该转动阳极Ｘ射线管具有由高热硬度材料制成的两个环和这两个环之间的热膨胀系数不变的材料制成的垫片形成的复合外轴承。该垫片还焊接到这两个环提供该复合外轴承。一个内轴承轨道由该轴形成，而另一内轴承轨道是安装在该轴上的单块的内轨道，且这两个环具有对应的外轨道。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及转动阳极X射线管，更具体地涉及用于转动阳极X射线管的复合轴承 外部环。
技术介绍
通常，转动阳极X射线管由抽成真空的壳体制成，其中设有阴极和阳极。加热电流 提供到阴极，并在阳极和阴极之间产生大电势以将电子从阴极向阳极加速。阳极是转动碟 片，并且阳极上的目标区域通常是阳极的朝向碟片圆周设置的小区域。阳极碟片由轴支撑，其转而支撑在轴承上。该轴通过一系列定子线圈产生的电磁 感应高速转动，该定子线圈位于该抽成真空的壳体的外部。定子线圈作用在圆柱形电枢或 固定在轴上的套筒上。轴承位于轴和该电枢之间的壳体内以允许轴和电枢转动，由此转动 该碟片。通常，内轴承轨道是轴的一部分，而外轴承轨道是固定于壳体的套筒的一部分。辊 子体设在这些轨道内。一个与转动阳极X射线管有关的问题是在管内部生成大量的热，这对于轴承元件 有有害影响。通常，为了解决温度问题，设计出多种冷却装置，如美国专利6，445，770和 6，445，769中所示出的。在启动过程中，外轨道和内轨道之间有较大的温差，直到管内的温度稳定。这个温 差会潜在地导致外轨道在径向和轴向的扩张比内轨道快得多。由于这个热膨胀差，必须在 轴承中建立大的内部径向间隙，由此导致轴承噪声大并且极大降低轴承寿命。通常，将高温 硬化材料用于外轴承。这些材料很贵并由此增加轴承相关的成本。
技术实现思路
本专利技术的目的是最小化X射线管的启动和稳定态状态期间轴承的变动和轴向间 隙。本专利技术的目的还是通过消除对单独轴承冷却装置的需求而降低与用于转动阳极X射线 管的轴承相关的总体成本。本专利技术的这些和其他目的通过参照本专利技术下面的描述而更容易理解。本专利技术的目的通过在转动阳极X射线管中使用复合外轴承实现。更具体地，该外 轴承是套筒，其包括在该套筒每一端的由高热硬度材料制成的环。每个环中具有外轨道。垫 片设在两个环之间并且固定于每个环。该垫片由热膨胀系数比环材料低的材料制成。因此，该复合外轴承利用不同材料的不同扩张速率以最小化启动和稳态状态期间 该轴承的轴向间隙的变动。形成外环的高热硬度材料提供延长的轴承寿命。该垫片较低的 热膨胀系数促进优化从而实现该外环和该轴接近相等的轴向增长，而不管温差。有效地热 补偿轴承轴向间隙。概括来说，本专利技术用于转动阳极X射线管的轴承包括固定的内轴，其设在该框架 内并固定于该框架，该轴在一端具有内轨道而在另一端具有圆柱台肩；至少一个内环，其位 于该轴的台肩上并且通过撑住该轴而保持轴向，该内环具有内轨道；可转动的外套筒，其固定于该阳极并围绕该轴，该套筒具有一个带有一个外轨道的环、另一个带有另一外轨道的 环和设在这一个环和另一个环之间的垫片，该一个外轨道与该轴上的内轨道相对，该另一 外轨道与该内环上的内轨道相对；该一个环和该另一环由高热硬度材料制成；该垫片由热 膨胀系数恒定的材料制成，并固定于该一个环和该另一环；以及辊子体，其设在该轴内轨道 和该一个外轨道之间并在单块内轨道和该另一外轨道之间。本专利技术还可定义为转动阳极X射线管，包括真空框架；阴极，其设在该框架内；可 转动的阳极，其设在该框架内对着该阴极；固定的内轴，其设在该框架内并固定于该框架， 该轴在一端具有内轨道而在另一端具有圆柱台肩；至少一个内环，其设在该轴的台肩上并 通过撑住该轴而保持轴向，该内环具有内轨道；可转动的外套筒，其固定于该阳极并围绕该 轴，该套筒具有一个带有一个外轨道的环、另一个带有另一外轨道的环和设在该一个环和 该另一环之间的垫片，该一个外轨道与该轴上的内轨道相对和该另一外轨道与该内环上的 内轨道相对；该一个环和该另一环由高热硬度材料制成；该垫片由热膨胀系数不变的材料 制成并固定于该一个环和该另一环；以及辊子体，其设在该轴内轨道和该一个外轨道之间 并在单块内轨道和该另一外轨道之间。优选地，该外套筒环由如M-62或T-5或T-15的材料制成。合适地，该垫片由 Incoloy909或类似的热膨胀系数不变的材料制成。优选地，该垫片凭借电子束焊接或摩擦 焊接固定于这两个环。尽管本专利技术包含传统的实施方式，其中该内轴在固定的外套筒内转动，但是在优 选实施方式中，该外套筒围绕固定的内轴转动。这个构造允许该外套筒由于其转动速度而 以机械方式远离该轴增长，并且利用选择的增长率以最小化启动和稳态状态期间该轴承的 轴向间隙变动。因此，本专利技术中，以机械和热方式有效地补偿了该轴承轴向间隙。设定本专利技术中的外套筒的垫片尺寸的方法包括如下步骤指定初始垫片尺寸；计 算初始轴承内部径向间隙；基于温度曲线计算该轴承热增长；基于转动速度计算该轴承机 械增长；计算所得轴承内部径向间隙；对比所得轴承内部径向间隙与已知值；以及迭代该 垫片尺寸以获得与该已知值相等的所得轴承内部径向间隙。用于对比目的的内部径向间隙的已知值基于具体的应用而凭借经验确定，其由于 较低的振动水平导致疲劳寿命增加并且可能增加轴承的寿命。可以采用简单的计算程序来 执行这些迭代计算并且确定用于具体应用的最佳间隔尺寸。本专利技术涵盖悬臂安装阳极构造以及跨式安装阳极构造。悬臂构造中，该阳极设在 该轴承的辊子体之前。在跨式安装构造中，该阳极设在该轴承每一端的至少一排辊子体之 间。尽管本专利技术是要涵盖传统实施方式，其中该轴承内轨道形成该轴的一部分，但优 选实施方式包括的轴在一端具有内轨道而在另一端具有圆柱台肩。内环是设在该轴的台肩 上并通过撑住该轴而保持轴向。该内环具有与该套筒的外轨道之一相对的内轨道。在该优 选实施方式中，该内环是单块结构，并且由如M-62或T-5或T-15的材料制成。该轴的前端优选地由REX20制成和该轴的后端由410不锈钢或类似的不锈钢制 成，如17-4PH。优选地，前端通过电子束焊接或摩擦焊接固定于后端。在前、后端通过焊接 彼此固定之后，该前端感应硬化以提供合适的用于该辊子体的滚道表面。附图说明通过参照下列附图的一个或多个，本专利技术的这些和其他方面可更容易理解，这些 附图仅为了说明的目的而表述。图1说明本专利技术的转动阳极X射线管；图2说明本专利技术的轴承；图3说明本专利技术的外套筒；以及图4说明本专利技术的轴承的替代实施方式。具体实施例方式图1说明在医学诊断系统所使用的类型的转动阳极X射线管1，包括转动阳极10， 在由真空壳体14形成的抽成真空的室12中运行，该壳体由玻璃或其他合适的材料形成。该 阳极是碟形，并且邻近其环形边缘倾斜以形成阳极表面或目标区域16。阴极总成18提供并 聚焦撞击阳极表面16的电子束A。阴极引线20引入通过该玻璃壳体至该阴极总成以提供 电流至该总成。当该电子束撞击该转动阳极，该电子束的一部分转变为从该阳极表面发出 的X射线B，该X射线束穿过真空壳体14离开该管。感应马达30转动该阳极10。该感应马达包括具有驱动线圈32的定子，其设在 该真空壳体外部；以及在该壳体内的转子34，其连接到该阳极10。该转子包括外部圆柱形 电枢或套筒部36并连接到轴38，其在该电枢内轴向对齐。电枢36和轴38通过由钼或其他 合适材料制成的轴颈40连接到该阳极10。电枢36由导热导电材料如铜形成。当该马达通 电时，该驱动线圈32在该电枢中引发磁场，使得该电枢和该轴相对静止的套筒42转动，该 套筒与该电枢和该轴在轴向对齐并且位于它们之间。该套筒在后端连接安装座43，该安装 座延伸本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种转动阳极Ｘ射线管包括： 真空框架； 阴极，其设在该框架中； 可转动的阳极，其设在该框架中并对着该阴极； 固定的内轴，其设在该框架中并固定于该框架，该轴在一端具有内轨道而在另一端具有圆柱台肩； 至少一个内环，其设在该轴的台肩上和通过撑住该轴而保持轴向，该内环具有内轨道； 可转动的外套筒，其固定于该阳极和围绕该轴，该套筒具有一个带有一个外轨道的环、另一个带有另一外轨道的环和设在该一个环和该另一环之间的垫片，该一个外轨道与该轴上的内轨道相对和该另一外轨道与该内环上的内轨道相对； 该一个环和该另一环由高热硬度材料制成； 该垫片由热膨胀系数不变的材料制成，并固定于该一个环和该另一环；以及 辊子体，其设在该轴内轨道和该一个外轨道之间且在单块内轨道和该另一外轨道之间。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：爱德华·艾尔贝恩蒂，
申请(专利权)人：谢夫勒科技有限两合公司，
类型：发明
国别省市：DE
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