一种大承载径向液态金属轴承的制作方法

本发明涉及轴承传动领域，具体涉及一种大承载径向液态金属轴承。

背景技术：

旋转靶x射线管是一种大功率x射线管，用于旋转ct机中，x射线管工作时，旋转靶在高能电子轰击下产生x射线。只有1％能量转化为x射线，约99％能量转化为热量。为防止电子轰击区域严重发热造成表面材料烧蚀，需要高速轴承支承其旋转靶高速旋转。同时，高速轴承要具有很好的导热性。液态金属轴承采用液态金属作为润滑剂，具有低摩擦、高导热、良导电和真空下保持液态的性能，因此作为旋转靶x射线管中高速轴承的最优方案，液态金属轴承包括径向轴承和止推轴承。

传统的径向液态金属轴承表面还有设置有用于引导液态金属作为润滑剂的导流槽；同时在旋转ct机工作中，x射线管围绕患者做高速旋转产生较大的离心力载荷，该离心力载荷需要由径向轴承承担。

传统的导流槽只能起到导流的作用，甚至可能降低了径向轴承的承载能力，如果径向轴承的承载力较低，会限制旋转ct的旋转速度，也限制了ct检测的效率。

技术实现要素：

本发明所要解决的问题是径向液态金属轴承承载能力较低，目的在于提供了大承载径向液态金属轴承，解决了限制旋转ct的旋转速度的问题。

一种大承载径向液态金属轴承，包括轴径和轴套，所述轴径设置在所述轴套内，所述轴径的外圆周面设置有槽纹；

所述槽纹包括人字槽和八字槽，所述人字槽和/或八字槽设置在所述轴径的外圆周面；

所述人字槽包括第一槽和第二槽，所述第一槽的外端与所述轴径的第一端面连通，所述第二槽的外端与所述轴径的第二端面连通，所述第一槽的内端和所述第二槽的内端连通，且所述第一槽和所述第二槽之间的夹角为锐角；

所述八字槽包括第一边槽和第二边槽，所述第一边槽的外端与所述轴径的第一端面连通，所述第二边槽的外端与所述轴径的第二端面连通，所述第一边槽的内端和所述第二边槽的内端不连通，所述第一边槽的延长线与所述第二边槽的延长线之间的夹角为锐角。

具体地，所述第一槽的深度、所述第二槽的深度、所述第一边槽的深度和所述第二边槽的深度均相等，且所述第一槽的深度为10-50微米。

优选地，所述第一槽的长度与所述第二槽的长度相等，所述第一槽的内端和所述第二槽的内端均设置在所述轴径的中截面上。

具体地，所述第一边槽的长度与所述第二边槽的长度相等，所述第一边槽的内端与所述轴径的中截面之间的距离等于所述第二边槽的内端与所述轴径的中截面之间的距离。

具体地，所述第一边槽的长度小于所述第一槽的长度。

作为一个实施例，所述轴径的外圆周的所述槽纹设置为多个所述八字槽，多个所述第一边槽均平行设置，多个所述第二边槽均平行设置。

具体地，相邻的两个所述第一边槽之间的距离相等，相邻的两个所述第二边槽之间的距离相等。

作为另一个实施例，所述轴径的外圆周的所述槽纹设置为多个所述人字槽和多个所述八字槽，所述人字槽和所述八字槽依次间隔设置，多个所述第一边槽和多个所述第一槽均平行设置，多个所述第二边槽和多个所述第二槽均平行设置。

具体地，所述第一边槽和与其相邻的两个所述第一槽之间的距离相等，所述第二边槽和与其相邻的两个所述第二槽之间的距离相等。

作为另一个实施例，所述八字槽包括短八字槽和长八字槽，多个所述短八字槽和多个所述长八字槽依次间隔设置在所述轴径的外圆周面；

所述短八字槽包括第一短边槽和第二短边槽，所述第一短边槽的外端与所述轴径的第一端面连通，所述第二短边槽的外端与所述轴径的第二端面连通，所述第一短边槽的延长线与所述第二短边槽的延长线之间的夹角为锐角；

所述长八字槽包括第一长边槽和第二长边槽，所述第一长边槽的外端与所述轴径的第一端面连通，所述第二长边槽的外端与所述轴径的第二端面连通，所述第一长边槽的延长线与所述第二长边槽的延长线之间的夹角为锐角；

所述第一短边槽的长度等于第二短边槽的长度，所述第一长边槽的长度等于所述第二长边槽的长度，所述第一槽的长度等于所述第二槽的长度，所述第一短边槽的长度小于所述第一长边槽的长度，所述第一长边槽的长度小于所述第一槽的长度。

本发明与现有技术相比，本发明通过设置八字槽，在轴径的中部增加了承载面积，在满足主承载区润滑的情况下增大了液态金属轴承的承载能力，提升了旋转速度，也提升了ct检测的效率。

附图说明

附图示出了本发明的示例性实施方式，并与其说明一起用于解释本发明的原理，其中包括了这些附图以提供对本发明的进一步理解，并且附图包括在本说明书中并构成本说明书的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。

图1是根据本发明所述的一种大承载径向液态金属轴承的结构示意图。

图2是根据本发明所述的实施例一的结构示意图。

图3是根据本发明所述的实施例二的结构示意图。

图4是根据本发明所述的实施例三的结构示意图。

附图标记：1-轴套，2-轴径，3-槽纹，4-第一边槽，5-第二边槽，6-第一槽，7-第二槽，41-第一长边槽，42-第一短边槽，51-第二长边槽，52-第二短边槽。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合附图和实施方式对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于解释相关内容，而非对本发明的限定。

另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分。

在不冲突的情况下，本发明中的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施方式来详细说明本发明。

一种大承载径向液态金属轴承，包括轴径2和轴套1，轴径2设置在轴套1内，轴径2的外圆周面设置有槽纹3；

如图1所示，现有技术的槽纹3一般只包括人字槽，在轴径2高速转动时，人字槽推动液态金属在轴承间隙内移动，使液态金属向中间段集中。

轴承的中间端为主承载段，需要承载较大的离心力载荷，承载能力与承载面积成正比，如果在中间段进行挖槽，则减少了主承载区的承载面积，影响了承载力。

减少了面积跟人字槽在主承载区内的面积与主承载区的总面积成比例。

人字槽包括第一槽6和第二槽7，第一槽6的外端与轴径2的第一端面连通，第二槽7的外端与轴径2的第二端面连通，第一槽6的内端和第二槽7的内端连通，且第一槽6和第二槽7之间的夹角为锐角；

现阶段的人字槽的结构如上，在轴径2的转动下，第一槽6的外端附近和第二槽7的外端附近的液态金属都会沿人字槽流入第一槽6的内端和第二槽7的内端。

在本发明实施例中，增设了一种槽纹3，即八字槽。

槽纹3包括人字槽和八字槽，人字槽和/或八字槽设置在轴径2的外圆周面；

八字槽包括第一边槽4和第二边槽5，第一边槽4的外端与轴径2的第一端面连通，第二边槽5的外端与轴径2的第二端面连通，第一边槽4的内端和第二边槽5的内端不连通，第一边槽4的延长线与第二边槽5的延长线之间的夹角为锐角。

八字槽的结构如图2所示，第一边槽4边槽和第二边槽5的内端不连通，即不减少主承载段的面积。

第一槽6的深度、第二槽7的深度、第一边槽4的深度和第二边槽5的深度均相等，且第一槽6的深度为10-50微米。

10-50微米可以保证在一定程度上不影响轴径2与轴套1之间的相对运动，同时又能保证液态金属能在人字槽和八字槽内移动。

将各个槽的深度设置为一样，可以避免液态金属在槽纹3内受力不均，影响轴承的性能。

第一槽6的长度与第二槽7的长度相等，第一槽6的内端和第二槽7的内端均设置在轴径2的中截面上，，第一边槽4的长度与第二边槽5的长度相等，第一边槽4的内端与轴径2的中截面之间的距离等于第二边槽5的内端与轴径2的中截面之间的距离，第一边槽4的长度小于第一槽6的长度。

将人字槽和八字槽均设置成为对称结构，可以使得轴径2的两端受力相等，避免出现两端受力不均，产生额外的应力的情况。

根据人字槽和八字槽的配合，下面提供多个实施例进行详细的说明。

实施例一

本实施例中，仅采用八字槽，即如图2所示，轴径2的外圆周的槽纹3设置为多个八字槽，多个第一边槽4均平行设置，多个第二边槽5均平行设置，相邻的两个第一边槽4之间的距离相等，相邻的两个第二边槽5之间的距离相等。

第一边槽4和第二边槽5不连通，从而使得轴径2的主承载段(即图示中的中段)的面积相对于现有技术增大，使得承载能力提高。

同时，两边的导流槽保留(八字槽)，使得轴径2在转动的情况下，液态金属不断的向中间段供给，保证主承载区的中间段的润滑剂充足。

需要说明的，轴径2的旋转方向对液态金属的流动有决定性作用，如图2所示，只有轴径2逆时针转动时，才能保证液态金属会沿第一边槽4和第二边槽5流入中间段。

实施例二

实施例一虽然增大了主承载段的承载能力，但是也出现了另一个问题，因为所有的导流槽均与再与主承载段连通，则可能会出现主承载段内的润滑剂不足的情况。

而本实施例，采用人字槽和八字槽组合的形式，轴径2的外圆周的槽纹3设置为多个人字槽和多个八字槽，人字槽和八字槽依次间隔设置，多个第一边槽4和多个第一槽6均平行设置，多个第二边槽5和多个第二槽7均平行设置，第一边槽4和与其相邻的两个第一槽6之间的距离相等，第二边槽5和与其相邻的两个第二槽7之间的距离相等。

如图3所示，将人字槽和八字槽交错设置，则可以在一定程度上相对于现有技术增加主承载段的面积，又可以在一定程度上相对于实施例一增加流向主承载段的液态金属的量，达到了实施例一和现有技术的中间点。

另外的，需要说明的是，本实施例中，八字槽和人字槽的组合形式为：人字槽-八字槽-人字槽-八字槽……即依次间隔设置。

在现实中，也可以根据需求，改变组合形式，例如：

如果需要增大主承载段的面积，可采用的组合形式为：人字槽-八字槽-八字槽-人字槽-八字槽-八字槽-人字槽……即增加八字槽的数量。

如果需要增加液态金属的供给，可采用的组合形式为：人字槽-人字槽-八字槽-人字槽-人字槽-八字槽……即增加人字槽的数量。

实施例三

本实施例是针对实施例一的一种优化，即均采用八字槽的情况下，可以实现对承载力的调整。

本实施例中，将八字槽分为短八字槽和长八字槽，多个短八字槽和多个长八字槽依次间隔设置在轴径2的外圆周面；

与实施例二中的结构类似，短八字槽和长八字槽的组合形式也可以根据对主承载段的面积需求或液态金属的供给需求进行调整。

下面，以短八字槽和长八字槽依次间隔为例进行简要说明，如图4所示。

短八字槽包括第一短边槽42和第二短边槽52，第一短边槽42的外端与轴径2的第一端面连通，第二短边槽52的外端与轴径2的第二端面连通，第一短边槽42的延长线与第二短边槽52的延长线之间的夹角为锐角；

长八字槽包括第一长边槽41和第二长边槽51，第一长边槽41的外端与轴径2的第一端面连通，第二长边槽51的外端与轴径2的第二端面连通，第一长边槽41的延长线与第二长边槽51的延长线之间的夹角为锐角；

第一短边槽42的长度等于第二短边槽52的长度，第一长边槽41的长度等于第二长边槽51的长度，第一槽6的长度等于第二槽7的长度，第一短边槽42的长度小于第一长边槽41的长度，第一长边槽41的长度小于第一槽6的长度。

八字槽的使用可以尽量的避免减少主承载段的承载面积，同时通过设置长八字槽，又可以调整液态金属的供给量。

同时，在实际使用中，可以根据需求，对第一长边槽41和第一短边槽42的长度进行调整，通过不同的长度组合来调控承载区的面积，具备了更佳的调节范围。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例/方式”、“一些实施例/方式”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例/方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例/方式或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例/方式或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例/方式或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例/方式或示例以及不同实施例/方式或示例的特征进行结合和组合。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

本领域的技术人员应当理解，上述实施方式仅仅是为了清楚地说明本发明，而并非是对本发明的范围进行限定。对于所属领域的技术人员而言，在上述发明的基础上还可以做出其它变化或变型，并且这些变化或变型仍处于本发明的范围内。