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适合真空工况下使用的-X射线管专用球轴承

适合真空工况下使用的-X射线管专用球轴承

http://www.qdrjzc.com    2018-09-08    编辑:青岛瑞精机电设备有限公司
  NSK设计的X射线管旋转阳极专用球轴承,用于高真空、高温、高速的严酷工况。X 射线管的结构如图5 所示, 内部压力≦0.13mPa {10-6Torr}时,热电子由阴极流向阳极,在阳极上产生X射线。转子是电机的组成部分之一,可以由外部电磁驱动,转速多为3000~10000min-1。阳极的旋转方式分为内圈旋转及外圈旋转两种(见图6)。一般说来,内圈旋转的刚度较高,轴承温度也低,但其结构比较复杂。由于阳极发热,阳极一侧的轴承温度最高可达400~500°C,另一侧的轴承也达到200~300°C。因此,轴承型号必须采用耐热性能优异的高速工具钢。由于X射线管大多用于医疗,所以,必须静旋转。但是,由于在结构上,刚度难以提高,而且温度变化剧烈引起轴承游隙变化较大,所以不利于减振。因此,轴承及其外围的设计必须慎之尤慎。
  轴承内径多为6~10 mm,其结构见图7。(a) 带冲压保持架(b) 外圈沟道为圆柱面(c) 为缓解由于热膨胀引起的内、外圈轴向错位,外圈单侧沟道设计成圆柱面。另外,( b) 与(c) 通常采用满装型球轴承。在不能使用常规润滑油或润滑脂的高真空工况下,采用固体润滑剂镀膜球轴承,其公称代号及主要尺寸见表15。此类轴承分为带保持架型和满装钢球型两种,特殊用途还采用带止动挡边或带防尘盖的轴承。带保持架的轴承,选择合适形状与材料的保持架可以保证在低速的情况下,以低力矩稳定旋转。但是,在高速时,保持架与球之间的滑动摩擦变大,则以满装钢球型轴承为宜。
  与带保持架轴承相比,满装型轴承由于钢球相互接触,旋转力矩稍大,但磨损少,力矩变化也小。因而,满装钢球型球轴承从低速到高速均可使用。所用固体润滑剂是银(Ag)、铅(Pb)等软质金属及二硫化钼(MoS2)等片状结构体。采用此类固体润滑剂薄膜润滑的轴承在100~9000min-1速度范围的摩擦与磨损情况见表16及图8~图10。由表16可知,银适于低磨损的工况,铅或二硫化钼适于要求低力矩的工况。X射线管专用球轴承的最大难点是润滑方式。由于真空、高温,大多采用下列固体润滑方式。(1)在保持架兜孔表面贴敷叠层二硫化钼等固
体润滑剂。(2)在钢球及内、外圈沟道表面镀软质金属(银或铅)薄膜。方式(2)多用于满装钢球型轴承,镀膜方法有电镀、离子镀等。
  软质金属镀膜球轴承在真空工况的耐久试验结果如下。图11是内径8mm、外径22mm的球轴承在0.13mPa {10-6Torr}下,速度9000min-1、轴向载荷20N{2kgf}的条件下,常温旋转的耐久时间比较。图12是试验中转矩随时间的变化。采用陶瓷球且无润滑时,沟道磨损严重,而沟道施镀润滑油膜后,力矩变化就很小,且非常稳定。图1 3 是轴承座温度升至3 0 0 ° C 时, 内径9 . 5 m m 、外径2 2 m m 的球轴承承受轴向载荷5N{0.5kgf}或20N{2kgf}、速度9000min-1时进行旋转试验的实例。

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