适用于高温环境中的四通路导电滑环

技术领域

本发明属于导电滑环技术领域，特别涉及一种适用于高温环境中的四通路导电滑环。

背景技术

导电滑环是一个可以从固定装置传输电流、数据信号到旋转装置的机电部件，也称之为电滑环、电刷、集电环、旋转电气关节或电气转头。特别适合应用在需要无限制的，连续或断续旋转运动的装备上，同时又需要从固定位置到旋转位置传送大容量数据、信号的场所，它能改善机械性能，简化系统操作，避免导线在旋转过程中造成扭伤。根据滑环的结构上可划分为过孔式滑环、帽式滑环、盘式滑环、分离式滑环和插片式滑环。

导电滑环作为实现电信号在动静传输过程中的运转部件，不但要求其能承担输送电能的基本功能，而且要求其能在高温、高速运转的情况下保持正常的工作。一般情况下，导电滑环的正常工作温度＜80℃，但在有的行业领域中的工作温度高达150℃，普通滑环无法适应并长时间可靠的工作，给生产带来很大的损失。

发明内容

针对现有技术中的问题，本发明的目的在于提供一种适用于高温环境中的四通路导电滑环，其能够适应150℃的高温环境，且在该环境温度下可持续稳定的工作，确保设备的正常运行。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

一种适用于高温环境中的四通路导电滑环，包括与输入接线端子相连的电刷，所述的电刷与合金集电环的外圆弧线弹性接触，所述的电刷采用以下方法步骤制备而成：

(1)将AgNO

(2)按一定比例称取Ag粉、MoS

(3)将步骤(2)制备得到的混合料装入到模具中，再将模具置于热压机中热压处理，注意在160℃的温度下保温处理3min，然后再升温到900-920℃进行热压处理，随后自然冷却，即获得所述的电刷。

在进一步的技术方案中，步骤(1)中，干燥处理的条件包括：烘箱温度为70-80℃，干燥时间为5-8h。

在进一步的技术方案中，步骤(2)中，所述混合料中各组分的重量百分比为：Ag粉85-93.5％，MoS

在进一步的技术方案中，步骤(2)中，所述Ag粉和MoS

在进一步的技术方案中，步骤(3)中，所述热压处理的压力为20-25MPa，热压处理时间为20-30min。

在进一步的技术方案中，步骤(3)中，所述的热压处理采用氩气或氮气作为保护气氛。

与现有技术相比，本发明具有以下技术效果：

本发明提供的技术方案中，通过碳纤维的掺杂，改善了传统银基电刷磨损量产生较多碎屑，以及碎屑的存在影响空间机构的稳定性的问题；更为具体的，本发明中，通过DMF将AgNO

本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式中予以详细说明。

附图说明

图1示出为根据本发明具体实施方式提供的一种四通路导电滑环的结构示意图；

图2示出为图1中四通路导电滑环的横向剖视图；

图中标号说明：10-外壳，20-芯轴，21-轴承，22-绝缘座，23-合金集电环，24-输出接线盘，241-输出接线端子，30-输入接线板，31-弹性导电片，32-电刷，33-输入接线端子。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体附图及实施例，进一步阐明本发明。

需要说明的是，在本发明中，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文中所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

本发明提供了一种适用于高温环境中的四通路导电滑环，包括与输入接线端子相连的电刷，所述的电刷与合金集电环的外圆弧线弹性接触，

具体的，结合图1、2所示，所述的四通路导电滑环包括一具有容置空间的外壳10，所述外壳10的容置空间内转动连接有一芯轴20以及与所述芯轴20平行间隔布置的输入接线板30；

所述的芯轴20通过轴承21与所述的外壳10连接，所述的芯轴20上套设有绝缘座22，绝缘座22外套设有合金集电环23，所述芯轴20的上端套设有输出接线盘24，所述的输出接线盘24上设有输出接线端子241；

所述的输入接线板30上设有位于同一水平方向且呈一夹角布置的一组弹性导电片31，所述弹性导电片31的悬端固定有电刷32，所述电刷32的相对侧抵靠在合金集电环23的外侧，所述的弹性导电片31及其上布置的电刷32沿输入接线板30的板长方向间隔布置有四组。

所述的输入接线盘30上设有输入接线端子33，在具体工作时，电能通过输入接线端子33接入，通过弹性导电片31及其上设置的电刷32传输至合金集电环23，再传输到输出接线盘24，及通过输出接线端子241输送至用电设备。

为了降低电刷32与合金集电环23的接触电阻，通常将电刷32与合金集电环23的接触面设计为与合金集电环23的外圆弧相应的凹弧面，但是，随着用电设备的高速转动，因摩擦产生的热量仍旧很高，为了克服解决高温引起的材料变形，确保电能的稳定输送，本发明提供了一种耐高温的电刷材料，具体的，本发明中，所述的电刷采用以下方法步骤制备而成：

(1)将AgNO

(2)按一定比例称取Ag粉、MoS

(3)将步骤(2)制备得到的混合料装入到模具中，再将模具置于热压机中热压处理，注意在160℃的温度下保温处理3min，然后再升温到900-920℃进行热压处理，随后自然冷却，即获得所述的电刷。

本发明提供的技术方案中，通过DMF将硝酸银还原得到纳米银颗粒并沉积到碳纤维表面，利用纳米银颗粒的熔融特性，在热压处理的过程中，于160℃的温度下保温处理，使纳米银颗粒熔融渗透到碳纤维的网络结构中，形成具有丰富导热导电路线的复合材料，通过该方法制备得到的电刷材料，在具体使用时能够降低热阻，增加导热和导电能力；此外，本发明中，通过纳米银颗粒改进的碳纤维，其在银基中的分散性更好，确保了组织结构的细小，形成致密度高，机械性能好，以及电学性能优的复合材料。

本发明中，二硫化钼是一种优异的固体润滑剂，特别适用于高温高压氛围中的自润滑，并且，二硫化钼的分散性好，在低温时减摩，高温时增摩，烧失量小。通过在本发明提供的电刷材料中增加该二硫化钼，进一步的减少了电刷与合金集电环摩擦时的碎屑的产生，延长了设备的使用寿命。

根据本发明提供的方法，步骤(1)中，干燥处理的目的是去除碳纤维上残留的有机溶剂，得到干燥后的产物以方便后续的加工使用，具体的，本发明中，所述的干燥处理具体是在烘箱温度为70-80℃的条件下干燥处理5-8h。

根据本发明提供的方法，本发明中，所述混合料中各组分的用量可以在较宽的范围内选择，作为优选的，所述混合料中各组分的重量百分比为：Ag粉85-93.5％，MoS2粉5-10％，改性处理的碳纤维1.5-5％。

进一步的，所述Ag粉和MoS

根据本发明提供的方法，所述热压处理的压力条件及热压处理的时间可以在较宽的范围内选择，作为优选的，所述热压处理的压力为20-25MPa，热压处理时间为20-30min。进一步的，本发明中，所述的热压处理采用氩气或氮气作为保护气氛。

以下通过具体的实施例对本发明提供的电刷材料的制备方法做出进一步的说明。

实施例1

一种电刷的制备方法：

(1)将30g AgNO

(2)按一定比例称取Ag粉、MoS

具体的，所述混合料中各组分的重量百分比为：Ag粉(400目)88％，MoS

(3)将步骤(2)制备得到的混合料装入到模具中，再将模具置于热压机中热压处理，注意在160℃的温度下保温处理3min，然后再升温到900℃进行热压处理，具体的热压处理压力为22MPa，热压处理时间为25min，热压处理采用氩气或氮气作为保护气氛；

随后自然冷却，即获得所述的电刷。

实施例2

一种电刷的制备方法：

(1)将30g AgNO

(2)按一定比例称取Ag粉、MoS

具体的，所述混合料中各组分的重量百分比为：Ag粉(400目)85％，MoS

(3)将步骤(2)制备得到的混合料装入到模具中，再将模具置于热压机中热压处理，注意在160℃的温度下保温处理3min，然后再升温到900℃进行热压处理，具体的热压处理压力为22MPa，热压处理时间为25min，热压处理采用氩气或氮气作为保护气氛；

随后自然冷却，即获得所述的电刷。

实施例3

一种电刷的制备方法：

(1)将30g AgNO

(2)按一定比例称取Ag粉、MoS

具体的，所述混合料中各组分的重量百分比为：Ag粉(400目)93.5％，MoS

(3)将步骤(2)制备得到的混合料装入到模具中，再将模具置于热压机中热压处理，注意在160℃的温度下保温处理3min，然后再升温到900℃进行热压处理，具体的热压处理压力为20MPa，热压处理时间为30min，热压处理采用氩气或氮气作为保护气氛；

随后自然冷却，即获得所述的电刷。

对比例1

本对比例与实施例1中电刷的制备方法基本相同，不同的是，在步骤(1)中，并不对所述的碳纤维进行改性处理，而是直接按照步骤(2)的步骤进行，具体的：

(1)按一定比例称取Ag粉、MoS

具体的，所述混合料中各组分的重量百分比为：Ag粉(400目)88％，MoS

(2)将步骤(1)制备得到的混合料装入到模具中，再将模具置于热压机中热压处理，注意在160℃的温度下保温处理3min，然后再升温到900℃进行热压处理，具体的热压处理压力为22MPa，热压处理时间为25min，热压处理采用氩气或氮气作为保护气氛；

随后自然冷却，即获得所述的电刷。

对比例2

本对比例与实施例1中电刷的制备方法基本相同，不同的是，在步骤(3)中，升温至160℃时并不做保温处理，而是持续升温到热压目标温度，即900℃，其余不变，得到所述的电刷。

针对上述制备得到的电刷进行测试，具体测试数据如下表1所示。

表1：

结合上述测试数据可以看出，在本发明提供的技术方案中，通过对碳纤维进行的改性处理，以及在热压处理过程中的短暂停留对于导电能力的改善具有非常重要的作用；以及，本发明中，通过碳纤维的掺杂，减少了传统银基电刷的磨损，即改善了传统银基电刷磨损量产生较多碎屑，以及碎屑的存在影响空间机构的稳定性的问题。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的特点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围内。本发明要求保护的范围由所附的权利要求书及其等效物界定。