電滑環(huán)采用三元合金刷絲的裝配技術(shù)
【摘要】作為雷達(dá)生產(chǎn)制造過程中的一個環(huán)節(jié)，電滑環(huán)裝配的精度與效率將直接影響產(chǎn)品的質(zhì)量、成本與生產(chǎn)效率。本文介紹了電滑環(huán)的主要用途及分類；三元合金刷絲滑環(huán)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和工作原理，著重闡述了裝配流程，并探討了刷絲滑環(huán)裝配的關(guān)鍵技術(shù)及解決措施。
前言
近年來通信技術(shù)飛速發(fā)展，通信系統(tǒng)的傳輸容量和傳輸距離不斷提高，各種新型的通信器件層出不窮。在信號傳輸過程中，有時需要在靜止平臺與轉(zhuǎn)動平臺之間不間斷地傳輸信號和電能，這時就需要電滑環(huán)，也稱匯流環(huán)。電滑環(huán)廣泛應(yīng)用于不同領(lǐng)域中，如雷達(dá)系統(tǒng)，石油開采設(shè)備，海底機(jī)器人，戰(zhàn)車的旋轉(zhuǎn)塔臺，航天領(lǐng)域的飛行器，軍事上的戰(zhàn)船的海底水聲系統(tǒng)以及醫(yī)療設(shè)備CT掃描系統(tǒng)等等。電滑環(huán)按電接觸部分主要分為電刷滑環(huán)和刷絲滑環(huán)，刷絲滑環(huán)以其體積小、重量輕、性能指標(biāo)好的特點(diǎn)，成為電滑環(huán)的主要發(fā)展方向。
1.電滑環(huán)的結(jié)構(gòu)及工作原理
一般電滑環(huán)都是由導(dǎo)電環(huán)，絕緣環(huán)，內(nèi)軸，外殼，刷絲，印制板組成，導(dǎo)電環(huán)與絕緣環(huán)間隔固定壓裝在中心軸上，不同通道的導(dǎo)電環(huán)通過絕緣環(huán)相互隔開，可以保證通道相互之間及通道對地的絕緣；刷絲焊接在印制板上，通過印制板安裝在滑環(huán)外殼上，高彈性刷絲通過預(yù)設(shè)壓力與導(dǎo)電環(huán)保持可靠電接觸，保證滑環(huán)轉(zhuǎn)動過程中電信號、電能的連續(xù)傳輸。刷絲材料和導(dǎo)電環(huán)必須具有超高的耐磨性能及良好的電接觸性能。眾所周知，在各種貴金屬中，金的化學(xué)性能是最穩(wěn)定的，但是純金很軟，在金和銀中添加合適的合金組分可以消除上述缺點(diǎn)。合金技術(shù)能夠提高金的機(jī)械性能，例如硬度和拉伸強(qiáng)度，而對其電導(dǎo)率沒有不良影響，并能提高對硫和硫化物的穩(wěn)定性。為此，綜合考慮各種因素之后，選用了某有色金屬研究院的金基合金作為刷絲材料和導(dǎo)電環(huán)。該合金的主要成分是金、銀、銅、鎳。絕緣介質(zhì)(即絕緣環(huán))要求在高溫、高濕等環(huán)境條件下具有優(yōu)異的絕緣性能，同時還需具有較好加工性能，因此，絕緣介質(zhì)材料選擇聚四氟乙烯棒SFBN-1，主要技術(shù)性能見表1，同時為了在有限空間尺寸范圍內(nèi)，提高匯流環(huán)絕緣性能，需對絕緣介質(zhì)進(jìn)行特殊的結(jié)構(gòu)形式設(shè)計(jì)。
表1聚四氟乙烯棒SFBN-1主要性能
2.刷絲電滑環(huán)的裝配流程
刷絲匯流環(huán)裝配主要由圖1所示流程圖組成，以下將具體介紹重要裝配流程。裝配流程從配送齊套開始，到檢驗(yàn)合格結(jié)束，共14個步驟。環(huán)芯和刷絲組合分開裝配，最終總裝，環(huán)芯裝配按層依次安裝，并在焊點(diǎn)處涂膠加固，安裝同時用兆歐表測試絕緣度，保證每層環(huán)芯都滿足技術(shù)要求。刷絲組合裝配用專業(yè)裝配工具保證壓力和角度，最終焊接之后涂三防漆保證絕緣度。安裝過程中將電源線和信號線分開，并各自導(dǎo)線出線套防波套管屏蔽處理；采用了這些措施，最大限度地抑制了電磁干擾對刷絲滑環(huán)的影響。
圖1刷絲電滑環(huán)配流程圖
3.刷絲滑環(huán)裝配的關(guān)鍵技術(shù)
3.1固化芯線長度
對于芯線出線尺寸，芯線剝線長度都做到精確測量，引線焊接時，應(yīng)盡量減少導(dǎo)線焊接根部的焊錫浸潤量(注意焊接時間)，以保持導(dǎo)線根部的柔軟性，便于進(jìn)行下一步的走線操作，提高導(dǎo)線焊接的可靠性。
3.2優(yōu)化穿線工序
在電環(huán)裝配過程中必須嚴(yán)格控制走線方向，優(yōu)化穿線方式，操作者將加工處理好的電纜從穿線孔穿出，出線長度達(dá)到最佳標(biāo)準(zhǔn)時，然后在進(jìn)行剝線焊接，最后成型。導(dǎo)線在絕緣環(huán)的走線槽內(nèi)及導(dǎo)線穿過內(nèi)軸的過線孔處填充硅橡膠，增強(qiáng)導(dǎo)線的抗拉性，避免拉扯導(dǎo)線造成焊點(diǎn)脫落。
3.3分層焊接檢測
環(huán)芯焊接裝配完成后維修、返工工作量巨大，根據(jù)多年裝配經(jīng)驗(yàn)，導(dǎo)電環(huán)絕緣電阻不滿足要求的不合格現(xiàn)象最為常見，因此嚴(yán)格進(jìn)行環(huán)芯焊接裝配質(zhì)量把控，提高環(huán)芯焊接裝配合格率尤為重要。環(huán)芯焊接裝配前首先用無水乙醇清洗所有的絕緣環(huán)，環(huán)芯焊接裝配過程中要保證絕緣環(huán)表面清潔。每層導(dǎo)電環(huán)安裝和焊接前后都必須用兆歐表對導(dǎo)電環(huán)進(jìn)行導(dǎo)電環(huán)之間及導(dǎo)電環(huán)對地絕緣電阻測試，保證每層導(dǎo)電環(huán)在焊接裝配過程中的絕緣電阻滿足設(shè)計(jì)要求。環(huán)芯整體焊接裝配完成之后，需在此對每層導(dǎo)電環(huán)的絕緣電阻進(jìn)行測試，保證環(huán)芯一次焊接裝配合格率。
4.總結(jié)
刷絲電滑環(huán)是現(xiàn)代雷達(dá)發(fā)展的重要趨勢，精密裝配技術(shù)作為雷達(dá)的關(guān)鍵技術(shù)之一必將具有重要研究價值和廣闊的應(yīng)用前景，以上簡述了刷絲導(dǎo)電滑環(huán)設(shè)計(jì)及裝配中應(yīng)注意的幾個問題，實(shí)踐證明這種刷絲電滑環(huán)的總體布局、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、材料選用、加工工藝和裝配等方面采取的措施是比較成功的，為制造其他同類產(chǎn)品提供了借鑒。
