機電裝備光電液及射頻旋轉傳輸技術

胡長明，中國電子科技集團公司第十四研究所首席專家，研究員級高級工程師，長期從事覆雜電子設備結構工藝及智能製造技術研究應用。現任中國電子科技集團公司第十四研究所工業設計中心（國家級）主任；智能製造創新中心主任。國家智能製造標準化專家咨詢組成員，中國電子學會會士、電子機械工程分會常務副主任委員，《電子機械工程》編委會常務副主任委員，中國機械工程學會高級會員，江蘇省政協委員，江蘇省“333工程”首批中青年科技領軍人才，東南大學兼職教授。獲國家科技進步一等獎一項，省部級科技進步獎十餘項。

第1章 緒論 1
1.1 典型機電裝備簡介 1
1.2 光電液及射頻旋轉傳輸裝置簡介 4
1.3 光電液及射頻旋轉傳輸裝置應用場景 6
1.4 光電液及射頻旋轉傳輸裝置發展歷程 7
1.4.1 光纖滑環 8
1.4.2 匯流環 9
1.4.3 流體交連 10
1.4.4 射頻交連 11
1.5 光電液及射頻旋轉傳輸技術展望 13
1.5.1 光電液及射頻旋轉傳輸技術面臨的挑戰 13
1.5.2 光電液及射頻旋轉傳輸技術的發展 14
參考文獻 16
第2章 光纖滑環 17
2.1 概述 17
2.1.1 分類 17
2.1.2 技術指標 19
2.2 單通道光纖滑環 20
2.2.1 工作原理 20
2.2.2 光纖準直器 22
2.2.3 支撐結構 24
2.2.4 製造與裝配 26
2.3 多通道光纖滑環 28
2.3.1 工作原理 28
2.3.2 典型結構 30
2.3.3 道威棱鏡 31
2.3.4 傳動機構 33
2.3.5 製造與裝配 36
2.4 環境適應性設計 38
2.4.1 高低溫 38
2.4.2 濕熱 39
2.5 性能測試 39
2.5.1 插損測試 40
2.5.2 回波損耗測試 40
2.5.3 隔離度測試 42
2.6 典型失效形式及預防措施 43
參考文獻 45
第3章 匯流環 47
3.1 概述 47
3.1.1 分類 47
3.1.2 技術指標 48
3.2 柱式匯流環 50
3.2.1 工作原理 50
3.2.2 典型結構 50
3.2.3 支撐結構 52
3.2.4 電刷設計 53
3.2.5 導電環 56
3.2.6 絕緣環 59
3.2.7 製造與裝配 61
3.3 盤式匯流環 63
3.3.1 工作原理 63
3.3.2 典型結構 64
3.3.3 支撐結構 64
3.3.4 電刷 65
3.3.5 匯流盤 65
3.3.6 製造與裝配 67
3.4 差動匯流環 68
3.4.1 工作原理 68
3.4.2 典型結構 69
3.4.3 支撐結構 70
3.4.4 傳動機構 70
3.4.5 電刷組與匯流盤 72
3.4.6 製造與裝配 74
3.5 接口設計 75
3.5.1 結構接口 75
3.5.2 電訊接口 76
3.6 環境適應性設計 76
3.7 性能測試 78
3.7.1 測試指標 78
3.7.2 測試方法 78
3.8 典型失效形式及防護措施 80
3.8.1 失效原因 81
3.8.2 防護措施 82
3.9 使用維護 83
3.10 新型結構匯流環 84
3.10.1 工作原理 84
3.10.2 典型結構 85
3.10.3 結構設計 86
3.10.4 製造與裝配 90
參考文獻 91
第4章 流體交連 93
4.1 概述 93
4.1.1 分類 94
4.1.2 技術指標 94
4.2 機械密封流體交連 98
4.2.1 柱式流體交連 98
4.2.2 盤式流體交連 120
4.3 柔性密封流體交連 121
4.3.1 工作原理 121
4.3.2 典型結構 122
4.3.3 主體結構 123
4.3.4 動密封副 124
4.3.5 模擬計算分析 126
4.3.6 製造與裝配 127
4.4 環境適應性設計 128
4.5 性能測試 130
4.5.1 測試指標 130
4.5.2 測試方法 130
4.6 漏液檢測與回收 133
4.6.1 漏液檢測技術 133
4.6.2 漏液回收技術 135
4.7 典型失效形式及故障分析 137
4.7.1 失效外部表現 137
4.7.2 機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 預防性維護及維修 143
參考文獻 144
第5章 射頻交連 148
5.1 概述 148
5.1.1 分類 149
5.1.2 技術指標 149
5.2 單通道射頻交連 151
5.2.1 工作原理 151
5.2.2 典型結構 151
5.2.3 設計方法 152
5.2.4 軸承設計 155
5.2.5 密封設計 156
5.3 雙通道射頻交連 157
5.3.1 工作原理 157
5.3.2 典型結構 157
5.3.3 設計方法 158
5.4 多通道射頻交連 159
5.4.1 工作原理 159
5.4.2 典型結構 159
5.4.3 設計方法 160
5.5 接口設計 162
5.5.1 安裝佈局 162
5.5.2 結構排布 163
5.5.3 驅動設計 165
5.5.4 傳動設計 166
5.6 環境適應性設計 167
5.7 典型故障分析 169
5.7.1 結構卡死 169
5.7.2 轉動穩定性差 169
5.7.3 密封性能下降 170
參考文獻 170
第6章 多種交連組合設計 171
6.1 概述 171
6.2 兩種交連的組合設計 173
6.2.1 光纖滑環與匯流環組合 173
6.2.2 匯流環與流體交連組合 176
6.2.3 匯流環與射頻交連組合 179
6.2.4 光-射頻、光-流體、流體-射頻交連組合 182
6.3 三種交連的組合設計 183
6.3.1 光纖滑環、匯流環和流體交連組合 184
6.3.2 其餘三種交連組合 185
6.4 四種交連的組合設計 186
6.4.1 柱式匯流環、盤式流體交連、中空射頻交連、光纖滑環組合 187
6.4.2 盤式匯流環、柱式流體交連、中空射頻交連、光纖滑環組合 188
6.4.3 柱式匯流環、柱式流體交連、中空射頻交連、光纖滑環組合 190
6.4.4 盤式匯流環、盤式流體交連、中空射頻交連、光纖滑環組合 191
參考文獻 192
第7章 典型交連設計案例 193
7.1 光纖滑環設計 193
7.1.1 應用場景 193
7.1.2 指標要求 193
7.1.3 環境條件 193
7.1.4 組成與佈局 194
7.1.5 詳細設計 194
7.2 匯流環設計 197
7.2.1 應用場景 197
7.2.2 指標要求 197
7.2.3 環境條件 197
7.2.4 組成與佈局 197
7.2.5 詳細設計 198
7.3 流體交連設計 201
7.3.1 盤式流體交連 201
7.3.2 柱式流體交連 208
7.3.3 直線流體交連 212
7.4 射頻交連設計 214
7.4.1 應用場景 214
7.4.2 指標要求 214
7.4.3 環境條件 214
7.4.4 組成與佈局 214
7.4.5 詳細設計 215
7.5 組合交連 217
7.5.1 應用場景 217
7.5.2 指標要求 217
7.5.3 組成與佈局 218
7.5.4 詳細設計 219
參考文獻 220