机电装备光电液及射频旋转传输技术

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。

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