叠片式导电旋转滑环及其制造工艺.pdf

本发明涉及一种旋转滑环式电路连结接头，是一种新型导电环旋转轴。它是实现两个相对转动机构之间传递图象，数据信号的精密装置。以“利特”6023为代表的老产品，它的导电环旋转轴是整体注塑成型。缺点是工艺复杂、工序多、劳动强度大、产品合格率底、成本高。本发明中新设计的产品，将关键部件导电环旋转轴化整为零，设计成为几种独立单个散件：芯轴(3)、绝缘片(7)、导电环(8)、轴承套(2)。将绝缘片(7)与焊有导线的导电环(8)分别套入芯轴(3)的三角形长轴中，然后再套入轴承套(2)，注入粘结物。就将导电环旋转轴简单地制造出来。变注塑工艺为叠片粘结工艺。提高了合格率、减少了工序、降低了成本。

1.  一种叠片式导电旋转滑环，其特征在于：它包括导电环旋转轴和相对静止端的两部分组成；
旋转滑环结构包括：导线(1)、轴承套(2)、芯轴(3)、微型轴承(4)、绝缘片(7)、导电环(8)、微型轴承(9)、粘结物(12)；
芯轴(3)为整个滑环结构的主轴，它的下端设计为微型轴承(9)的支撑短轴，其后有一处台阶间隔，台阶后面为三角型主轴；芯轴的材料为阻燃级塑胶PBT，绝缘片(7)和导电环(8)依次套在芯轴的三角形主轴上，轴承套(2)套在三角形主轴的最上端；其中导线(1)中的每一路支线都和相应的一片导电环(8)焊接；在三角形主轴的空间内粘结物(12)使绝缘片(7)、导电环(8)、导线(1)、轴承套(2)粘合为一体；在芯轴两端安装着微型轴承(4)和(9)；
相对静止端包括：导线(10)、微型电刷(11)；导线中每一路支线都和相应的一个微型电刷(11)焊接；焊接好的导线(10)和微型电刷(11)装入轴承支架(5)的∮2微米细圆孔中，用粘结物(12)固定；
两端装着微型轴承的芯轴(3)安装在轴承支架(5)上；防尘罩(6)套在轴承支架(5)上，利用防尘罩(6)的台阶固定；轴用挡圈(13)卡住轴承支架(5)的凹槽内，从而将整个装置固定。

2.  一种叠片式导电旋转滑环的制造工艺，其特征在于：叠片式导电旋转滑环是通过以下操作步骤来制造的：
1)焊接导线(1)和导电环(8)，使导线中每一路支线都和相应的每片导电环联接，导电环(8)它是由机加工制成达到图纸公差要求的零件；
2)焊接导线(10)和微型电刷(11)，使导线中每一路支线都和对应的微型电刷联接；
3)用阻燃级的塑胶PBT为材料，注塑成型制成下端可装配微型轴承的短轴，其后有一处台阶间隔，台阶后面为三角形主轴；它的长度是各种型号产品的最大长度，以后无论任何型号产品只要裁去一部分就可以达到尺寸要求；
4)将绝缘片(7)与焊有导线的导电环(8)分别套入芯轴(3)的三角形主轴上；最后再将轴承套(2)套在三角形主轴上，绝缘片(7)是一次注塑成型或经板材冲压加工成单个薄型环片；
5)人工把粘结物(12)注入芯轴(3)的三角形主轴的空间内，使绝缘片(7)、导电环(8)、导线(1)、轴承套(2)粘合为一体形成一个旋转轴，轴承套(2)是一次注塑成型的；
6)将微型轴承(4)和(9)安装在已经合为一体的芯轴(3)的两端，再将已经装上微型轴承的芯轴(3)安装在轴承支架(5)上；
7)将已经焊接好的导线(10)与电刷(11)装人轴承支架(5)的2微米细孔中，用粘结物(12)固定；
8)将防尘罩(6)套在轴承支架(5)上，利用防尘罩(6)的台阶固定；轴用挡圈(13)卡住轴承支架(5)的凹槽内，从而将整个装置固定。

叠片式导电旋转滑环及其制造工艺
技术领域
本发明涉及一种旋转滑环式电路连接接头，是一种新型的导电环旋转轴。它是实现两个相对转动机构之间传递图象，数据信号的精密装置，应用在从固定位置到连续旋转位置传输电能的场所。
背景技术
导电滑环又称为集电环或旋转关节。国内主要依靠进口美国生产的“利特”6023型号产品，它的关键部件导电环旋转轴是由塑胶一次注塑成型，然后再由车床人工切削后，最终获得合格产品。“利特”6023型号产品在技术方面的主要问题体现在以下三点：
1.单片导电环尺寸小、壁薄、外径尺寸∮7.8mm、厚0.8mm、内孔∮6mm。在注塑成型时，注塑压力达1200KG/CM²。在这样大的外力下导电环和焊接的导线之间很容易发生位移接触和短路现象，因此废品率高达50％。
2.在注塑加工导电环旋转轴时，需要人工将焊有导线的导电环一片一片的卡在注塑模具的型腔镶块中。具体工艺过程为将单片焊有导线的导电环垂直夹紧在模具型腔镶块的线槽中，将300mm导线甩在镶块外面。12线型号需要安装12片，最大型号需要安装24片焊有导线的导电环。装好导电环后，再将另一半型腔镶块小心的合在刚才装好多片导电环的型腔镶块上，然后再将合在一起的型腔镶块装入注塑模具中合模注塑产品。注塑后的导电环旋转轴此时还只是半成品，需要将它送到机加工车间进行加工，最后将导电环旋转轴加工到图纸要求。这个工艺工序多，劳动强度大。
3.在制造“利特”6023时每一种型号的导电环旋转轴就需要一副模具以及3至5副型腔活动镶块，制造成本较大。
发明内容
鉴于美国“利特”6023型号产品工序多、劳动强度大、废品率高、模具成本也大，因此我们新设计开发了这种叠片式导电旋转滑环。这种结构主要由导电环旋转轴和相对静止端的两部分组成，它的发明点是导电环旋转轴。技术方案如下：
导电环旋转轴包括：导线1、轴承套2、芯轴3、微型轴承4、绝缘片7、导电环8、微型轴承9、粘结物12。
芯轴3为整个滑环结构的主轴，它的下端设计为微型轴承9的支撑短轴，其后有一处台阶间隔，台阶后面为三角型主轴；芯轴的材料为阻燃级塑胶PBT，绝缘片7和导电环8依次套在芯轴的三角形主轴上，轴承套2套在三角形主轴的最上端；其中导线1中的每一路支线都和相应的一片导电环8焊接；在三角形主轴的空间内粘结物12使绝缘片7、导电环8、导线1、轴承套2粘合为一体；在芯轴两端安装着微型轴承4和9。
相对静止端包括：导线10、微型电刷11；导线中每一路支线都和相应的一个微型电刷11焊接；焊接好的导线10和微型电刷11装入轴承支架5的∮2微米细圆孔中，用粘结物12固定。
两端装着微型轴承的芯轴3安装在轴承支架5上；防尘罩6套在轴承支架5上，利用防尘罩6的台阶固定；轴用挡圈13卡住轴承支架5的凹槽内，从而将整个装置固定。
叠片式导电旋转滑环是通过以下操作步骤来制造的：
1)焊接导线1和导电环8，使导线中每一路支线都和相应的每片导电环联接，导电环8它是由机加工制成达到图纸公差要求的零件。
2)焊接导线10和微型电刷11，使导线中每一路支线都和对应的微型电刷联接。
3)用阻燃级的塑胶PBT为材料，注塑成型制成下端可装配微型轴承的短轴，其后有一处台阶间隔，台阶后面为三角形主轴；它的长度是各种型号产品的最大长度，以后无论任何型号产品只要裁去一部分就可以达到尺寸要求。
4)将绝缘片7与焊有导线的导电环8分别套入芯轴3的三角形主轴上；最后再将轴承套2套在三角形主轴上，绝缘片7是一次注塑成型或经板材冲压加工成单个薄型环片。
5)人工把粘结物12注入芯轴3的三角形主轴的空间内，使绝缘片7、导电环8、导线1、轴承套2粘合为一体形成一个旋转轴，轴承套2是一次注塑成型的。
6)将微型轴承4和9安装在已经合为一体的芯轴3的两端，再将已经装上微型轴承的芯轴3安装在轴承支架5上。
7)将已经焊接好的导线10与电刷11装人轴承支架5的2微米细孔中，用粘结物12固定。
8)将防尘罩6套在轴承支架5上，利用防尘罩6的台阶固定；轴用挡圈13卡住轴承支架5的凹槽内，从而将整个装置固定。
本发明的有益效果如下：
1.改革了工艺，变注塑成型为叠片粘结。没有了注塑成型时的大外力，且单片导电环尺寸比原来加厚，因此不容易发生位移接触和短路现象，合格率高。
2.工艺简单、工序少、劳动强度小、效率高。
3.原来产品每一种型号的导电环旋转轴就需要一副模具以及3至5副型腔活动镶块，制造成本大。新产品把芯轴的长度加工为各种型号的最大长度，以后无论任何型号产品只需截去一部分就可达到尺寸要求，降低了模具成本，减少了库存部件。
4.导电环是单个机加工成型，比注塑后的导电环旋转轴机加工精度要高。
附图说明
附图.叠片式导电旋转滑环剖视图
图中：1.导线、2.轴承套、3.芯轴、4.微型轴承、5.轴承支架、6.防尘罩、7.绝缘片段、8.导电环、9.微型轴承、10.导线、11.微型电刷、12.粘结物、13.轴用挡圈。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的详细说明：
如附图所示，这种叠片式导电旋转滑环，它包括导电环旋转轴和相对静止端两部分组成，
导电环旋转轴包括：导线、轴承套、芯轴、微型轴承、绝缘片、导电环、微型轴承、粘结物。
芯轴为整个滑环结构的主轴，它的下端设计为微型轴承的支撑短轴，其后有一台阶，台阶后面为三角型主轴；芯轴的材料为阻燃级塑胶PBT，绝缘片和导电环依次套在芯轴的三角形主轴上，轴承套套在三角形主轴的最上端；其中导线中的每一路支线都和相应的一片导电环焊接；在三角形主轴的空间内粘结物使绝缘片、导电环、导线、轴承套粘合为一体；在芯轴两端安装着微型轴承。
相对静止端包括：导线、微型电刷，导线中每一路支线都和相应的一个微型电刷焊接；焊接好地导线和微型电刷装入轴承支架的∮2微米细圆孔中，用粘结物固定。
两端装着微型轴承的芯轴安装在轴承支架上；防尘罩套在轴承支架上，利用防尘罩的台阶固定。轴用挡圈卡住轴承支架的凹槽内，从而将整个装置固定。
叠片式导电旋转滑环是通过以下操作步骤制造，
1)焊接导线和导电环，使导线中每一路支线都和相应的每片导电环联接，导电环它是由机加工制成达到图纸公差要求的零件。
2)焊接导线和微型电刷，使导线中每一路支线都和对应的微型电刷联接。
3)用阻燃级的塑胶PBT为材料，注塑成型制成下端可装配微型轴承的短轴，其后有一处台阶间隔，台阶后面为三角形主轴；它的长度是各种型号产品的最大长度，以后无论任何型号产品只要裁去一部分就可以达到尺寸要求。
4)将绝缘片与焊有导线的导电环分别套入芯轴的三角形主轴上；最后再将轴承套套在三角形主轴上，绝缘片是一次注塑成型或经板材冲压加工成单个薄型环片。
5)人工把粘结物注入芯轴的三角形主轴的空间内，使绝缘片、导电环、导线、轴承套粘合为一体形成一个旋转轴，轴承套是一次注塑成型的。
6)将微型轴承和安装在已经合为一体的芯轴的两端，再将已经装上微型轴承的芯轴安装在轴承支架上。
7)将已经焊接好的导线与电刷装人轴承支架的细孔中，用粘结物固定。
8)将防尘罩套在轴承支架上，利用防尘罩的台阶固定；轴用挡圈卡住轴承支架的凹槽内，从而将整个装置固定。
这次新设计开发的产品，将关键件导电环旋转轴化整为零，设计成为几种独立单个散件，它的组成是由：
1.芯轴(3)它作为主轴，左端设计成可装配微型轴承的短轴，其后有一处台阶间隔，台阶后面为三角形长轴，它的长度是各种型号产品的最大长度，以后无论任何型号产品只要截去一部分就可以达到尺寸要求。
2.绝缘片(7)一次注塑成型或经板材冲压加工成单个薄型环片。
3.导电环(8)它由自动车加工成达到图纸公差要求的零件。
4.轴承套(2)注塑一次成型。
将以上4种零件经组装后，可成为各种型号产品的部件。
具体装配工艺：将绝缘片(7)与焊有导线的导电环(8)分别套入芯轴(3)的三角形长轴，然后再套入轴承套(2)，最后由人工注入粘结物，就将一个复杂的导电环旋转轴简单制造出来，从而节省大量的模具费用，而且产品精度提高、废品率降低、库存部件少、节省了许多人力物力。
实例1：现制造12线新型的导电环旋转轴1000件：
加工1000件12线“利特”6023型导电旋转轴需40工时；而制造12线新型的导电环旋转轴1000件只需6工时，生产效率提高5倍。
“利特”6023型导电旋转轴尘产中的产品合格率为50％；而新型导电环旋转轴产品合格率为98％，每1000个产品节约资金为3万元。
新设计的滑环主要部件导电环旋转轴，它用一套模具就可以生产出芯轴、绝缘片、轴承套，而且它们作为标准件为所有型号产品共用，所以可节约模具费用80％，约8万元。
经实验检测各项技术指标均能达到进口产品水平。
机械技术指标：工作速度250rpm    温度范围-20℃→80℃
              额定寿命108r      轴承      精密小滚珠双密封钢轴承
电气技术指标：额定电流2A/环     电压      240VDC-240VAC
              绝缘强度500VAC    绝缘电阻  1000MΩ/500V。