કઈ પદ્ધતિ સમજાવે છે કે સ્લિપ રિંગ્સ કેવી રીતે કામ કરે છે?
સ્લિપ રિંગ્સ સ્થિર અને ફરતા ભાગો વચ્ચે ઇલેક્ટ્રિકલ પાવર ટ્રાન્સફર કરે છે. મૂળભૂત મિકેનિઝમ બ્રશનો ઉપયોગ કરે છે જે ફરતી શાફ્ટ - કાર્બન પર માઉન્ટ થયેલ વાહક રિંગ્સ સાથે સંપર્ક જાળવી રાખે છે અથવા કિંમતી ધાતુના બ્રશ આ રિંગ્સ સામે દબાવવામાં આવે છે જ્યારે બધું ફરતું હોય છે.
મોટાભાગની ઔદ્યોગિક એપ્લિકેશનો આ સંપર્ક આધારિત ટ્રાન્સફર પદ્ધતિ પર આધાર રાખે છે- કારણ કે તે સીધી ઇજનેરી છે. વિન્ડ ટર્બાઇન માટે મૂગની સ્લિપ રિંગ એસેમ્બલી, moog.com પર સ્પષ્ટીકરણો અનુસાર, 690V ત્રણ-તબક્કાની શક્તિ સુધીનું સંચાલન કરે છે, અને આ એકમો જનરેટરમાં કાર્ય કરે છે જેને સતત વિદ્યુત જોડાણની જરૂર હોય છે જ્યારે નેસેલ પવનની દિશાનો સામનો કરવા માટે ફરે છે.
સંપર્ક પદ્ધતિ હજુ પણ પ્રભુત્વ ધરાવે છે
કાર્બન બ્રશ તાંબા અથવા સોનાની-પ્લેટેડ રિંગ્સ સામે સ્લાઇડ કરે છે. સંપર્ક દબાણ સામાન્ય રીતે 20 થી 200 ગ્રામની રેન્જમાં હોય છે, જો કે આ એપ્લિકેશન પર આધાર રાખીને જંગલી રીતે બદલાય છે. તમને વિવિધ હેતુઓ માટે વપરાતી વિવિધ સામગ્રીઓ - સિલ્વર-ગ્રેફાઇટ પીંછીઓ મળશે જે ઉચ્ચ પ્રવાહ માટે (કેટલીક ડિઝાઇન પ્રતિ રીંગ 500+ એમ્પ્સ હેન્ડલ કરે છે), ઓછા અવાજ સિગ્નલ ટ્રાન્સમિશન માટે શુદ્ધ ચાંદી, જ્યારે કાટ ખર્ચ કરતાં વધુ મહત્વનો હોય ત્યારે ગોલ્ડ પ્લેટિંગ.
સીટી સ્કેનર્સ સ્લિપ રિંગ્સનો ઉપયોગ કરે છે જે સતત 200+ આરપીએમ પર ફરે છે. કોભમ તબીબી સાધનોના ઉત્પાદકોને આનો પુરવઠો પૂરો પાડે છે - તેમની વેબસાઇટ cobham.com 100-ચેનલ સ્લિપ રિંગ્સ દર્શાવે છે જે એક સાથે ફરતી ગેન્ટ્રી માટે પાવર અને ઉચ્ચ ફ્રીક્વન્સી ડેટા સિગ્નલ બંનેને ટ્રાન્સમિટ કરે છે-. ડેટા ચેનલો 100 મેગાહર્ટઝ સુધીની ફ્રીક્વન્સીઝ પર ચાલે છે જ્યારે સમાન એસેમ્બલી કેટલાક કિલોવોટ મોટર પાવરનું વહન કરે છે. આ દ્વિ હેતુની ડિઝાઇન જટિલ બની જાય છે કારણ કે તમે સમાન ફરતા ઇન્ટરફેસમાં ભારે વર્તમાન પાથ સાથે હાઇ-સ્પીડ ડેટા લાઇનને મિશ્રિત કરી રહ્યાં છો.
સિગ્નલ અખંડિતતા ચોક્કસ ઝડપ ઉપર એક મુદ્દો બની જાય છે. સંપર્ક બાઉન્સ થાય છે, વિદ્યુત અવાજ વધે છે, વસ્ત્રો વેગ આપે છે. કેટલીક ડિઝાઇનમાં રિંગ્સને વધુ અલગ જગ્યા આપવામાં આવે છે, અન્ય એક જ એસેમ્બલીમાં વિવિધ રિંગ્સ માટે વિવિધ બ્રશ સામગ્રીનો ઉપયોગ કરે છે.
મર્ક્યુરી સ્લિપ રિંગ્સ અસ્તિત્વમાં છે પરંતુ હવે કોઈ તેનો વધુ ઉપયોગ કરતું નથી
પારોનો ઉપયોગ કરીને પ્રવાહી ધાતુની સંપર્ક પદ્ધતિ છે જે બ્રશના વસ્ત્રોને સંપૂર્ણપણે દૂર કરે છે. ફરતો સંપર્ક પારાના પૂલમાંથી પસાર થાય છે, તેથી ત્યાં કોઈ ઘર્ષણ અથવા યાંત્રિક અધોગતિ નથી. વિદ્યુત પ્રતિકાર અવિશ્વસનીય રીતે ઓછો અને સુસંગત રહે છે.
પર્યાવરણીય નિયમનોએ મોટાભાગની એપ્લિકેશનો માટે આ ટેકનોલોજીનો નાશ કર્યો. બુધ ઝેરી છે, નિયંત્રણ મુશ્કેલ છે, અને નિકાલ સમસ્યાઓ બનાવે છે. કેટલીક વિશિષ્ટ સૈન્ય અને સંશોધન પ્રણાલીઓ હજુ પણ મર્ક્યુરી સ્લિપ રિંગ્સનો ઉપયોગ કરે છે જ્યાં કામગીરીના ફાયદા જોખમો કરતાં વધી જાય છે, પરંતુ વ્યાપારી ઉત્પાદકોએ દાયકાઓ પહેલા આ અભિગમ છોડી દીધો હતો. બ્રશ સંપર્કો માટે 0.05-0.5 ઓહ્મની તુલનામાં પારાના ઇન્ટરફેસનો સંપર્ક પ્રતિકાર 0.001 ઓહ્મની આસપાસ માપે છે, જે કેટલીક ચોકસાઇ માપન પ્રણાલીઓમાં મહત્વપૂર્ણ છે પરંતુ દૂષણના જોખમને યોગ્ય ઠેરવવા માટે પૂરતું નથી.
ફાઇબર ઓપ્ટિક રોટરી સાંધાઓએ કેટલીક એપ્લિકેશનો બદલી
જ્યારે તમારે પાવરને બદલે ડેટા ટ્રાન્સફર કરવાની જરૂર હોય, ત્યારે ફાઈબર ઓપ્ટિક રોટરી જોઈન્ટ્સ (FORJs) ઇલેક્ટ્રિકલ સંપર્કને સંપૂર્ણપણે ટાળે છે. આ ચોક્કસ રીતે સંરેખિત ઓપ્ટિકલ તત્વોનો ઉપયોગ કરે છે - પ્રકાશ કિરણ સ્થિર ફાઈબરમાંથી ફરતા ઈન્ટરફેસ દ્વારા ફરતી બાજુએ બીજા ફાઈબર સુધી જાય છે. મેડિકલ રોબોટ્સ અને મિલિટરી ટરેટ્સ વિડિયો અને ડેટા ટ્રાન્સમિશન માટે FORJs પર સ્વિચ કરે છે કારણ કે ત્યાં શૂન્ય ઇલેક્ટ્રિકલ અવાજ અને મૂળભૂત રીતે અમર્યાદિત બેન્ડવિડ્થ છે.
તેઓ પાવર ટ્રાન્સફર માટે કામ કરતા નથી, જે મૂળ પ્રશ્ન પૂછે છે. જો મોટર અને એક્ટ્યુએટરને ફરતી એસેમ્બલી પર વીજળીની જરૂર હોય તો તમારે હજુ પણ પરંપરાગત સ્લિપ રિંગ્સની જરૂર છે.
મલ્ટી-ચેનલ ડિઝાઇન સ્ટેક રિંગ્સ કેન્દ્રિત છે
જટિલ મશીનરીને એકસાથે ફરતા ડઝનેક અથવા સેંકડો અલગ સર્કિટની જરૂર પડે છે. ઔદ્યોગિક ડિઝાઇન દરેક રિંગ વચ્ચેના ઇન્સ્યુલેશન સાથે શાફ્ટ અક્ષ સાથે વાહક રિંગ્સને સ્ટેક કરે છે, અને અલગ બ્રશ બ્લોક્સ દરેક રિંગને સ્વતંત્ર રીતે સંપર્ક કરે છે. કેટલીક એસેમ્બલી પાવર રિંગ્સ, કંટ્રોલ સિગ્નલ રિંગ્સ અને ઉચ્ચ-આવર્તન ડેટા ચેનલોને એક યુનિટમાં જોડે છે.
રીંગ સ્પેસિંગ અને બ્રશ ભૂમિતિ વોલ્ટેજ જરૂરિયાતો અને સિગ્નલના પ્રકારોના આધારે ઑપ્ટિમાઇઝ થાય છે. ઉચ્ચ વોલ્ટેજને વધુ ઇન્સ્યુલેશન ક્લિયરન્સની જરૂર છે - તમે 24V કંટ્રોલ સિગ્નલ માટે રિંગ્સ વચ્ચે 3mm જોશો પરંતુ 480V પાવર રિંગ્સ વચ્ચે 10mm+. બ્રશ પ્રેશર એડજસ્ટમેન્ટ પણ મહત્વનું છે કારણ કે અપૂરતું દબાણ તૂટક તૂટક સંપર્કનું કારણ બને છે જ્યારે વધુ પડતું દબાણ વસ્ત્રોને વેગ આપે છે અને ઘર્ષણ ટોર્કમાં વધારો કરે છે.
મેન્યુફેક્ચરિંગ સહિષ્ણુતા તમારી અપેક્ષા કરતાં વધુ કડક છે. રિંગની એકાગ્રતા અને સપાટીની પૂર્ણાહુતિ સીધી સંપર્ક ગુણવત્તા અને સેવા જીવનને અસર કરે છે. machinedesign.com ના ટેકનિકલ ડેટા અનુસાર, ચોકસાઇ સ્લિપ રિંગ્સ માટે સપાટીની ખરબચડી વિશિષ્ટતાઓ લગભગ 0.4 માઇક્રોન Ra અથવા વધુ સારી છે, વિશિષ્ટ લેથ્સ પર મશીન કરવામાં આવે છે જે સમગ્ર પરિઘ પર થોડા માઇક્રોનની અંદર ગોળાકારતા જાળવી રાખે છે.
તાપમાનની અસરો અને વર્તમાન ક્ષમતા
વર્તમાન ક્ષમતા સંપર્ક વિસ્તાર અને ઠંડક પર આધારિત છે. ચાર કાર્બન બ્રશ સાથેની 10 મીમી પહોળી રીંગ, ઓવરહિટીંગ ચિંતાજનક બને તે પહેલા સતત 15-20 amps વહન કરી શકે છે, પરંતુ દબાણયુક્ત એર કૂલિંગ ઉમેરો અને તે જ એસેમ્બલી હેન્ડલ 40+ amps. બ્રશ સંપર્ક પ્રતિકાર I²R નુકસાનના પ્રમાણમાં ગરમી ઉત્પન્ન કરે છે, અને ઉચ્ચ પ્રવાહો પર તમે ઇન્ટરફેસ પર ગંભીર વોટેજને દૂર કરી રહ્યાં છો.
થર્મલ વિસ્તરણ પરિમાણીય ફેરફારોનું કારણ બને છે જે સંપર્ક દબાણ અને સંરેખણને અસર કરે છે. તાપમાન સાયકલિંગ એસેમ્બલી પર ભાર મૂકે છે અને પહેરવામાં ફાળો આપે છે. અમુક ડિઝાઇનમાં સ્પ્રિંગ-લોડ કરેલા બ્રશ ધારકોનો ઉપયોગ સતત સંપર્ક દબાણ જાળવવા માટે કરે છે કારણ કે ભાગો વિસ્તરે છે અને તાપમાનના સ્વિંગ સાથે સંકુચિત થાય છે.
ઉચ્ચ-ઉંચાઈ અને શૂન્યાવકાશ એપ્લિકેશનને ખાસ ધ્યાનમાં લેવાની જરૂર છે કારણ કે હવાના દબાણમાં ઘટાડો થવાથી ઠંડકની કાર્યક્ષમતામાં ઘટાડો થાય છે અને દરિયાઈ સ્તરની કામગીરી કરતાં નીચા વોલ્ટેજ પર વિદ્યુત આર્કિંગનું કારણ બની શકે છે-.
વાયરલેસ પાવર ટ્રાન્સફર અસ્તિત્વમાં છે પરંતુ તેની મર્યાદાઓ છે
ઇન્ડક્ટિવ અને કેપેસિટીવ કપલિંગ પદ્ધતિઓ શારીરિક સંપર્ક વિના પાવર ટ્રાન્સફર કરે છે. આ ઓછી-પાવર એપ્લીકેશન્સ - રોબોટ્સ માટે વાયરલેસ ચાર્જિંગ સિસ્ટમ્સ, કોન્ટેક્ટલેસ ડેટા ટ્રાન્સમિશન, આવી વસ્તુઓ માટે સરસ કામ કરે છે. ફરતી ટ્રાન્સફોર્મર્સનો ઉપયોગ કરીને કેટલીક ડિઝાઇનો કિલોવોટ-લેવલ પાવર ટ્રાન્સફર કરે છે.
એર ગેપના અંતર અને ફરતા અને સ્થિર ભાગો વચ્ચે ખોટી ગોઠવણી સાથે કાર્યક્ષમતા ઘટી જાય છે. પ્લસ તમને સ્થિર પાવર ટ્રાન્સફર જાળવવા માટે અત્યાધુનિક નિયંત્રણ ઇલેક્ટ્રોનિક્સની જરૂર છે કારણ કે પરિભ્રમણ દરમિયાન જોડાણ બદલાય છે. ભારે ઔદ્યોગિક મશીનરી માટે વિશ્વસનીય ઉચ્ચ-વર્તમાન જોડાણોની જરૂર હોય છે, બ્રશ-પ્રકારની સ્લિપ રિંગ્સ પ્રમાણભૂત રહે છે કારણ કે જાળવણીની જરૂરિયાતો હોવા છતાં તે સરળ અને વધુ મજબૂત છે.
બ્રશ અને રિંગ્સનો ઉપયોગ કરીને સંપર્ક પદ્ધતિ સમજાવે છે કે મોટાભાગની સ્લિપ રિંગ્સ કેવી રીતે કાર્ય કરે છે કારણ કે તે સાબિત તકનીક છે જે મિલિએમ્પ્સથી સેંકડો એમ્પ્સ સુધી સ્કેલ કરે છે, એકસાથે બહુવિધ સર્કિટ હેન્ડલ કરે છે અને જટિલ ઇલેક્ટ્રોનિક્સની જરૂર નથી. જાળવણી અંતરાલો બદલાય છે - કેટલાક ઔદ્યોગિક એકમો બ્રશ બદલવાની વચ્ચે 2-3 વર્ષ ચાલે છે, અન્યને ફરજ ચક્ર અને પર્યાવરણીય પરિસ્થિતિઓના આધારે દર થોડા મહિને ધ્યાન આપવાની જરૂર છે. સ્વચ્છ વાતાવરણમાં કાટમાળ પહેરો એ વિચારણા છે, અને જો યોગ્ય રીતે સીલ ન કરવામાં આવે તો બ્રશની ધૂળ નજીકના ઘટકોને દૂષિત કરી શકે છે.
તે મુખ્ય પદ્ધતિઓને આવરી લે છે અને શા માટે યાંત્રિક સંપર્ક અભિગમ તેની મર્યાદાઓ હોવા છતાં પણ પ્રભુત્વ ધરાવે છે.