對于應用在航天航空領域的高速滑環而言,由于運行環境較為惡劣(高轉速、高溫度),所以它需要具有較高的信號傳輸質量、良好的安全可靠性能以及超長的使用壽命等特點。因此,為了使高速滑環滿足使用要求和具有上述的特點,專業人員在設計過程中采用了以下的關鍵技術。
一是高速滑環單環雙刷并聯滑動摩擦副的設計。一般情況下,滑環的導電環與刷絲采用滑動滑動接觸的方式,來實現電信號和數據信號的傳輸。而為了提高高速滑環信號傳輸的可靠性,我們采用了摩擦副的設計。而摩擦副通常會采用單環雙刷接觸形式,即兩根刷絲并聯與一個導電環構成一個回路,這樣即使單根刷絲出現問題,也能保證信號的正常傳輸。
二是高速滑環的導電環環槽加工工藝,其主要包括平面槽式和V型槽式兩種形式。雖然平面式較容易加工,但是在高速旋轉的狀態下,其接觸穩定性不高,不能滿足高速滑環高轉速的要求。而V型槽式導電環由于表面有卡槽,所以即使在振動沖擊等工作環境下,刷絲也不容易離開導電環的工作面,具有較高的接觸可靠性。因此高速滑環的導電環選擇V型槽式。在其加工過程中,我們需要嚴格控制機床、刀具、以及加工工藝,確保環槽的中心位置、深度及表面粗糙度,以滿足導電環與刷絲的接觸性能要求。
三是高速滑環導電環的引線焊接工藝。一般的導電環為貴金屬合金,且其厚度由于條件限制將會很小。因此,我們要在如此小的空間內完成焊接引線,必須既保證焊點的尺寸足夠小,以確保狹小空間內數目眾多的導電環能夠裝配在轉子軸上不互相干涉,又要保證焊點的質量牢固可靠,以防止在數萬轉每分的高轉速離心力作用下出現的焊點脫落,影響高速滑環電信號的傳輸。 除了上述的幾點以外,我們還要對導電環、電刷以及復雜轉子系統進行設計。