljivo tokovno pot skozi natančen drsni kontakt med krtačo in drsnim obročem, kar lahko zagotovi neprekinjeno in stabilno dobavo toka ne glede na to, kako se oprema vrti. Na primer, v vetrni turbini se lopatice vrtijo z veliko hitrostjo z vetrom, hitrost pa lahko doseže več kot deset vrtljajev na minuto ali celo več. Generator mora energijo vetra nenehno pretvarjati v električno energijo in jo prenašati v električno omrežje. Prevodni drsni obroč, nameščen v kabini, ima stabilno zmogljivost prenosa moči, ki zagotavlja, da se med dolgotrajnim in neprekinjenim vrtenjem rezil električna energija gladko prenaša od rotirajočega konca generatorja do stacionarnega statorja in zunanjega električnega omrežja. , izogibanje prekinitvam proizvodnje električne energije zaradi težav z napeljavami, močno izboljšanje zanesljivosti in učinkovitosti proizvodnje električne energije sistema za proizvodnjo vetrne energije ter postavitev temeljev za neprekinjeno oskrbo s čisto energije.
2.2 Kompaktna oblika in priročna namestitev
Prevodni drsni obroč ima prefinjeno in kompaktno konstrukcijsko zasnovo ter ima pomembne prednosti pri izrabi prostora. Ker se sodobna oprema razvija v smeri miniaturizacije in integracije, postaja notranji prostor vse bolj dragocen. Tradicionalne zapletene povezave z ožičenjem zavzamejo veliko prostora in lahko povzročijo tudi težave z motnjami na liniji. Prevodni drsni obroči združujejo več prevodnih poti v kompaktno strukturo in učinkovito zmanjšujejo kompleksnost notranjega ožičenja opreme. Za primer vzemimo pametne kamere. Obrniti se morajo za 360 stopinj, da zajemajo slike in prenašajo video signale, krmilne signale in napajanje hkrati. Če se uporablja navadno ožičenje, so linije neurejene in se zlahka blokirajo na vrtljivih spojih. Vgrajeni mikro prevodni drsni obročki, ki imajo običajno le nekaj centimetrov v premeru, lahko integrirajo večkanalni prenos signala. Ko se kamera prožno vrti, so linije pravilne in enostavne za namestitev. Enostavno ga je mogoče integrirati v ozko ohišje kamere, ki ne le izpolnjuje funkcionalne zahteve, ampak tudi naredi celotno napravo preprostega videza in kompaktne velikosti. Enostaven za namestitev in uporabo v različnih scenarijih spremljanja, kot so PTZ kamere za varnostni nadzor in panoramske kamere za pametne domove. Podobno na področju brezpilotnih letal, da bi dosegli funkcije, kot so prilagoditev položaja leta, prenos slike in napajanje krmiljenja leta, kompaktni prevodni drsni obroči omogočajo brezpilotnim letalom, da dosežejo večkratni prenos signala in moči v omejenem prostoru, zmanjšajo težo in hkrati zagotovijo zmogljivost letenja ter izboljšanje prenosljivosti in funkcionalne integracije opreme.
2.3 Odpornost proti obrabi, odpornost proti koroziji in visoka temperaturna stabilnost
V zapletenih in težkih delovnih okoljih imajo prevodni drsni obroči odlično toleranco s posebnimi materiali in izvrstno izdelavo. Kar zadeva izbiro materiala, so drsni obročki večinoma izdelani iz zlitin plemenitih kovin, odpornih proti obrabi in koroziji, kot so zlato, srebro, platinske zlitine ali posebej obdelane bakrove zlitine. Krtače so narejene iz materialov na osnovi grafita ali ščetk iz plemenitih kovin z dobrim samomazanjem za zmanjšanje koeficienta trenja in zmanjšano obrabo. Na ravni proizvodnega procesa se uporablja natančna strojna obdelava, da se zagotovi tesno prileganje ščetk in drsnih obročev in enakomeren stik, površina pa je obdelana s posebnimi premazi ali prevleko za izboljšanje zaščitnega učinka. Če vzamemo za primer industrijo vetrne energije, so vetrne turbine na morju dolgo časa v morskem okolju z visoko vlažnostjo in slano meglo. Velika količina soli in vlage v zraku je izjemno jedka. Hkrati temperatura v pestu ventilatorja in kabini med delovanjem močno niha, vrtljivi deli pa so v stalnem trenju. V tako težkih delovnih pogojih se lahko prevodni drsni obroč učinkovito upre koroziji in vzdržuje stabilno električno delovanje z visokokakovostnimi materiali in zaščitno tehnologijo, kar zagotavlja stabilno in zanesljivo moč in prenos signala ventilatorja med desetletja dolgim ciklom delovanja, kar močno zmanjša pogostost vzdrževanja in zmanjšanje obratovalnih stroškov. Drug primer je periferna oprema talilne peči v metalurški industriji, ki je napolnjena z visoko temperaturo, prahom ter močnimi kislimi in alkalnimi plini. Visokotemperaturna odpornost in odpornost proti koroziji prevodnega drsnega obroča omogočata stabilno delovanje v vrtečih se napravah za distribucijo materiala, merjenje temperature in krmiljenje visokotemperaturne peči, kar zagotavlja nemoten in neprekinjen proizvodni proces ter izboljša splošno vzdržljivost opremo ter zmanjševanje izpadov, ki jih povzročajo okoljski dejavniki, kar zagotavlja trdno podporo za učinkovito in stabilno delovanje industrijske proizvodnje.
3. Analiza področja uporabe
3.1 Industrijska avtomatizacija
3.1.1 Roboti in robotske roke
V procesu industrijske avtomatizacije je razširjena uporaba robotov in robotskih rok postala ključna gonilna sila za izboljšanje proizvodne učinkovitosti in optimizacijo proizvodnih procesov, prevodni drsni obroči pa imajo pri tem nepogrešljivo vlogo. Spoji robotov in robotskih rok so ključna vozlišča za doseganje fleksibilnega gibanja. Ti sklepi se morajo nenehno vrteti in upogibati, da dokončajo zapletene in raznolike naloge, kot so prijemanje, rokovanje in sestavljanje. Prevodni drsni obroči so nameščeni na spojih in lahko stabilno prenašajo moč in krmilne signale na motorje, senzorje in različne krmilne komponente, medtem ko se sklepi nenehno vrtijo. Če za primer vzamemo avtomobilsko proizvodno industrijo, mora robotska roka v proizvodni liniji za varjenje karoserije natančno in hitro zvariti in sestaviti različne dele v okvir karoserije. Visokofrekvenčno vrtenje njegovih sklepov zahteva neprekinjeno napajanje in prenos signala. Prevodni drsni obroč zagotavlja nemoteno delovanje robotske roke pri zapletenih akcijskih sekvencah, kar zagotavlja stabilnost in učinkovitost varilnega procesa, kar močno izboljša stopnjo avtomatizacije in učinkovitost proizvodnje avtomobilov. Podobno v industriji logistike in skladiščenja roboti, ki se uporabljajo za razvrščanje in paletiranje tovora, uporabljajo prevodne drsne obroče za doseganje fleksibilnega gibanja sklepov, natančno prepoznavanje in zajemanje tovora, prilagajanje različnim vrstam tovora in postavitvam skladiščenja, pospeševanje logističnega prometa in zmanjšanje stroškov dela.
3.1.2 Oprema proizvodne linije
Na industrijskih proizvodnih linijah številne naprave vsebujejo vrtljive dele, prevodni drsni obroči pa zagotavljajo ključno podporo za vzdrževanje neprekinjenega delovanja proizvodne linije. Kot običajna pomožna oprema za obdelavo se vrtljiva miza pogosto uporablja v proizvodnih linijah, kot je pakiranje hrane in elektronska proizvodnja. Nenehno se mora vrteti, da se doseže večplastna obdelava, testiranje ali pakiranje izdelkov. Prevodni drsni obroč zagotavlja neprekinjeno oskrbo z električno energijo med vrtenjem vrtljive mize in natančno prenaša krmilni signal na napeljava, senzorje za zaznavanje in druge komponente na mizi, da zagotovi kontinuiteto in natančnost proizvodnega procesa. Na liniji za pakiranje hrane vrtljiva miza na primer poganja izdelek, da dokonča polnjenje, tesnjenje, označevanje in druge postopke v zaporedju. Stabilna zmogljivost prenosa prevodnega drsnega obroča preprečuje izpade, ki jih povzroči navijanje linije ali prekinitev signala, ter izboljša učinkovitost pakiranja in stopnjo kvalifikacije izdelka. Vrtljivi deli, kot so valji in zobniki v tekočem traku, so tudi scenariji uporabe prevodnega drsnega obroča. Zagotavlja stabilen prenos pogonske sile motorja, tako da se lahko materiali proizvodne linije nemoteno prenašajo, sodeluje z opremo navzgor in navzdol za delovanje, izboljša celoten proizvodni ritem, zagotavlja trdno jamstvo za obsežno industrijsko proizvodnjo , in je ena od ključnih komponent sodobne proizvodnje za doseganje učinkovite in stabilne proizvodnje.
3.2 Energija in elektrika
3.2.1 Vetrne turbine
Na področju proizvodnje vetrne energije so prevodni drsni obroči ključno vozlišče za zagotavljanje stabilnega delovanja in učinkovite proizvodnje energije vetrnih turbin. Vetrne turbine so običajno sestavljene iz vetrnih rotorjev, gondol, stolpov in drugih delov. Vetrni rotor zajema energijo vetra in poganja generator v gondoli, da se vrti in proizvaja elektriko. Med njimi je relativno rotacijsko gibanje med pestom vetrne turbine in gondolo, tu pa je nameščen prevodni drsni obroč, ki opravlja nalogo prenosa moči in krmilnih signalov. Po eni strani se izmenični tok, ki ga ustvari generator, prenese v pretvornik v gondoli skozi drsni obroč, pretvori v moč, ki ustreza zahtevam za priključitev na omrežje, in nato prenese v električno omrežje; po drugi strani pa se različni ukazni signali krmilnega sistema, kot so nastavitev nagiba lopatic, nadzor nagiba gondole in drugi signali, natančno prenašajo na aktuator v pestu, da zagotovijo, da vetrna turbina prilagodi svoje stanje delovanja v realnem času glede na spremembe hitrosti in smeri vetra. Po industrijskih podatkih lahko hitrost lopatic vetrne turbine megavatnega razreda doseže 10–20 vrtljajev na minuto. V pogojih tako visoke hitrosti vrtenja prevodni drsni obroč s svojo odlično zanesljivostjo zagotavlja, da se letne ure uporabe vetrnega elektrarnega sistema učinkovito povečajo, in zmanjša izgubo proizvodnje električne energije zaradi okvar prenosa, kar je zelo pomembno za spodbujanje obsežne omrežne povezave čiste energije in pomoč pri preoblikovanju energetske strukture.
3.2.2 Proizvodnja toplotne in vodne energije
V scenarijih proizvodnje toplotne in hidroelektrarne imajo ključno vlogo tudi prevodni drsni obroči. Velika parna turbina v termoelektrarni proizvaja električno energijo z vrtenjem rotorja pri visoki hitrosti. Prevodni drsni obroč se uporablja za povezavo navitja rotorja motorja z zunanjim statičnim tokokrogom, da se doseže stabilen vnos vzbujalnega toka, vzpostavi vrtljivo magnetno polje in zagotovi normalno proizvodnjo električne energije generatorja. Hkrati v krmilnem sistemu pomožne opreme, kot so dovajalniki premoga, puhala, inducirani vlečni ventilatorji in drugi vrteči se stroji, prevodni drsni obroč prenaša krmilne signale, natančno prilagaja parametre delovanja opreme, zagotavlja stabilno delovanje dovoda goriva, prezračevanje in odvajanje toplote ter ohranja učinkovito izhodno moč generatorskega sklopa. Kar zadeva proizvodnjo hidroenergije, se turbinski tekač vrti z veliko hitrostjo pod vplivom vodnega toka in poganja generator za proizvodnjo električne energije. Prevodni drsni obroč je nameščen na glavni gredi generatorja, da zagotovi prenos krmilnih signalov, kot so izhodna moč in regulacija hitrosti ter vzbujanje. Različne vrste hidroelektrarn, kot so običajne hidroelektrarne in črpalne akumulacijske elektrarne, so opremljene s prevodnimi drsnimi obroči različnih specifikacij in zmogljivosti glede na hitrost turbine in delovne pogoje, ki ustrezajo potrebam raznolikih scenarijev proizvodnje hidroelektrarne od nizkega padca do velikega pretok do visokega padca in majhnega pretoka, ki zagotavlja stabilno oskrbo z električno energijo in vnaša enakomeren tok moči v družbeni in gospodarski razvoj.
3.3 Inteligentna varnost in nadzor
3.3.1 Inteligentne kamere
Na področju inteligentnega nadzora varnosti inteligentne kamere zagotavljajo osnovno podporo za vsestransko spremljanje in spremljanje brez mrtvega kota, prevodni drsni obroči pa jim pomagajo prebiti ozko grlo rotacijskega napajanja in prenosa podatkov. Inteligentne kamere se morajo običajno obrniti za 360 stopinj, da razširijo polje spremljanja in zajemajo slike v vseh smereh. To zahteva, da je med postopkom neprekinjenega vrtenja napajanje lahko stabilno, da se zagotovi normalno delovanje kamere, video signali visoke ločljivosti in krmilna navodila pa se lahko prenašajo v realnem času. Prevodni drsni obroči so vgrajeni v spoje pan/nagiba kamere za doseganje sinhronega prenosa moči, video signalov in krmilnih signalov, kar omogoča, da se kamera prilagodljivo obrne na ciljno območje ter izboljša obseg in natančnost spremljanja. V sistemu za spremljanje mestnega prometa inteligentna kroglična kamera na križišču uporablja prevodne drsne obroče za hitro vrtenje, da zajame prometni tok in kršitve ter zagotavlja slike v realnem času za nadzor prometa in obravnavo nesreč; v prizorih varnostnega nadzora v parkih in skupnostih kamera patruljira okoliško okolje v vseh smereh, pravočasno zazna neobičajne situacije in pošlje nazaj v nadzorni center, izboljša zmožnosti varnostnega opozarjanja in učinkovito vzdržuje javno varnost in red.
3.3.2 Radarski nadzorni sistem
Radarski nadzorni sistem opravlja pomembne naloge na področju vojaške obrambe, vremenske napovedi, letalstva itd. Prevodni drsni obroč zagotavlja stabilno in neprekinjeno vrtenje radarske antene za natančno zaznavanje. Na področju vojaškega izvidovanja morajo zemeljski radarji zračne obrambe, ladijski radarji itd. nenehno vrteti anteno za iskanje in sledenje zračnih ciljev. Prevodni drsni obroč zagotavlja, da radar med postopkom skeniranja vrtenja stabilno napaja oddajnik, sprejemnik in druge glavne komponente. Hkrati se signal odmeva zaznanega cilja in signal stanja opreme natančno preneseta v center za obdelavo signalov, kar zagotavlja obveščevalne podatke v realnem času za bojno poveljevanje in pomaga pri obrambi varnosti zračnega prostora. Kar zadeva vremensko napoved, vremenski radar oddaja elektromagnetne valove v ozračje z vrtenjem antene, sprejema odbite odmeve od meteoroloških ciljev, kot so dežne kaplje in ledeni kristali, ter analizira vremenske razmere. Prevodni drsni obroč zagotavlja neprekinjeno delovanje radarskega sistema, prenaša zbrane podatke v realnem času in pomaga meteorološkemu oddelku pri natančnem napovedovanju vremenskih sprememb, kot so padavine in nevihte, zagotavlja ključno osnovo za preprečevanje in ublažitev nesreč ter spremljanje ljudi proizvodnje in življenja na različnih področjih.
3.4 Medicinska oprema
3.4.1 Oprema za medicinsko slikanje
Na področju medicinske diagnostike je oprema za medicinsko slikanje močan pomočnik zdravnikom pri vpogledu v notranja stanja človeškega telesa in pri natančnem diagnosticiranju bolezni. Prevodni drsni obroči zagotavljajo ključno jamstvo za učinkovito delovanje teh naprav. Če za primer vzamemo opremo za CT (računalniško tomografijo) in MRI (slikanje z magnetno resonanco), so v notranjosti vrtljivi deli. Okvir za skeniranje opreme CT se mora vrteti z veliko hitrostjo, da poganja rentgensko cev, da se vrti okoli pacienta za zbiranje podatkov tomografske slike pod različnimi koti; magneti, gradientne tuljave in druge komponente opreme MRI se prav tako vrtijo med postopkom slikanja, da ustvarijo natančne spremembe gradienta magnetnega polja. Prevodni drsni obroči so nameščeni na vrtljivih spojih za stabilen prenos električne energije za pogon vrtljivih delov. Hkrati se velika količina zbranih slikovnih podatkov v realnem času prenese v sistem za računalniško obdelavo, da se zagotovijo jasne in natančne slike, ki zdravnikom zagotavljajo zanesljivo diagnostično osnovo. Glede na povratne informacije o uporabi bolnišnične opreme visokokakovostni prevodni drsni obroči učinkovito zmanjšujejo artefakte, prekinitve signala in druge težave pri delovanju opreme za slikanje, izboljšujejo diagnostično natančnost, igrajo pomembno vlogo pri zgodnjem presejanju bolezni, oceni stanja in drugih povezavah ter zaščititi zdravje pacientov.
3.4.2 Kirurški roboti
Kot najsodobnejša tehnologija, predstavnik sodobne minimalno invazivne kirurgije, kirurški roboti postopoma spreminjajo tradicionalni kirurški model. Prevodni drsni obročki zagotavljajo oporo jedru za natančno in varno kirurško izvedbo. Robotske roke kirurških robotov simulirajo zdravnikove gibe rok in izvajajo občutljive operacije v ozkem kirurškem prostoru, kot so šivanje, rezanje in ločevanje tkiva. Te robotske roke se morajo prožno vrteti z več prostostnimi stopnjami. Prevodni drsni obroči so nameščeni na sklepih, da se zagotovi neprekinjeno napajanje, kar omogoča motorju, da poganja robotske roke, da se natančno premikajo, medtem ko oddajajo povratne signale senzorjev, kar zdravnikom omogoča, da zaznajo povratne informacije o sili na mestu operacije v realnem času in realizirajo sodelovanje človek-stroj.Delovanje. V nevrokirurgiji kirurški roboti uporabljajo stabilno delovanje prevodnih drsnih obročev, da natančno dosežejo drobne lezije v možganih in zmanjšajo tveganje kirurške travme; na področju ortopedske kirurgije robotske roke pomagajo pri vsaditvi protez in pritrjevanju mest zlomov, izboljšajo kirurško natančnost in stabilnost ter spodbujajo razvoj minimalno invazivne kirurgije v natančnejšo in inteligentnejšo smer, kar pacientom omogoča izkušnjo kirurškega zdravljenja z manj travmami in hitreje okrevanje.
IV. Tržno stanje in trendi
4.1 Velikost in rast trga
V zadnjih letih je svetovni trg prevodnih drsnih obročev pokazal stalen trend rasti. Po podatkih avtoritativnih ustanov za tržne raziskave bo velikost svetovnega trga prevodnih drsnih obročev leta 2023 dosegla približno 6,35 milijarde RMB, do leta 2028 pa se pričakuje, da se bo velikost svetovnega trga povzpela na približno 8 milijard RMB s povprečno letno rastjo spojin. stopnja približno 4,0 %. Kar zadeva regionalno porazdelitev, zavzema azijsko-pacifiška regija največji svetovni tržni delež, ki leta 2023 predstavlja približno 48,4 %. To je predvsem posledica živahnega razvoja Kitajske, Japonske, Južne Koreje in drugih držav na področju proizvodnje, elektronska informacijska industrija, nova energija itd., povpraševanje po prevodnih drsnih obročih pa je še vedno veliko. Med njimi je Kitajska kot največja svetovna proizvodna baza vnesla močan zagon na trg prevodnih drsnih obročev s hitrim razvojem panog, kot so industrijska avtomatizacija, inteligentna varnost in nova energetska oprema. Leta 2023 se bo obseg kitajskega trga prevodnih drsnih obročev medletno povečal za 5,6 % in pričakuje se, da bo tudi v prihodnosti ohranjal precejšnjo stopnjo rasti. Pomembna trga sta tudi Evropa in Severna Amerika. S svojim globokim industrijskim temeljem, vrhunskim povpraševanjem na področju letalske in vesoljske industrije in nenehnim posodabljanjem avtomobilske industrije zavzemajo znaten tržni delež, približno 25 % oziroma 20 %, velikost trga pa nenehno raste, kar je v bistvu enako kot stopnja rasti svetovnega trga. S pospešenim napredkom gradnje infrastrukture in industrijske posodobitve v gospodarstvih v vzponu, kot sta Indija in Brazilija, bo trg prevodnih drsnih obročev v teh regijah v prihodnosti pokazal tudi velik potencial rasti in naj bi postal nova točka rasti trga.
4.2 Tekmovalna pokrajina
Trenutno je svetovni trg prevodnih drsnih obročev zelo konkurenčen in na njem je veliko udeležencev. Glavna podjetja zavzemajo velik tržni delež s svojo globoko tehnično akumulacijo, naprednimi zmogljivostmi raziskav in razvoja izdelkov ter obsežnimi tržnimi kanali. Mednarodni velikani, kot so Parker iz Združenih držav, MOOG iz Združenih držav, COBHAM iz Francije in MORGAN iz Nemčije, so se zanašali na svoja dolgoletna prizadevanja na vrhunskih področjih, kot so vesoljska, vojaška in nacionalna obramba, obvladali ključne tehnologije. , imajo odlično zmogljivost izdelka in imajo velik vpliv na blagovno znamko. Imajo vodilni položaj na trgu vrhunskih prevodnih drsnih obročev. Njihovi izdelki se široko uporabljajo v ključni opremi, kot so sateliti, rakete in vrhunska letala, in izpolnjujejo najstrožje industrijske standarde v scenarijih z izjemno visokimi zahtevami glede natančnosti, zanesljivosti in odpornosti na ekstremna okolja. Za primerjavo, domača podjetja, kot so Mofulon Technology, Kaizhong Precision, Quansheng Electromechanical in Jiachi Electronics, so se v zadnjih letih hitro razvila. Z nenehnim povečevanjem vlaganj v raziskave in razvoj so v nekaterih segmentih dosegli tehnološke preboje, pri čemer so postale izrazite prednosti stroškovne učinkovitosti izdelkov. Postopoma so zasegli tržni delež na trgih nižjega in srednjega cenovnega razreda ter postopoma prodrli na trg višjega cenovnega razreda. Na primer, na segmentiranih trgih, kot so drsni obroči robotskih zgibov na področju industrijske avtomatizacije in drsni obroči z video signalom visoke ločljivosti na področju nadzora varnosti, so domača podjetja pridobila naklonjenost številnih lokalnih strank s svojimi lokaliziranimi storitvami in sposobnost hitrega odzivanja na povpraševanje na trgu. Vendar pa so na splošno visokokakovostni prevodni drsni obročki moje države še vedno do neke mere odvisni od uvoza, zlasti pri vrhunskih izdelkih z visoko natančnostjo, ultravisoko hitrostjo in ekstremnimi delovnimi pogoji. Tehnične ovire mednarodnih velikanov so razmeroma visoke, domača podjetja pa morajo še naprej dohitevati, da bi povečala svojo konkurenčnost na svetovnem trgu.
4.3 Trendi tehnoloških inovacij
Če pogledamo v prihodnost, se hitrost tehnoloških inovacij prevodnih drsnih obročev pospešuje, kar kaže na večdimenzionalni razvojni trend. Po eni strani se je pojavila tehnologija drsnih obročev z optičnimi vlakni. Z razširjeno popularizacijo optične komunikacijske tehnologije na področju prenosa podatkov se povečuje število scenarijev prenosa signala, ki zahtevajo višjo pasovno širino in nižje izgube, in pojavili so se drsni obroči iz optičnih vlaken. Uporablja optični prenos signala za zamenjavo tradicionalnega prenosa električnega signala, učinkovito se izogiba elektromagnetnim motnjam in močno izboljša hitrost in zmogljivost prenosa. Postopoma se promovira in uporablja na področjih, kot so rotacijska povezava antene bazne postaje 5G, visokoločljivi videonadzorni pan-tilt in oprema za optično daljinsko zaznavanje v vesolju, ki imajo stroge zahteve glede kakovosti signala in hitrosti prenosa, in pričakuje se, da bo uvedel doba optične komunikacije prevodne tehnologije drsnih obročev. Po drugi strani pa narašča povpraševanje po visokohitrostnih in visokofrekvenčnih drsnih obročih. Na naprednih proizvodnih področjih, kot sta proizvodnja polprevodnikov in preizkušanje elektronske natančnosti, hitrost opreme nenehno narašča in povpraševanje po visokofrekvenčnem prenosu signala je nujno. Raziskave in razvoj drsnih obročev, ki se prilagajajo hitremu in visokofrekvenčnemu stabilnemu prenosu signala, so postale ključne. Z optimizacijo materialov krtač in drsnih obročev ter izboljšanjem zasnove kontaktne strukture je mogoče zmanjšati kontaktni upor, obrabo in slabljenje signala pri vrtenju z visoko hitrostjo, da dosežejo visokofrekvenčni prenos signala na ravni GHz in zagotovijo učinkovito delovanje opreme. . Poleg tega so pomembna razvojna usmeritev tudi miniaturizirani drsni obroči. Z vzponom industrij, kot so internet stvari, nosljive naprave in mikro medicinske naprave, se je povečalo povpraševanje po prevodnih drsnih obročih z majhno velikostjo, nizko porabo energije in večnamensko integracijo. S tehnologijo mikro-nano obdelave in uporabo novih materialov je velikost drsnega obroča zmanjšana na milimetrsko ali celo mikronsko raven, funkcije napajanja, podatkov in prenosa krmilnega signala pa so integrirane za zagotavljanje jedrne moči in interakcije signalov. podporo za mikro-inteligentne naprave, spodbujanje različnih industrij, da se premaknejo v smeri miniaturizacije in inteligence, ter še naprej širiti meje uporabe prevodnih drsnih obročev.
V. Ključni vidiki
5.1 Izbira materiala
Izbira materiala prevodnih drsnih obročev je ključnega pomena in neposredno povezana z njihovo zmogljivostjo, življenjsko dobo in zanesljivostjo. Upoštevati ga je treba celovito na podlagi številnih dejavnikov, kot so scenariji uporabe in trenutne zahteve. Kar zadeva prevodne materiale, drsni obročki običajno uporabljajo zlitine plemenitih kovin, kot so baker, srebro in zlato, ali posebej obdelane bakrove zlitine. Na primer, v elektronski opremi in medicinski opremi za slikanje z zahtevami po visoki natančnosti in nizki odpornosti lahko drsni obročki iz zlitine zlata zagotovijo natančen prenos šibkih električnih signalov in zmanjšajo oslabitev signala zaradi svoje odlične prevodnosti in odpornosti proti koroziji. Za industrijske motorje in vetrno elektrarno z velikim prenosom toka drsni obroči iz bakrene zlitine visoke čistosti ne morejo le izpolniti zahtev za prenos toka, ampak imajo tudi razmeroma nadzorovane stroške. Materiali za čopiče večinoma uporabljajo materiale na osnovi grafita in čopiče iz zlitin plemenitih kovin. Grafitne ščetke imajo dobro samo-mazanje, kar lahko zmanjša koeficient trenja in zmanjša obrabo. Primerni so za opremo z nizko hitrostjo in visoko občutljivostjo na izgubo ščetk. Krtače iz plemenitih kovin (kot so krtače iz paladija in zlatih zlitin) imajo visoko prevodnost in nizek kontaktni upor. Pogosto se uporabljajo v primerih visoke hitrosti, visoke natančnosti in zahtevne kakovosti signala, kot so navigacijski vrtljivi deli vesoljske opreme in mehanizmi za prenos rezin v opremi za proizvodnjo polprevodnikov. Ne smemo zanemariti niti izolacijskih materialov. Pogosti vključujejo politetrafluoroetilen (PTFE) in epoksi smolo. PTFE ima odlično izolacijo, odpornost na visoke temperature in močno kemično stabilnost. Široko se uporablja v prevodnih drsnih obročih vrtljivih spojev mešalnih naprav kemičnih reaktorjev in opreme za globokomorsko raziskovanje v okoljih z visoko temperaturo ter močno kislino in alkalijo, da zagotovi zanesljivo izolacijo med vsako prevodno potjo, prepreči okvare kratkega stika in zagotovi stabilnost delovanje opreme.
5.2 Vzdrževanje in menjava prevodnih ščetk
Kot ključni ranljivi del prevodnega drsnega obroča sta redno vzdrževanje in pravočasna zamenjava prevodne krtače velikega pomena za zagotovitev normalnega delovanja opreme. Ker se bo krtača postopoma obrabljala in proizvajala prah med stalnim tornim stikom z drsnim obročem, se bo kontaktni upor povečal, kar bo vplivalo na učinkovitost prenosa toka in celo povzročilo iskre, prekinitve signala in druge težave, zato je treba redno vzdrževati mehanizem ustanovljena. Na splošno se cikel vzdrževanja giblje od nekaj tednov do nekaj mesecev, odvisno od intenzivnosti delovanja opreme in delovnega okolja. Na primer, prevodne drsne obroče v rudarski opremi in opremi za metalurško obdelavo z močnim onesnaženjem s prahom bo morda treba pregledati in vzdrževati vsak teden; medtem ko se lahko drsni obroči opreme za pisarniško avtomatizacijo z notranjim okoljem in stabilnim delovanjem podaljšajo na več mesecev. Med vzdrževanjem je treba opremo najprej zaustaviti, prekiniti tok drsnega obroča in uporabiti posebna čistilna orodja in reagente za nežno odstranjevanje prahu in olja s površine krtače in drsnega obroča, da ne poškodujete kontaktne površine; hkrati preverite elastični pritisk krtače, da zagotovite, da se tesno prilega drsnemu obroču. Prevelik pritisk lahko hitro poveča obrabo, premajhen pritisk pa lahko povzroči slab kontakt. Ko je krtača obrabljena od ene tretjine do ene polovice svoje prvotne višine, jo je treba zamenjati. Pri zamenjavi ščetke se prepričajte, da uporabljate izdelke, ki ustrezajo originalnim specifikacijam, modelom in materialom, da zagotovite dosledno delovanje kontakta. Po namestitvi je treba ponovno preveriti kontaktni upor in stabilnost delovanja, da se preprečijo okvare in izklopi opreme zaradi težav s ščetkami ter da se zagotovijo nemoteni proizvodni in delovni procesi.
5.3 Preizkus zanesljivosti
Da bi zagotovili, da prevodni drsni obroč deluje stabilno in zanesljivo v zapletenih in kritičnih scenarijih uporabe, je nujno strogo testiranje zanesljivosti. Testiranje odpornosti je osnovni projekt testiranja. Z visoko natančnimi instrumenti za merjenje upora se kontaktni upor vsake poti drsnega obroča meri v različnih delovnih pogojih statične in dinamične rotacije. Vrednost upora mora biti stabilna in izpolnjevati konstrukcijske standarde z zelo majhnim območjem nihanj. Na primer, v drsnih obročkih, ki se uporabljajo v elektronski opremi za natančno testiranje, bodo čezmerne spremembe v kontaktnem uporu povzročile porast napak v preskusnih podatkih, kar bo vplivalo na nadzor kakovosti izdelka. Preizkus vzdržljive napetosti simulira visokonapetostni udar, na katerega lahko naleti oprema med delovanjem. Preizkusna napetost, ki je nekajkrat višja od nazivne napetosti, se za določeno časovno obdobje uporablja za drsni obroč, da se preveri, ali izolacijski material in izolacijska reža lahko učinkovito preneseta, prepreči razpad izolacije in okvare kratkega stika, ki jih povzroči prenapetost med dejansko uporabo, in zagotoviti varnost osebja in opreme. To je še posebej kritično pri testiranju prevodnih drsnih obročev, ki podpirajo napajalne sisteme in visokonapetostno električno opremo. Na področju letalstva morajo biti prevodni drsni obroči satelitov in vesoljskih plovil podvrženi obsežnim preskusom v simuliranih ekstremnih okoljih temperature, vakuuma in sevanja v vesolju, da se zagotovi zanesljivo delovanje v zapletenih kozmičnih okoljih in brezhiben prenos signala in moči; drsni obroči avtomatiziranih proizvodnih linij v vrhunski proizvodni industriji morajo opraviti dolgotrajne, visoko intenzivne preskuse utrujenosti, ki simulirajo na desettisoče ali celo stotisoče rotacijskih ciklov, da se preveri njihova odpornost proti obrabi in stabilnost, kar je trdna podlaga za obsežno neprekinjeno proizvodnjo. Vsa subtilna tveganja glede zanesljivosti lahko povzročijo velike proizvodne izgube in varnostna tveganja. Strogo testiranje je ključna obrambna linija za zagotavljanje kakovosti.
VI. Zaključek in obeti
Kot nepogrešljiva ključna komponenta v sodobnih elektromehanskih sistemih imajo prevodni drsni obroči ključno vlogo na številnih področjih, kot so industrijska avtomatizacija, energija in moč, inteligentna varnost in medicinska oprema. S svojo edinstveno strukturno zasnovo in odličnimi prednostmi v zmogljivosti je prebil ozko grlo prenosa moči in signala vrtljive opreme, zagotovil stabilno delovanje različnih kompleksnih sistemov ter spodbudil tehnološki napredek in industrijsko nadgradnjo v industriji.
Na ravni trga je svetovni trg prevodnih drsnih obročev vztrajno rasel, pri čemer je azijsko-pacifiška regija postala glavna sila rasti. Kitajska je dala močan zagon razvoju industrije s svojo ogromno proizvodno bazo in vzponom nastajajočih industrij. Kljub ostri konkurenci so domača in tuja podjetja pokazala svojo moč v različnih tržnih segmentih, vendar med izdelki višjega cenovnega razreda še vedno prevladujejo mednarodni velikani. Domača podjetja napredujejo v procesu napredovanja v smeri razvoja višjega cenovnega razreda in postopnega zmanjševanja zaostanka.
Če pogledamo v prihodnost, bo z nenehnimi inovacijami znanosti in tehnologije tehnologija prevodnih drsnih obročev uvedla širši svet. Po eni strani bodo zasijale vrhunske tehnologije, kot so drsni obroči iz optičnih vlaken, hitri in visokofrekvenčni drsni obroči ter miniaturizirani drsni obroči, ki bodo izpolnjevale stroge zahteve visoke hitrosti, visoke pasovne širine in miniaturizacije na nastajajočih področjih, kot je kot so komunikacije 5G, proizvodnja polprevodnikov in internet stvari ter širitev uporabe meje; po drugi strani pa bodo povezovanje med domenami in inovacije postale trend, globoko prepletene z umetno inteligenco, velikimi podatki in tehnologijo novih materialov, kar bo rodilo izdelke, ki so bolj inteligentni, prilagodljivi in prilagodljivi ekstremnim okoljem ter zagotavljajo ključno podporo za vrhunska raziskovanja, kot so vesoljska raziskovanja, globokomorska raziskovanja in kvantno računalništvo, ter nenehno opolnomočenje svetovne industrije znanosti in tehnologije ekosistema, ki pomaga človeštvu pri prehodu v višjo tehnološko dobo.
Čas objave: Jan-08-2025