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適合真空工況下使用的-X射線管專(zhuān)用球軸承

適合真空工況下使用的-X射線管專(zhuān)用球軸承

http://m.setsjjx.com    2018-09-08    編輯:青島瑞精機(jī)電設(shè)備有限公司
  NSK設(shè)計(jì)的X射線管旋轉(zhuǎn)陽(yáng)極專(zhuān)用球軸承,用于高真空、高溫、高速的嚴(yán)酷工況。X 射線管的結(jié)構(gòu)如圖5 所示, 內(nèi)部壓力≦0.13mPa {10-6Torr}時(shí),熱電子由陰極流向陽(yáng)極,在陽(yáng)極上產(chǎn)生X射線。轉(zhuǎn)子是電機(jī)的組成部分之一,可以由外部電磁驅(qū)動(dòng),轉(zhuǎn)速多為3000~10000min-1。陽(yáng)極的旋轉(zhuǎn)方式分為內(nèi)圈旋轉(zhuǎn)及外圈旋轉(zhuǎn)兩種(見(jiàn)圖6)。一般說(shuō)來(lái),內(nèi)圈旋轉(zhuǎn)的剛度較高,軸承溫度也低,但其結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜。由于陽(yáng)極發(fā)熱,陽(yáng)極一側(cè)的軸承溫度最高可達(dá)400~500°C,另一側(cè)的軸承也達(dá)到200~300°C。因此,軸承型號(hào)必須采用耐熱性能優(yōu)異的高速工具鋼。由于X射線管大多用于醫(yī)療,所以,必須靜旋轉(zhuǎn)。但是,由于在結(jié)構(gòu)上,剛度難以提高,而且溫度變化劇烈引起軸承游隙變化較大,所以不利于減振。因此,軸承及其外圍的設(shè)計(jì)必須慎之尤慎。
  軸承內(nèi)徑多為6~10 mm,其結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖7。(a) 帶沖壓保持架(b) 外圈溝道為圓柱面(c) 為緩解由于熱膨脹引起的內(nèi)、外圈軸向錯(cuò)位,外圈單側(cè)溝道設(shè)計(jì)成圓柱面。另外,( b) 與(c) 通常采用滿(mǎn)裝型球軸承。在不能使用常規(guī)潤(rùn)滑油或潤(rùn)滑脂的高真空工況下,采用固體潤(rùn)滑劑鍍膜球軸承,其公稱(chēng)代號(hào)及主要尺寸見(jiàn)表15。此類(lèi)軸承分為帶保持架型和滿(mǎn)裝鋼球型兩種,特殊用途還采用帶止動(dòng)擋邊或帶防塵蓋的軸承。帶保持架的軸承,選擇合適形狀與材料的保持架可以保證在低速的情況下,以低力矩穩(wěn)定旋轉(zhuǎn)。但是,在高速時(shí),保持架與球之間的滑動(dòng)摩擦變大,則以滿(mǎn)裝鋼球型軸承為宜。
  與帶保持架軸承相比,滿(mǎn)裝型軸承由于鋼球相互接觸,旋轉(zhuǎn)力矩稍大,但磨損少,力矩變化也小。因而,滿(mǎn)裝鋼球型球軸承從低速到高速均可使用。所用固體潤(rùn)滑劑是銀(Ag)、鉛(Pb)等軟質(zhì)金屬及二硫化鉬(MoS2)等片狀結(jié)構(gòu)體。采用此類(lèi)固體潤(rùn)滑劑薄膜潤(rùn)滑的軸承在100~9000min-1速度范圍的摩擦與磨損情況見(jiàn)表16及圖8~圖10。由表16可知,銀適于低磨損的工況,鉛或二硫化鉬適于要求低力矩的工況。X射線管專(zhuān)用球軸承的最大難點(diǎn)是潤(rùn)滑方式。由于真空、高溫,大多采用下列固體潤(rùn)滑方式。(1)在保持架兜孔表面貼敷疊層二硫化鉬等固
體潤(rùn)滑劑。(2)在鋼球及內(nèi)、外圈溝道表面鍍軟質(zhì)金屬(銀或鉛)薄膜。方式(2)多用于滿(mǎn)裝鋼球型軸承,鍍膜方法有電鍍、離子鍍等。
  軟質(zhì)金屬鍍膜球軸承在真空工況的耐久試驗(yàn)結(jié)果如下。圖11是內(nèi)徑8mm、外徑22mm的球軸承在0.13mPa {10-6Torr}下,速度9000min-1、軸向載荷20N{2kgf}的條件下,常溫旋轉(zhuǎn)的耐久時(shí)間比較。圖12是試驗(yàn)中轉(zhuǎn)矩隨時(shí)間的變化。采用陶瓷球且無(wú)潤(rùn)滑時(shí),溝道磨損嚴(yán)重,而溝道施鍍潤(rùn)滑油膜后,力矩變化就很小,且非常穩(wěn)定。圖1 3 是軸承座溫度升至3 0 0 ° C 時(shí), 內(nèi)徑9 . 5 m m 、外徑2 2 m m 的球軸承承受軸向載荷5N{0.5kgf}或20N{2kgf}、速度9000min-1時(shí)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)試驗(yàn)的實(shí)例。

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