Скользящие кольца превосходны в множестве конструкций, которые включают вращающееся основание или платформу, включая промышленное оборудование, такое как индексные таблицы, намоточные машины и автоматические сварочные аппараты. Ветряные турбины — еще одно ключевое применение, как и медицинские приложения для МРТ и компьютерной томографии.

Скользящие кольца также работают в точке поворота камер видеонаблюдения с замкнутым контуром.

Скользящие кольца на аттракционах в парках развлечений включают в себя те, которые передают мощность, управляющие сигналы и данные на движущиеся секции каруселей, колес обозрения и аттракционов с вертикальным падением и обратно. Другими примерами являются вертолеты, краны и лифты, генераторы и вращающиеся печи. Давайте рассмотрим еще несколько более подробно.

Строительство ветряных турбин растет во всем мире, особенно в Европе. Одной из проблем является постоянное воздействие элементов, требующее лишь периодического технического обслуживания для очистки турбины от мусора и повторного смазывания. Это означает, что контактные кольца должны обладать долговременной надежностью — с прочной конструкцией контакта, чтобы выдерживать даже пиковую выходную мощность. Морские турбины особенно нуждаются в высоконадежных контактных кольцах из-за затрат средств и времени, возникающих в случае необходимости их обслуживания.

Другой проблемой является удовлетворение требований все более крупных и мощных турбин, нуждающихся в исключительной передаче мощности и передаче сигналов для позиционирования, а также мониторинга состояния. Это включает в себя управление шагом с помощью питания и команд (через сигналы по контактному кольцу) для получения информации о лезвии, регулировку ступицы и двигателя шага, а также резервное питание.

Deublin продает соединения для морских ветряных турбин, которые включают в себя скользящее кольцо и энкодер с включенными и выключенными узлами, способными выдавать до 250 А — вместе с сигналами Ethernet, EtherCAT или PROFIBUS и отслеживанием положения поворота — даже при номинальном уровне защиты IP66 и стойкости к ударам и вибрации.

Интегрированные в поворотный штуцер, эти узлы также оснащены гидравликой.

В этих машинах контактные кольца (а также контактные кольца в сочетании с поворотными соединениями) часто работают на индексирующих платформах для механической и химической обработки пластин

где производство может включать применение материалов и жидкостей.

Показательный пример: Во время процесса химико—механической планаризации — процесса, который обычно запаздывает при обработке полупроводников, поэтому должен выполняться быстро, — встроенные поворотные соединения с контактным кольцом отличаются особыми характеристиками, позволяющими выдерживать коррозийную и абразивную обработку.

В аэрокосмической промышленности солнечные батареи космических аппаратов используют небольшие скользящие кольца, которые крепятся на их роторе к выходам привода перемещения панели. В аналогичном применении в обороне скользящие кольца используются в башнях бронетранспортеров, позволяя исключить отдельные башни или батареи на посту наводчика. Здесь серьезной экологической проблемой является поддержание надежного подключения к сети электропитания, передачи данных и даже видеопотока даже в условиях вибрации.

Скользящие кольца дополняют морские конструкции, такие как круизные лайнеры, ледоколы, суда береговой охраны и морские платформы. Одной из конструкций, в которой широко используются скользящие кольца, являются радиолокационные вышки.

Скользящие кольца также поддерживают функции дистанционно управляемых транспортных средств или вездеходов и других конструкций для подводного плавания. Это мало чем отличается от погружных применений, где скользящее кольцо подвергается воздействию масла — как, например, в станкостроительной промышленности.

Недавно Deublin работал над скользящим кольцом, которому требовался класс защиты IP67 для погружения на глубину до одного метра. Эффективность герметизации была первостепенной. Производитель запустил герметичное скользящее кольцо под воду и прошел испытание. Чтобы было понятно, высокие показатели герметичности, такие как IP67, обычно задаются на заказ.

Давайте рассмотрим электрические контактные кольца SRC и SRD от Deublin. Они специфичны для машин для поддержки упаковки фармацевтических препаратов, продуктов питания и напитков, а также других расходных материалов. Они сконфигурированы таким образом, чтобы быть модульными и конфигурируемыми — с 40 электрическими каналами и максимальной скоростью до 250 оборотов в минуту, что является ключевым фактором в упаковке, которая зависит от высокой производительности для повышения рентабельности.

Некоторые из проблем более специфичны: например, машины, использующие пластмассы, которые необходимо расплавить для формования или переработки, могут подвергать контактные кольца воздействию температуры окружающей среды, достигающей 150 °C.

Конечно, контактные кольца, передающие энергию, будут выделять собственное тепло — уместное конструктивное решение, когда они уже работают в горячих условиях.

Контактные кольца находят применение при запуске асинхронных электродвигателей — в асинхронных двигателях переменного тока, известных как двигатели с намотанным ротором. Здесь они не передают энергию. Скорее всего, они вводят сопротивление в обмотки ротора.Чтобы было ясно — контактное кольцо в двигателе — это не то же самое, что коллектор. Да, их дизайн и функции схожи. Но кольцо в скользящем кольце является непрерывным. Напротив, коммутаторы сегментированы. Подробнее по этой теме читайте в посте:Что такое двигатель с намотанным ротором?

Короче говоря, контактные кольца в двигателях с намотанным ротором имеют три контура. Кольца находятся на валу двигателя (изолированы) и изготовлены из меди или сплава.

Каждый подключается к одной из трех фаз обмотки ротора. Графитовые щетки подключаются к реостату или другому резистивному устройству. Когда скользящее кольцо вращается вместе с ротором, щетки оседают на этих кольцах и придают сопротивление обмоткам ротора. Это приводит к тому, что ток ротора больше совпадает по фазе с током статора. Это повышает выходной крутящий момент при относительно низком токе. После того, как последовательность запуска двигателя заканчивается (и двигатель достигает полной скорости), контактные кольца замыкаются и теряют контакт (чтобы избежать снижения эффективности и крутящего момента, которые они в противном случае передавали бы), и позволяют этому двигателю работать как стандартному асинхронному двигателю переменного тока.