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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

旋转传输装置是保证很多复杂机电装备健康、稳定、可靠运行的关键部件，承担着机电装备动静部件之间各种信号和流体介质的连接工作，是保障装备连续运行、实现功能的重要一环。其中，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的旋转传输，流体交连用于冷却液、气液两相混合、润滑油、泥浆、液压油等流体介质的旋转传输，射频交连主要用于高频微波的旋转传输。
随着机电装备的功能需求不断提升，光电液及射频旋转传输技术获得了蓬勃发展。光纤滑环的专利最早出现在1967年，美国穆格是第一家将光纤滑环成功工程化应用的研制厂商，德国史莱福灵、德国斯必能、美国普林光电是目前光纤滑环主要的国际供应商。汇流环最早出现在第二次工业革命期间，国际上比较著名的汇流环研制厂商有美国穆格、德国史莱福灵等公司。国际上流体交连的典型代表公司有英国约翰克兰、德国伊格尔·博格曼、美国福斯等。美国凯夫林是全球最大的射频交连厂商，其产品达三千多种型号。
南京电子技术研究所是国内从事旋转传输装置的主要厂商之一，其自主研制的多通道光纤滑环已实现工程应用，并开发出系列化产品；其早期研制出的系列差动汇流环，具备效率高、轻量化、寿命长等优点；其射频交连覆盖频率范围从P波段到毫米波，能够满足高功率、多通道、小型化等多种类别性能需求；各型旋转传输技术处于国内领先地位，部分品种达到国际先进水平。
随着科学技术的不断发展，工程应用需求不断提升，单一信号的旋转传输装置已无法满足日益发展的现代机电装备需求。以雷达这一典型电子装备为例，由于其不断向多功能、高性能、高可靠方向发展，亟须突破同时具有光电液和射频信号的复合旋转传输技术，研制出高效、高集成化的旋转传输装置。
创新永无止境，发展需要传承。南京电子技术研究所旋转传输技术团队薪火相传，在百忙中将工程经验和技术成果凝结蕴化出此书，进行知识分享，寄望于促进行业内人员互学互鉴，共同提高。
本书由南京电子技术研究所胡长明研究员担任主编，姜洋、魏忠良、张幼安、陈诚担任副主编，部分技术骨干成员及宁波伏尔肯科技股份有限公司的技术人员参与了编写。全书共7章，其中第1章由胡长明、陈诚、魏忠良编写，第2章由徐明、魏忠良编写，第3章由汤锋、陈涛、吕辉编写，第4章由张幼安、姜洋、邬妍佼编写，第5章由钟剑锋、李省编写，第6章由刘进、张正兵编写，第7章由张幼安、汤锋、徐明、钟剑锋编写，插图由袁新江完善。全书由张幼安整理成稿，胡长明、陈诚对全书进行了审定。
在本书的编写过程中，作者团队学习、借鉴了国内外权威学者和行业专家的学术成果及观点，在此向他们表示诚挚的谢意！在此期间，宁波伏尔肯科技股份有限公司邬国平正高级工程师提供了大量资料，详细地阅读了本书初稿并提出了宝贵建议，在此一并表示衷心的感谢！
由于受作者所在领域的局限，本书难免存在不足之处，恳请各位专家、行业人士及读者朋友提出批评和建议，以利于我们对本书进行修订和完善，共同推动光电液及射频旋转传输技术的发展。

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