ingenieuze technologie|industrie nieuw|8 januari 2025
1. Overzicht van geleidende sleepringen
1.1 Definitie
Geleidende sleepringen, ook bekend als collectorringen, roterende elektrische interfaces, sleepringen, collectorringen, enz., zijn belangrijke elektromechanische componenten die de overdracht van elektrische energie en signalen tussen twee relatief roterende mechanismen realiseren. Op veel gebieden, wanneer de apparatuur een roterende beweging heeft en een stabiele overdracht van stroom en signalen moet behouden, worden geleidende sleepringen een onmisbaar onderdeel. Het doorbreekt de beperkingen van traditionele draadverbindingen in roterende scenario's, waardoor de apparatuur zonder beperkingen 360 graden kan draaien, waardoor problemen zoals het verstrikt raken en draaien van draden worden vermeden. Het wordt veel gebruikt in de lucht- en ruimtevaart, industriële automatisering, medische apparatuur, windenergieopwekking, beveiligingsmonitoring, robots en andere industrieën, en biedt een solide garantie voor verschillende complexe elektromechanische systemen om multifunctionele, uiterst nauwkeurige en continue rotatiebewegingen te bereiken. Het kan het "zenuwcentrum" van moderne, hoogwaardige intelligente apparatuur worden genoemd.
1.2 Werkingsprincipe
Het kernprincipe van de geleidende sleepring is gebaseerd op stroomtransmissie- en roterende verbindingstechnologie. Het bestaat hoofdzakelijk uit twee delen: geleidende borstels en sleepringen. Het sleepringgedeelte is op de roterende as geïnstalleerd en draait met de as mee, terwijl de geleidende borstel in het stationaire gedeelte is bevestigd en in nauw contact staat met de sleepring. Wanneer er stroom of signaal moet worden overgedragen tussen roterende delen en vaste delen, wordt door het schuifcontact tussen de geleidende borstel en de sleepring een stabiele elektrische verbinding gevormd om een stroomlus op te bouwen. Terwijl de apparatuur draait, blijft de sleepring draaien en blijft het contactpunt tussen de geleidende borstel en de sleepring veranderen. Dankzij de elastische druk van de borstel en het redelijke structurele ontwerp behouden de twee echter altijd een goed contact, waardoor elektrische energie, stuursignalen, datasignalen enz. continu en stabiel kunnen worden verzonden, waardoor een ononderbroken stroomvoorziening en informatie wordt bereikt. interactie van het roterende lichaam tijdens beweging.
1.3 Structurele samenstelling
De structuur van de geleidende sleepring omvat voornamelijk belangrijke componenten zoals sleepringen, geleidende borstels, stators en rotors. Sleepringen zijn meestal gemaakt van materialen met uitstekende geleidende eigenschappen, zoals edelmetaallegeringen zoals koper, zilver en goud, die niet alleen een lage weerstand en hoge efficiëntie stroomoverdracht kunnen garanderen, maar ook een goede slijtvastheid en corrosiebestendigheid hebben. met langdurige rotatiewrijving en complexe werkomgevingen. Geleidende borstels zijn meestal gemaakt van edelmetaallegeringen of grafiet en andere materialen met goede geleidbaarheid en zelfsmerende eigenschappen. Ze hebben een specifieke vorm (zoals het "II" -type) en zijn symmetrisch dubbelcontact met de ringgroef van de sleepring. Met behulp van de elastische druk van de borstel passen ze strak op de sleepring om een nauwkeurige overdracht van signalen en stromen te bereiken. De stator is het stationaire deel, dat de vaste structurele energie van de apparatuur verbindt en een stabiele ondersteuning biedt voor de geleidende borstel; de rotor is het roterende deel, dat is verbonden met de roterende structuur van de apparatuur en synchroon daarmee roteert, waardoor de sleepring gaat roteren. Daarnaast bevat het ook hulpcomponenten zoals isolatiematerialen, lijmmaterialen, gecombineerde beugels, precisielagers en stofkappen. Isolatiematerialen worden gebruikt om verschillende geleidende paden te isoleren om kortsluiting te voorkomen; zelfklevende materialen zorgen voor een stabiele combinatie tussen componenten; gecombineerde beugels dragen verschillende componenten om de algehele structurele sterkte te garanderen; precisielagers verminderen de rotatiewrijvingsweerstand en verbeteren de rotatienauwkeurigheid en soepelheid; stofkappen voorkomen dat stof, vocht en andere onzuiverheden binnendringen en beschermen interne precisiecomponenten. Elk onderdeel vult elkaar aan om de stabiele en betrouwbare werking van de geleidende sleepring te garanderen.
2. Voordelen en kenmerken van geleidende sleepringen
2.1 Betrouwbaarheid van krachtoverbrenging
Onder de voorwaarde van continue rotatie van de apparatuur vertoont de geleidende sleepring een uitstekende stabiliteit van de krachtoverbrenging. Vergeleken met de traditionele draadverbindingsmethode kunnen gewone draden, wanneer de onderdelen van de apparatuur roteren, heel gemakkelijk verstrikt raken en knikken, wat schade aan de lijn en circuitbreuk veroorzaakt, de krachtoverdracht onderbreekt en de werking van de apparatuur ernstig beïnvloedt. De geleidende sleepring bouwt een betrouwbaar stroompad op door het nauwkeurige schuifcontact tussen de borstel en de sleepring, wat kan zorgen voor een continue en stabiele stroomtoevoer, ongeacht hoe de apparatuur draait. In een windturbine draaien de bladen bijvoorbeeld met hoge snelheid mee met de wind, en de snelheid kan oplopen tot meer dan tien omwentelingen per minuut of zelfs hoger. De generator moet windenergie continu omzetten in elektrische energie en deze doorgeven aan het elektriciteitsnet. De geleidende sleepring die in de cabine is geïnstalleerd, heeft een stabiele krachtoverbrengingscapaciteit om ervoor te zorgen dat tijdens de langdurige en ononderbroken rotatie van de bladen de elektrische energie soepel wordt overgedragen van het roterende uiteinde van de generatorrotor naar de stationaire stator en het externe elektriciteitsnet , het vermijden van onderbrekingen van de energieopwekking als gevolg van lijnproblemen, het aanzienlijk verbeteren van de betrouwbaarheid en de efficiëntie van de energieopwekking van het windenergieopwekkingssysteem, en het leggen van de basis voor de continue levering van schone energie.
2.2 Compact ontwerp en gemakkelijke installatie
De geleidende sleepring heeft een geavanceerd en compact structureel ontwerp en biedt aanzienlijke voordelen op het gebied van ruimtegebruik. Naarmate moderne apparatuur zich ontwikkelt in de richting van miniaturisatie en integratie, wordt de interne ruimte steeds kostbaarder. Traditionele complexe bedradingsverbindingen nemen veel ruimte in beslag en kunnen ook lijninterferentieproblemen veroorzaken. Geleidende sleepringen integreren meerdere geleidende paden in een compacte structuur, waardoor de complexiteit van de interne bedrading van de apparatuur effectief wordt verminderd. Neem slimme camera’s als voorbeeld. Ze moeten 360 graden draaien om beelden vast te leggen en tegelijkertijd videosignalen te verzenden, signalen te besturen en stroom te leveren. Als gewone bedrading wordt gebruikt, zijn de leidingen rommelig en raken ze gemakkelijk geblokkeerd bij de roterende verbindingen. De ingebouwde microgeleidende sleepringen, die doorgaans slechts enkele centimeters in diameter zijn, kunnen meerkanaals signaaloverdracht integreren. Wanneer de camera flexibel draait, zijn de lijnen regelmatig en eenvoudig te installeren. Het kan eenvoudig worden geïntegreerd in de smalle camerabehuizing, die niet alleen aan de functionele eisen voldoet, maar het algehele apparaat ook eenvoudig van uiterlijk en compact van formaat maakt. Het is eenvoudig te installeren en in te zetten in verschillende bewakingsscenario's, zoals PTZ-camera's voor beveiligingsbewaking en panoramische camera's voor slimme huizen. Op dezelfde manier kunnen drones op het gebied van drones, om functies zoals aanpassing van de vluchtstand, beeldoverdracht en stroomvoorziening voor de vluchtbesturing te bereiken, drones in staat stellen meerdere signalen en kracht over te brengen in een beperkte ruimte, waardoor het gewicht wordt verminderd en tegelijkertijd wordt gewaarborgd vliegprestaties en het verbeteren van de draagbaarheid en functionele integratie van de apparatuur.
2.3 Slijtvastheid, corrosieweerstand en stabiliteit bij hoge temperaturen
Geconfronteerd met complexe en zware werkomgevingen, hebben geleidende sleepringen een uitstekende tolerantie met speciale materialen en voortreffelijk vakmanschap. Wat de materiaalkeuze betreft, worden sleepringen meestal gemaakt van slijtvaste en corrosiebestendige edelmetaallegeringen, zoals goud, zilver, platinalegeringen of speciaal behandelde koperlegeringen. De borstels zijn gemaakt van materialen op grafietbasis of edelmetaalborstels met een goede zelfsmering om de wrijvingscoëfficiënt te verminderen en slijtage te verminderen. Op het niveau van het productieproces wordt precisiebewerking gebruikt om ervoor te zorgen dat de borstels en sleepringen nauw aansluiten en gelijkmatig contact maken, en het oppervlak wordt behandeld met speciale coatings of beplating om de beschermende prestaties te verbeteren. Als we de windenergie-industrie als voorbeeld nemen: offshore windturbines bevinden zich lange tijd in een mariene omgeving met een hoge luchtvochtigheid en een hoge zoutmist. De grote hoeveelheid zout en vocht in de lucht is uiterst corrosief. Tegelijkertijd fluctueert de temperatuur in de ventilatornaaf en de cabine sterk tijdens de werking, en zijn de roterende delen voortdurend in wrijving. Onder zulke zware werkomstandigheden kan de geleidende sleepring effectief weerstand bieden aan corrosie en stabiele elektrische prestaties behouden met hoogwaardige materialen en beschermende technologie, waardoor een stabiele en betrouwbare kracht- en signaaloverdracht van de ventilator wordt gegarandeerd gedurende zijn tientallen jaren lange werkingscyclus, waardoor de onderhoudsfrequentie en verlaging van de bedrijfskosten. Een ander voorbeeld is de randapparatuur van de smeltoven in de metallurgische industrie, die gevuld is met hoge temperaturen, stof en sterke zure en alkalische gassen. De hoge temperatuurbestendigheid en corrosieweerstand van de geleidende sleepring zorgen ervoor dat deze stabiel kan werken in de roterende materiaaldistributie, temperatuurmeting en regelapparatuur van de hogetemperatuuroven, waardoor een soepel en continu productieproces wordt gegarandeerd, waardoor de algehele duurzaamheid van de apparatuur en het verminderen van de stilstand veroorzaakt door omgevingsfactoren, waardoor solide ondersteuning wordt geboden voor de efficiënte en stabiele werking van de industriële productie.
3. Analyse van het toepassingsgebied
3.1 Industriële automatisering
3.1.1 Robots en robotarmen
In het proces van industriële automatisering is de wijdverbreide toepassing van robots en robotarmen een belangrijke drijvende kracht geworden voor het verbeteren van de productie-efficiëntie en het optimaliseren van productieprocessen, en geleidende sleepringen spelen daarin een onmisbare rol. De gewrichten van robots en robotarmen zijn de belangrijkste knooppunten voor het realiseren van flexibele bewegingen. Deze gewrichten moeten continu draaien en buigen om complexe en uiteenlopende actietaken uit te voeren, zoals grijpen, hanteren en monteren. Geleidende sleepringen worden op verbindingen geïnstalleerd en kunnen op stabiele wijze stroom- en besturingssignalen naar motoren, sensoren en verschillende besturingscomponenten overbrengen terwijl de verbindingen continu draaien. Als we de auto-industrie als voorbeeld nemen, moet de robotarm bij de productielijn voor het lassen van autocarrosserieën nauwkeurig en snel verschillende onderdelen in het carrosserieframe lassen en assembleren. De hoogfrequente rotatie van de gewrichten vereist een ononderbroken stroom- en signaaloverdracht. De geleidende sleepring zorgt voor een soepele uitvoering van de robotarm onder complexe actiesequenties, waardoor de stabiliteit en efficiëntie van het lasproces wordt gewaarborgd, waardoor de mate van automatisering en productie-efficiëntie van de autoproductie aanzienlijk wordt verbeterd. Op dezelfde manier gebruiken robots die worden gebruikt voor het sorteren en palletiseren van vracht geleidende sleepringen in de logistieke en warehousingsector om flexibele gezamenlijke bewegingen te bewerkstelligen, vracht nauwkeurig te identificeren en te grijpen, zich aan te passen aan verschillende soorten vracht en opslagindelingen, de logistieke omzet te versnellen en de arbeidskosten te verlagen.
3.1.2 Productielijnapparatuur
Op industriële productielijnen bevatten veel apparaten roterende onderdelen, en geleidende sleepringen bieden belangrijke ondersteuning voor het handhaven van de continue werking van de productielijn. Als gebruikelijke hulpapparatuur voor de verwerking wordt de draaitafel veel gebruikt in productielijnen zoals voedselverpakkingen en elektronische productie. Het moet continu roteren om veelzijdige verwerking, testen of verpakking van producten mogelijk te maken. De geleidende sleepring zorgt voor de continue stroomtoevoer tijdens het draaien van de draaitafel en geeft het stuursignaal nauwkeurig door aan de armaturen, detectiesensoren en andere componenten op de tafel om de continuïteit en nauwkeurigheid van het productieproces te garanderen. Op de voedselverpakkingslijn drijft de roterende tafel bijvoorbeeld het product aan om het vullen, sealen, etiketteren en andere processen achtereenvolgens te voltooien. De stabiele transmissieprestaties van de geleidende sleepring voorkomen stilstand veroorzaakt door lijnwikkeling of signaalonderbreking, en verbeteren de verpakkingsefficiëntie en het productkwalificatiepercentage. De roterende delen zoals rollen en tandwielen in de transportband zijn ook de toepassingsscenario's van de geleidende sleepring. Het zorgt voor een stabiele overdracht van de motoraandrijfkracht, zodat de materialen van de productielijn soepel kunnen worden overgedragen, werkt samen met de stroomopwaartse en stroomafwaartse apparatuur om te werken, verbetert het algehele productieritme en biedt een solide garantie voor grootschalige industriële productie , en is een van de kerncomponenten voor moderne productie om een efficiënte en stabiele productie te bereiken.
3.2 Energie en elektriciteit
3.2.1 Windturbines
Op het gebied van windenergieopwekking zijn geleidende sleepringen de belangrijkste schakel om de stabiele werking en efficiënte energieopwekking van windturbines te garanderen. Windturbines bestaan meestal uit windrotoren, gondels, torens en andere onderdelen. De windrotor vangt windenergie op en drijft de generator in de gondel aan om te draaien en elektriciteit op te wekken. Onder hen is er een relatieve rotatiebeweging tussen de windturbinenaaf en de gondel, en de geleidende sleepring is hier geïnstalleerd om de taak van het overbrengen van stroom- en besturingssignalen op zich te nemen. Enerzijds wordt de door de generator gegenereerde wisselstroom via de sleepring naar de omvormer in de gondel geleid, omgezet in stroom die voldoet aan de eisen voor netaansluiting en vervolgens overgedragen aan het elektriciteitsnet; aan de andere kant worden verschillende commandosignalen van het besturingssysteem, zoals aanpassing van de bladhoek, gondelgierregeling en andere signalen, nauwkeurig verzonden naar de actuator in de hub om ervoor te zorgen dat de windturbine zijn bedrijfsstatus in realtime aanpast volgens veranderingen in windsnelheid en windrichting. Volgens gegevens uit de sector kan de bladsnelheid van een windturbine van megawattklasse 10 tot 20 omwentelingen per minuut bereiken. Onder zulke hoge rotatieomstandigheden zorgt de geleidende sleepring, met zijn uitstekende betrouwbaarheid, ervoor dat de jaarlijkse gebruiksuren van het windenergiesysteem effectief worden verhoogd, en vermindert het verlies aan energieopwekking veroorzaakt door transmissiestoringen, wat van groot belang is voor het bevorderen van grootschalige netaansluiting van schone energie en het ondersteunen van de transformatie van de energiestructuur.
3.2.2 Opwekking van thermische energie en waterkracht
In scenario's voor de opwekking van thermische energie en waterkracht spelen geleidende sleepringen ook een sleutelrol. De grote stoomturbinegenerator van een thermische elektriciteitscentrale wekt elektriciteit op door de rotor met hoge snelheid te laten draaien. De geleidende sleepring wordt gebruikt om de motorrotorwikkeling te verbinden met het externe statische circuit om een stabiele invoer van excitatiestroom te bereiken, een roterend magnetisch veld tot stand te brengen en een normale stroomopwekking van de generator te garanderen. Tegelijkertijd zendt de geleidende sleepring in het besturingssysteem van hulpapparatuur zoals kolentoevoerers, ventilatoren, ventilatoren met geïnduceerde trek en andere roterende machines stuursignalen uit, past de bedrijfsparameters van de apparatuur nauwkeurig aan, zorgt voor een stabiele werking van de brandstoftoevoer, ventilatie en warmteafvoer, en handhaaft een efficiënte output van de generatorset. Bij de opwekking van waterkracht draait de turbineloper met hoge snelheid onder invloed van de waterstroom, waardoor de generator wordt aangedreven om elektriciteit op te wekken. De geleidende sleepring is op de hoofdas van de generator geïnstalleerd om de overdracht van stuursignalen zoals uitgangsvermogen, snelheidsregeling en bekrachtiging te garanderen. Verschillende soorten waterkrachtcentrales, zoals conventionele waterkrachtcentrales en pompopslagcentrales, zijn uitgerust met geleidende sleepringen met verschillende specificaties en prestaties, afhankelijk van de turbinesnelheid en bedrijfsomstandigheden, en voldoen aan de behoeften van gediversifieerde waterkrachtopwekkingsscenario's van lage opvoerhoogte tot grote waterkrachtcentrales. stroom naar hoge en kleine stroom, waardoor een stabiele elektriciteitsvoorziening wordt gegarandeerd en een gestage stroom stroom in de sociale en economische ontwikkeling wordt geïnjecteerd.
3.3 Intelligente beveiliging en monitoring
3.3.1 Intelligente camera's
Op het gebied van intelligente beveiligingsmonitoring bieden intelligente camera's essentiële ondersteuning voor monitoring rondom en zonder dode hoek, en geleidende sleepringen helpen hen het knelpunt van de rotatievoeding en datatransmissie te doorbreken. Intelligente camera's moeten meestal 360 graden draaien om het monitoringveld uit te breiden en beelden in alle richtingen vast te leggen. Dit vereist dat tijdens het continue rotatieproces de stroomvoorziening stabiel kan zijn om de normale werking van de camera te garanderen, en dat high-definition videosignalen en besturingsinstructies in realtime kunnen worden verzonden. Geleidende sleepringen zijn geïntegreerd in de draai-/kantelverbindingen van de camera om een synchrone overdracht van stroom, videosignalen en besturingssignalen te bereiken, waardoor de camera flexibel naar het doelgebied kan draaien en het bewakingsbereik en de nauwkeurigheid kan worden verbeterd. In het stedelijke verkeersmonitoringsysteem maakt de intelligente balcamera op het kruispunt gebruik van geleidende sleepringen die snel draaien om de verkeersstroom en overtredingen vast te leggen, waardoor realtime beelden worden verkregen voor de verkeerscontrole en de afhandeling van ongevallen; in de beveiligingsbewakingsscènes van parken en gemeenschappen patrouilleert de camera in alle richtingen door de omgeving, detecteert abnormale situaties op tijd en koppelt terug aan het bewakingscentrum, verbetert de mogelijkheden voor beveiligingswaarschuwingen en handhaaft effectief de openbare veiligheid en orde.
3.3.2 Radarbewakingssysteem
Het radarmonitoringsysteem vervult belangrijke taken op het gebied van militaire defensie, weersvoorspellingen, ruimtevaart, enz. De geleidende sleepring zorgt voor een stabiele en continue rotatie van de radarantenne om nauwkeurige detectie te bereiken. Op het gebied van militaire verkenning moeten luchtverdedigingsradars op de grond, radars op schepen, enz. de antenne continu draaien om luchtdoelen te zoeken en te volgen. De geleidende sleepring zorgt ervoor dat de radar tijdens het rotatiescanproces stabiel van stroom wordt voorzien naar de zender, ontvanger en andere kerncomponenten. Tegelijkertijd worden het gedetecteerde doelechosignaal en het statussignaal van de apparatuur nauwkeurig verzonden naar het signaalverwerkingscentrum, waardoor real-time intelligentie wordt geboden voor gevechtscommando's en de veiligheid van het luchtruim wordt helpen verdedigen. Op het gebied van weersvoorspellingen zendt de weerradar elektromagnetische golven naar de atmosfeer door de rotatie van de antenne, ontvangt gereflecteerde echo's van meteorologische doelen zoals regendruppels en ijskristallen, en analyseert de weersomstandigheden. De geleidende sleepring zorgt voor de continue werking van het radarsysteem, verzendt de verzamelde gegevens in realtime en helpt de meteorologische afdeling bij het nauwkeurig voorspellen van weersveranderingen zoals neerslag en stormen, waardoor een belangrijke basis wordt gelegd voor het voorkomen en beperken van rampen, en het begeleiden van menselijke productie en leven op verschillende gebieden.
3.4 Medische apparatuur
3.4.1 Medische beeldvormingsapparatuur
Op het gebied van medische diagnose is medische beeldvormingsapparatuur een krachtige assistent voor artsen om inzicht te krijgen in de interne toestand van het menselijk lichaam en ziekten nauwkeurig te diagnosticeren. Geleidende sleepringen bieden belangrijke garanties voor de efficiënte werking van deze apparaten. Als we CT- (computertomografie) en MRI-apparatuur (magnetic resonance imaging) als voorbeeld nemen, zitten er roterende onderdelen in. Het scanframe van de CT-apparatuur moet met hoge snelheid roteren om de röntgenbuis rond de patiënt te laten draaien en tomografische beeldgegevens onder verschillende hoeken te verzamelen; de magneten, gradiëntspoelen en andere componenten van de MRI-apparatuur roteren ook tijdens het beeldvormingsproces om nauwkeurige gradiëntveranderingen in het magnetische veld te produceren. Geleidende sleepringen zijn geïnstalleerd op de roterende verbindingen om op stabiele wijze elektriciteit over te brengen om de roterende delen aan te drijven. Tegelijkertijd wordt een grote hoeveelheid verzamelde beeldgegevens in realtime naar het computerverwerkingssysteem verzonden om duidelijke en nauwkeurige beelden te garanderen, waardoor artsen een betrouwbare diagnostische basis krijgen. Volgens feedback van het gebruik van ziekenhuisapparatuur verminderen hoogwaardige geleidende sleepringen effectief artefacten, signaalonderbrekingen en andere problemen bij de werking van beeldvormingsapparatuur, verbeteren ze de diagnostische nauwkeurigheid, spelen ze een belangrijke rol bij vroege ziektescreening, beoordeling van de toestand en andere verbanden, en de gezondheid van patiënten beschermen.
3.4.2 Chirurgische robots
Als de allernieuwste technologie die representatief is voor de moderne minimaal invasieve chirurgie, veranderen chirurgische robots geleidelijk het traditionele chirurgische model. Geleidende sleepringen bieden kernondersteuning voor een nauwkeurige en veilige chirurgische implementatie. De robotarmen van chirurgische robots simuleren de handbewegingen van de arts en voeren delicate operaties uit in een smalle chirurgische ruimte, zoals hechten, snijden en weefselscheiding. Deze robotarmen moeten flexibel kunnen roteren met meerdere vrijheidsgraden. Bij de gewrichten zijn geleidende sleepringen geïnstalleerd om een continue stroomvoorziening te garanderen, waardoor de motor de robotarmen nauwkeurig kan laten bewegen, terwijl sensorfeedbacksignalen worden verzonden, waardoor artsen de forcefeedback-informatie van de operatielocatie in realtime kunnen waarnemen en kunnen realiseren samenwerking tussen mens en machine. Bediening. Bij neurochirurgie gebruiken chirurgische robots de stabiele prestaties van geleidende sleepringen om de kleine laesies in de hersenen nauwkeurig te bereiken en het risico op chirurgisch trauma te verminderen; op het gebied van orthopedische chirurgie helpen robotarmen bij het implanteren van prothesen en het fixeren van breukplaatsen, verbeteren ze de chirurgische nauwkeurigheid en stabiliteit, en bevorderen ze de ontwikkeling van minimaal invasieve chirurgie in een preciezere en intelligentere richting, waardoor patiënten een chirurgische behandelervaring krijgen met minder trauma en sneller herstel.
IV. Marktstatus en trends
4.1 Marktomvang en groei
De afgelopen jaren heeft de mondiale markt voor geleidende sleepringen een gestage groeitrend laten zien. Volgens gegevens van gezaghebbende marktonderzoeksinstellingen zal de mondiale omvang van de markt voor geleidende sleepringen in 2023 ongeveer RMB 6,35 miljard bereiken, en wordt verwacht dat de mondiale marktomvang in 2028 zal stijgen tot ongeveer RMB 8 miljard bij een gemiddelde jaarlijkse samengestelde groei. tarief van ongeveer 4,0%. In termen van regionale distributie heeft de regio Azië-Pacific het grootste mondiale marktaandeel, goed voor ongeveer 48,4% in 2023. Dit is voornamelijk te danken aan de krachtige ontwikkeling van China, Japan, Zuid-Korea en andere landen op het gebied van productie, elektronische informatie-industrie, nieuwe energie, enz., en de vraag naar geleidende sleepringen blijft groot. Onder hen heeft China, als 's werelds grootste productiebasis, een sterke impuls gegeven aan de geleidende sleepringmarkt met de snelle ontwikkeling van industrieën zoals industriële automatisering, intelligente beveiliging en nieuwe energieapparatuur. In 2023 zal de omvang van de Chinese markt voor geleidende sleepringen jaar-op-jaar met 5,6% toenemen, en er wordt verwacht dat deze markt in de toekomst een aanzienlijk groeipercentage zal blijven behouden. Europa en Noord-Amerika zijn ook belangrijke markten. Met hun diepe industriële basis, de hoogwaardige vraag op het gebied van de lucht- en ruimtevaart en de voortdurende modernisering van de auto-industrie, bezetten ze een aanzienlijk marktaandeel van respectievelijk ongeveer 25% en 20%, en is de marktomvang gestaag gegroeid, wat in feite de gelijk aan het groeipercentage van de wereldmarkt. Met de versnelde vooruitgang van de aanleg van infrastructuur en industriële modernisering in opkomende economieën, zoals India en Brazilië, zal de markt voor geleidende sleepringen in deze regio's in de toekomst ook een enorm groeipotentieel vertonen, en zal naar verwachting een nieuw marktgroeipunt worden.
4.2 Concurrentielandschap
Momenteel is de mondiale markt voor geleidende sleepringen zeer competitief en zijn er veel deelnemers. Hoofdbedrijven bezetten een groot marktaandeel dankzij hun diepgaande technische accumulatie, geavanceerde productonderzoeks- en ontwikkelingsmogelijkheden en uitgebreide marktkanalen. Internationale giganten zoals Parker uit de Verenigde Staten, MOOG uit de Verenigde Staten, COBHAM uit Frankrijk en MORGAN uit Duitsland, vertrouwend op hun langetermijninspanningen op hoogwaardige gebieden zoals lucht- en ruimtevaart, militaire en nationale defensie, hebben zich de kerntechnologieën eigen gemaakt , hebben uitstekende productprestaties en hebben een uitgebreide merkinvloed. Ze bevinden zich in een leidende positie op de hoogwaardige markt voor geleidende sleepringen. Hun producten worden op grote schaal gebruikt in belangrijke apparatuur zoals satellieten, raketten en hoogwaardige vliegtuigen, en voldoen aan de strengste industrienormen in scenario's met extreem hoge eisen aan precisie, betrouwbaarheid en weerstand tegen extreme omgevingen. Ter vergelijking: binnenlandse bedrijven zoals Mofulon Technology, Kaizhong Precision, Quansheng Electromechanical en Jiachi Electronics hebben zich de afgelopen jaren snel ontwikkeld. Door de R&D-investeringen voortdurend te verhogen, hebben ze in sommige segmenten technologische doorbraken bereikt en zijn de voordelen op het gebied van productkosteneffectiviteit prominent geworden. Ze hebben geleidelijk het marktaandeel van de low-end en mid-end markten veroverd en geleidelijk doorgedrongen tot de high-end markt. Op de gesegmenteerde markten, zoals robotgewricht-sleepringen op het gebied van industriële automatisering en hoge-definitie videosignaal-sleepringen op het gebied van veiligheidsmonitoring, hebben binnenlandse bedrijven bijvoorbeeld de gunst van veel lokale klanten gewonnen met hun gelokaliseerde diensten en de vermogen om snel te reageren op de marktvraag. Over het geheel genomen zijn de hoogwaardige geleidende sleepringen van mijn land echter nog steeds in zekere mate afhankelijk van import, vooral als het gaat om hoogwaardige producten met hoge precisie, ultrahoge snelheid en extreme werkomstandigheden. De technische barrières van internationale reuzen zijn relatief hoog, en binnenlandse bedrijven moeten nog steeds een inhaalslag maken om hun concurrentievermogen op de wereldmarkt te vergroten.
4.3 Technologische innovatietrends
Kijkend naar de toekomst versnelt het tempo van de technologische innovatie van geleidende sleepringen, wat een multidimensionale ontwikkelingstrend laat zien. Enerzijds is de glasvezel-sleepringtechnologie ontstaan. Met de wijdverspreide popularisering van optische communicatietechnologie op het gebied van datatransmissie neemt het aantal signaaltransmissiescenario's die een hogere bandbreedte en minder verlies vereisen toe, en zijn glasvezel-sleepringen ontstaan. Het maakt gebruik van optische signaaloverdracht om de traditionele elektrische signaaloverdracht te vervangen, vermijdt effectief elektromagnetische interferentie en verbetert de transmissiesnelheid en capaciteit aanzienlijk. Het wordt geleidelijk gepromoot en toegepast op gebieden zoals de antennerotatieverbinding van 5G-basisstations, pan-tilt voor high-definition videobewaking en optische teledetectieapparatuur in de ruimtevaart, die strikte eisen stelt aan de signaalkwaliteit en transmissiesnelheid, en zal naar verwachting de tijdperk van optische communicatie van geleidende sleepringtechnologie. Aan de andere kant groeit de vraag naar hogesnelheids- en hoogfrequente sleepringen. Op geavanceerde productiegebieden zoals de productie van halfgeleiders en elektronische precisietests neemt de snelheid van apparatuur voortdurend toe en is de vraag naar hoogfrequente signaaloverdracht urgent. Het onderzoek en de ontwikkeling van sleepringen die zich aanpassen aan stabiele signaaloverdracht met hoge snelheid en hoge frequentie zijn de sleutel geworden. Door de borstel- en sleepringmaterialen te optimaliseren en het ontwerp van de contactstructuur te verbeteren, kunnen de contactweerstand, slijtage en signaalverzwakking bij rotatie op hoge snelheid worden verminderd om te voldoen aan de hoogfrequente signaaloverdracht op GHz-niveau en de efficiënte werking van de apparatuur te garanderen . Daarnaast zijn geminiaturiseerde sleepringen ook een belangrijke ontwikkelingsrichting. Met de opkomst van industrieën zoals het internet der dingen, draagbare apparaten en micromedische apparaten is de vraag naar geleidende sleepringen met een klein formaat, een laag energieverbruik en multifunctionele integratie enorm toegenomen. Door middel van micro-nanoverwerkingstechnologie en de toepassing van nieuwe materialen wordt de grootte van de sleepring teruggebracht tot op millimeter- of zelfs micronniveau, en zijn de functies voor stroomvoorziening, gegevens en besturingssignalen geïntegreerd om kernvermogen en signaalinteractie te bieden ondersteuning voor micro-intelligente apparaten, het stimuleren van verschillende industrieën om richting miniaturisatie en intelligentie te evolueren, en het blijven uitbreiden van de toepassingsgrenzen van geleidende sleepringen.
V. Belangrijkste overwegingen
5.1 Materiaalkeuze
De materiaalkeuze van geleidende sleepringen is cruciaal en houdt rechtstreeks verband met hun prestaties, levensduur en betrouwbaarheid. Het moet uitgebreid worden overwogen op basis van meerdere factoren, zoals toepassingsscenario's en huidige vereisten. Wat geleidende materialen betreft, gebruiken sleepringen meestal edelmetaallegeringen zoals koper, zilver en goud, of speciaal behandelde koperlegeringen. In elektronische apparatuur en medische beeldvormingsapparatuur met hoge precisie en lage weerstandseisen kunnen sleepringen van goudlegering bijvoorbeeld zorgen voor de nauwkeurige overdracht van zwakke elektrische signalen en de signaalverzwakking verminderen vanwege hun uitstekende geleidbaarheid en corrosieweerstand. Voor industriële motoren en windenergieapparatuur met grote stroomtransmissie kunnen sleepringen van zeer zuivere koperlegeringen niet alleen voldoen aan de stroomvoerende eisen, maar hebben ze ook relatief beheersbare kosten. Bij borstelmaterialen worden meestal materialen op grafietbasis en borstels van edelmetaallegeringen gebruikt. Grafietborstels hebben een goede zelfsmering, wat de wrijvingscoëfficiënt kan verminderen en slijtage kan verminderen. Ze zijn geschikt voor apparatuur met een laag toerental en een hoge gevoeligheid voor borstelverlies. Edelmetaalborstels (zoals borstels van palladium en goudlegeringen) hebben een sterke geleidbaarheid en een lage contactweerstand. Ze worden vaak gebruikt bij hoge snelheid, hoge precisie en veeleisende signaalkwaliteitsgelegenheden, zoals roterende navigatieonderdelen van lucht- en ruimtevaartapparatuur en wafertransmissiemechanismen van halfgeleiderproductieapparatuur. Isolatiematerialen mogen ook niet worden genegeerd. Veel voorkomende zijn polytetrafluorethyleen (PTFE) en epoxyhars. PTFE heeft uitstekende isolatieprestaties, hoge temperatuurbestendigheid en sterke chemische stabiliteit. Het wordt veel gebruikt in de geleidende sleepringen van de roterende verbindingen van roerinrichtingen voor chemische reactoren en diepzee-exploratieapparatuur in omgevingen met hoge temperaturen en sterk zuur en alkali om betrouwbare isolatie tussen elk geleidend pad te garanderen, kortsluitingsfouten te voorkomen en een stabiele verbinding te garanderen. bediening van de apparatuur.
5.2 Onderhoud en vervanging van geleidende borstels
Als belangrijk kwetsbaar onderdeel van de geleidende sleepring zijn regelmatig onderhoud en tijdige vervanging van de geleidende borstel van groot belang om de normale werking van de apparatuur te garanderen. Omdat de borstel geleidelijk zal slijten en stof zal produceren tijdens het voortdurende wrijvingscontact met de sleepring, zal de contactweerstand toenemen, wat de huidige transmissie-efficiëntie zal beïnvloeden en zelfs vonken, signaalonderbrekingen en andere problemen kan veroorzaken. Er moet dus een regelmatig onderhoudsmechanisme worden ingesteld. gevestigd. Over het algemeen varieert de onderhoudscyclus, afhankelijk van de intensiteit van de werking van de apparatuur en de werkomgeving, van enkele weken tot meerdere maanden. De geleidende sleepringen in mijnbouwapparatuur en metallurgische verwerkingsapparatuur met ernstige stofvervuiling moeten bijvoorbeeld wekelijks worden geïnspecteerd en onderhouden; terwijl de sleepringen van kantoorautomatiseringsapparatuur met binnenklimaat en stabiele werking kunnen worden verlengd tot meerdere maanden. Tijdens onderhoud moet de apparatuur eerst worden uitgeschakeld, moet de sleepringstroom worden afgesneden en moeten speciale reinigingsgereedschappen en reagentia worden gebruikt om stof en olie voorzichtig van het borstel- en sleepringoppervlak te verwijderen om beschadiging van het contactoppervlak te voorkomen; Controleer tegelijkertijd de elastische druk van de borstel om er zeker van te zijn dat deze goed aansluit op de sleepring. Overmatige druk kan de slijtage gemakkelijk vergroten, en te weinig druk kan slecht contact veroorzaken. Wanneer de borstel tot een derde tot de helft van de oorspronkelijke hoogte is versleten, moet deze worden vervangen. Zorg er bij het vervangen van de borstel voor dat u producten gebruikt die overeenkomen met de originele specificaties, modellen en materialen om consistente contactprestaties te garanderen. Na installatie moeten de contactweerstand en bedrijfsstabiliteit opnieuw worden gecontroleerd om uitval van apparatuur en stilstand als gevolg van borstelproblemen te voorkomen en om soepele productie- en bedrijfsprocessen te garanderen.
5.3 Betrouwbaarheidstest
Om ervoor te zorgen dat de geleidende sleepring stabiel en betrouwbaar functioneert in complexe en kritische toepassingsscenario's, zijn strikte betrouwbaarheidstesten essentieel. Weerstandstesten zijn een basistestproject. Via zeer nauwkeurige weerstandsmeetinstrumenten wordt de contactweerstand van elk pad van de sleepring gemeten onder verschillende werkomstandigheden van statische en dynamische rotatie. De weerstandswaarde moet stabiel zijn en voldoen aan de ontwerpnormen, met een zeer klein fluctuatiebereik. Bij sleepringen die in elektronische precisietestapparatuur worden gebruikt, zullen overmatige veranderingen in de contactweerstand bijvoorbeeld een toename van het aantal testgegevensfouten veroorzaken, wat de kwaliteitscontrole van het product beïnvloedt. De weerstandsspanningstest simuleert de hoogspanningsschokken die de apparatuur tijdens bedrijf kan tegenkomen. Een testspanning die meerdere keren hoger is dan de nominale spanning wordt gedurende een bepaalde periode op de sleepring aangelegd om te testen of het isolatiemateriaal en de isolatiespleet hier effectief bestand tegen zijn, om isolatiedoorslag en kortsluitingsfouten veroorzaakt door overspanning bij feitelijk gebruik te voorkomen, en de veiligheid van personeel en materieel garanderen. Dit is vooral van cruciaal belang bij het testen van geleidende sleepringen die voedingssystemen en elektrische hoogspanningsapparatuur ondersteunen. Op het gebied van de lucht- en ruimtevaart moeten de geleidende sleepringen van satellieten en ruimtevaartuigen uitgebreide tests ondergaan onder gesimuleerde extreme temperaturen, vacuüm en stralingsomgevingen in de ruimte om een betrouwbare werking in complexe kosmische omgevingen en een waterdichte signaal- en krachtoverdracht te garanderen; de sleepringen van geautomatiseerde productielijnen in hoogwaardige productie-industrieën moeten langdurige, zeer intensieve vermoeidheidstests ondergaan, waarbij tienduizenden of zelfs honderdduizenden rotatiecycli worden gesimuleerd om hun slijtvastheid en stabiliteit te verifiëren, waardoor een solide basis wordt gelegd voor grootschalige, ononderbroken productie. Eventuele subtiele betrouwbaarheidsrisico's kunnen hoge productieverliezen en veiligheidsrisico's veroorzaken. Strikt testen is de belangrijkste verdedigingslinie voor kwaliteitsborging.
VI. Conclusie en vooruitzichten
Als onmisbaar sleutelcomponent in moderne elektromechanische systemen spelen geleidende sleepringen een cruciale rol op veel gebieden, zoals industriële automatisering, energie en kracht, intelligente beveiliging en medische apparatuur. Met zijn unieke structurele ontwerp en uitstekende prestatievoordelen heeft het het knelpunt van de stroom- en signaaloverdracht van roterende apparatuur doorbroken, de stabiele werking van verschillende complexe systemen gewaarborgd en de technologische vooruitgang en industriële modernisering in de industrie bevorderd.
Op marktniveau is de mondiale markt voor geleidende sleepringen gestaag gegroeid, waarbij de regio Azië-Pacific de belangrijkste groeimotor is geworden. China heeft een sterke impuls gegeven aan de ontwikkeling van de industrie met zijn enorme industriële basis en de opkomst van opkomende industrieën. Ondanks de hevige concurrentie hebben binnenlandse en buitenlandse bedrijven hun bekwaamheid getoond in verschillende marktsegmenten, maar hoogwaardige producten worden nog steeds gedomineerd door internationale giganten. Binnenlandse bedrijven boeken vooruitgang in het proces van ontwikkeling naar hoogwaardige ontwikkelingen en verkleinen geleidelijk de kloof.
Kijkend naar de toekomst zal de geleidende sleepringtechnologie, met de voortdurende innovatie van wetenschap en technologie, een bredere wereld inluiden. Aan de ene kant zullen geavanceerde technologieën zoals sleepringen uit optische vezels, hogesnelheids- en hoogfrequente sleepringen en geminiaturiseerde sleepringen schitteren en voldoen aan de strenge eisen van hoge snelheid, hoge bandbreedte en miniaturisatie in opkomende gebieden zoals zoals 5G-communicatie, de productie van halfgeleiders en het internet der dingen, en het verleggen van de toepassingsgrenzen; aan de andere kant zullen domeinoverschrijdende integratie en innovatie een trend worden, diep verweven met kunstmatige intelligentie, big data en nieuwe materiaaltechnologie, waardoor producten ontstaan die intelligenter, adaptiever en aanpasbaar aan extreme omgevingen zijn en belangrijke ondersteuning bieden voor baanbrekende verkenningen zoals lucht- en ruimtevaart, diepzeeverkenning en kwantumcomputing, en het voortdurend versterken van het mondiale ecosysteem van de wetenschaps- en technologie-industrie, waardoor de mensheid op weg gaat naar een hoger technologisch tijdperk.
Posttijd: 08-jan-2025