旋转传输装置承担机电装备动静部件之间各种信号和液体介质的连接工作。光纤滑环用于光信号的旋转传输,汇流环用于电信号和电能旋转传输,流体交连用于冷却、润滑油、泥浆输送或液压驱动等流体介质的旋转传输,射频交连主要用于高频微波的传输。本书以雷达这一典型电子装备为例,详细介绍了光、电、液和射频多种信号和介质旋转传输的理论、设计、仿真计算和制造方法。并着重讲解了多种交连组合架构、设计原则和方法,从而满足复杂电子装备对光、电、射频信号及流体介质综合旋转传输要求。
中国电子科技集团公司第十四研究所首席专家,长期从事复杂电子装备结构工艺及智能制造技术研究应用现任中国电子科技集团公司第十四研究所工业设计中心(国家级)主任。国家智能制造专家委委员,标准化专家咨询组成员,中国电子学会会士,电子机械工程分会常务副主任委员。获国家科技进步一等奖一项,省部级科技进步奖十余项。
第1章 绪论1
1.1 典型机电装备简介1
1.2 光电液及射频旋转传输装置简介4
1.3 光电液及射频旋转传输装置应用场景6
1.4 光电液及射频旋转传输装置发展历程7
1.4.1 光纤滑环8
1.4.2 汇流环9
1.4.3 流体交连10
1.4.4 射频交连11
1.5 光电液及射频旋转传输技术展望13
1.5.1 光电液及射频旋转传输技术面临的挑战13
1.5.2 光电液及射频旋转传输技术的发展14
参考文献16
第2章 光纤滑环17
2.1 概述17
2.1.1 分类17
2.1.2 技术指标19
2.2 单通道光纤滑环20
2.2.1 工作原理20
2.2.2 光纤准直器22
2.2.3 支撑结构24
2.2.4 制造与装配26
2.3 多通道光纤滑环28
2.3.1 工作原理28
2.3.2 典型结构30
2.3.3 道威棱镜31
2.3.4 传动机构33
2.3.5 制造与装配36
2.4 环境适应性设计38
2.4.1 高低温38
2.4.2 湿热39
2.5 性能测试39
2.5.1 插损测试40
2.5.2 回波损耗测试40
2.5.3 隔离度测试42
2.6 典型失效形式及预防措施43
参考文献45
第3章 汇流环47
3.1 概述47
3.1.1 分类47
3.1.2 技术指标48
3.2 柱式汇流环50
3.2.1 工作原理50
3.2.2 典型结构50
3.2.3 支撑结构52
3.2.4 电刷设计53
3.2.5 导电环56
3.2.6 绝缘环59
3.2.7 制造与装配61
3.3 盘式汇流环63
3.3.1 工作原理63
3.3.2 典型结构64
3.3.3 支撑结构64
3.3.4 电刷65
3.3.5 汇流盘65
3.3.6 制造与装配67
3.4 差动汇流环68
3.4.1 工作原理68
3.4.2 典型结构69
3.4.3 支撑结构70
3.4.4 传动机构70
3.4.5 电刷组与汇流盘72
3.4.6 制造与装配74
3.5 接口设计75
3.5.1 结构接口75
3.5.2 电讯接口76
3.6 环境适应性设计76
3.7 性能测试78
3.7.1 测试指标78
3.7.2 测试方法78
3.8 典型失效形式及防护措施80
3.8.1 失效原因81
3.8.2 防护措施82
3.9 使用维护83
3.10 新型结构汇流环84
3.10.1 工作原理84
3.10.2 典型结构85
3.10.3 结构设计86
3.10.4 制造与装配90
参考文献91
第4章 流体交连93
4.1 概述93
4.1.1 分类94
4.1.2 技术指标94
4.2 机械密封流体交连98
4.2.1 柱式流体交连98
4.2.2 盘式流体交连120
4.3 柔性密封流体交连121
4.3.1 工作原理121
4.3.2 典型结构122
4.3.3 主体结构123
4.3.4 动密封副124
4.3.5 仿真计算分析126
4.3.6 制造与装配127
4.4 环境适应性设计128
4.5 性能测试130
4.5.1 测试指标130
4.5.2 测试方法130
4.6 漏液检测与回收133
4.6.1 漏液检测技术133
4.6.2 漏液回收技术135
4.7 典型失效形式及故障分析137
4.7.1 失效外部表现137
4.7.2 机械密封故障原因分析137
4.7.3 柔性密封故障原因分析141
4.7.4 预防性维护及维修143
参考文献144
第5章 射频交连148
5.1 概述148
5.1.1 分类149
5.1.2 技术指标149
5.2 单通道射频交连151
5.2.1 工作原理151
5.2.2 典型结构151
5.2.3 设计方法152
5.2.4 轴承设计155
5.2.5 密封设计156
5.3 双通道射频交连157
5.3.1 工作原理157
5.3.2 典型结构157
5.3.3 设计方法158
5.4 多通道射频交连159
5.4.1 工作原理159
5.4.2 典型结构159
5.4.3 设计方法160
5.5 接口设计162
5.5.1 安装布局162
5.5.2 结构排布163
5.5.3 驱动设计165
5.5.4 传动设计166
5.6 环境适应性设计167
5.7 典型故障分析169
5.7.1 结构卡死169
5.7.2 转动稳定性差169
5.7.3 密封性能下降170
参考文献170
第6章 多种交连组合设计171
6.1 概述171
6.2 两种交连的组合设计173
6.2.1 光纤滑环与汇流环组合173
6.2.2 汇流环与流体交连组合176
6.2.3 汇流环与射频交连组合179
6.2.4 光-射频、光-流体、流体-射频交连组合182
6.3 三种交连的组合设计183
6.3.1 光纤滑环、汇流环和流体交连组合184
6.3.2 其余三种交连组合185
6.4 四种交连的组合设计186
6.4.1 柱式汇流环、盘式流体交连、中空射频交连、光纤滑环组合187
6.4.2 盘式汇流环、柱式流体交连、中空射频交连、光纤滑环组合188
6.4.3 柱式汇流环、柱式流体交连、中空射频交连、光纤滑环组合190
6.4.4 盘式汇流环、盘式流体交连、中空射频交连、光纤滑环组合191
参考文献192
第7章 典型交连设计案例193
7.1 光纤滑环设计193
7.1.1 应用场景193
7.1.2 指标要求193
7.1.3 环境条件193
7.1.4 组成与布局194
7.1.5 详细设计194
7.2 汇流环设计197
7.2.1 应用场景197
7.2.2 指标要求197
7.2.3 环境条件197
7.2.4 组成与布局197
7.2.5 详细设计198
7.3 流体交连设计201
7.3.1 盘式流体交连201
7.3.2 柱式流体交连208
7.3.3 直线流体交连212
7.4 射频交连设计214
7.4.1 应用场景214
7.4.2 指标要求214
7.4.3 环境条件214
7.4.4 组成与布局214
7.4.5 详细设计215
7.5 组合交连217
7.5.1 应用场景217
7.5.2 指标要求217
7.5.3 组成与布局218
7.5.4 详细设计219
参考文献220