一种X射线管轴承组件及X射线管的制作方法

一种x射线管轴承组件及x射线管
技术领域
1.本公开涉及机械领域，具体地，本公开涉及一种x射线管轴承组件，还涉及一种x射线管。


背景技术：

2.x射线管在运行过程中，会产生振动，包括启动、停止、正常工作状态下的系统振动，这些振动会在x射线管组件在运动过程中产生异响，因此，本领域技术人员关注改善振动的技术问题。


技术实现要素：

3.有鉴于此，本公开提供一种x射线管轴承组件，以及一种x射线管。
4.根据本公开的示例性实施例，公开了一种x射线管轴承组件，其特征在于，包括：轴承座，具有容纳腔；轴承芯，其容纳在所述轴承座的容纳腔内；其中，所述轴承座包括第一部分和第二部分，所述第二部分围绕形成所述容纳腔的一部分以容纳所述轴承芯；所述第一部分从所述第二部分伸出并围绕形成所述容纳腔的另一部分，所述容纳腔的另一部分形成容纳空腔；所述第一部分具有和所述第二部分不同的结构刚度。
5.根据本公开的示例性实施例，其中，所述第一部分的结构刚度小于所述第二部分的结构刚度。
6.根据本公开的示例性实施例，其中，所述轴承芯包括滚珠。
7.根据本公开的示例性实施例，其中，所述第一部分包括多个镂空部分。
8.根据本公开的示例性实施例，其中，所述第一部分的管壁包括多个凹槽。
9.根据本公开的示例性实施例，其中，所述多个镂空部分的形状是延所述轴承的轴线方向平行的方向延伸的直线长条形状。
10.根据本公开的示例性实施例，其中，所述多个镂空部分至少包括以下其中一种形状：和所述轴承的轴线方向成一定角度的直线长条形状，所述角度大于等于0度；弧线的长条形状；波浪线的长条形状；圆形形状；椭圆形状。
11.根据本公开的示例性实施例，其中，所述多个镂空部分的数量是2-20个。
12.根据本公开的示例性实施例，其中，所述多个镂空部分相对于所述轴承的轴线对称布置。
13.根据本公开的示例性实施例，其中，所述第一部分和所述第二部分的材料不同，所述第一部分和所述第二部分固定连接在一起。
14.根据本公开的示例性实施例，其中，所述多个镂空部分所在的容纳腔管壁的厚度至少包括以下其中一种形式：均匀厚度；厚度延和所述轴承的轴线平行的方向线性变化；厚度延和所述轴承的轴线平行的方向非线性变化。
15.根据本公开的示例性实施例，提供一种x射线管，包括：阴极组件；阳极组件，所述阳极组件包括前述任一所述的x射线管轴承组件。
附图说明
16.下面将通过参照附图详细描述本实用新型的优选实施例，使本领域的普通技术人员更清楚本实用新型的上述及其它特征和优点，附图中：
17.图1为本公开示例性的带弹性支撑结构的x射线管轴承组件的剖开视图；
18.图2为图1示例性x射线管轴承组件的立体图；
19.图3为本公开示例性的带弹性支撑结构轴承的x射线管；
20.图4为本公开另一示例性的带弹性支撑结构的x射线管轴承座的剖开视图；
21.图5为本公开另一示例性的带弹性支撑结构的x射线管轴承座的剖开视图；
22.图6为本公开另一示例性的带弹性支撑结构的x射线管轴承座的剖开视图。
23.其中，附图标记如下：
24.1轴承座1-1弹性条2轴承芯3前端密封板4后端密封板5卡簧6法兰7转子8阴极组件9阳极组件
具体实施方式
25.为使本公开的目的、技术方案和优点更加清楚，以下举实施例对本公开进一步详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本公开，并不用于限制本公开。
26.在一个示例性的实施例中，具体可参见图1-2，本公开的一种x射线管轴承组件，包括：轴承座1，具有容纳腔；轴承芯2，其容纳在轴承座1的容纳腔内；其中，轴承座1包括第一部分和第二部分，第二部分围绕形成容纳腔的一部分以容纳轴承芯2；第一部分从第二部分伸出并围绕形成容纳腔的另一部分，容纳腔的另一部分形成容纳空腔；第一部分具有和第二部分不同的结构刚度。本技术的发明人发现，在振动路径上设置弹性材料可以有效吸收振动，从而阻断振动的传导。在图1所示的实施例中，轴承座1分为两部分，形成容纳轴承芯2容纳腔的第二部分和不容纳轴承芯2的第一部分，它们之间以阶梯孔为分界。轴承座1的第一部分和第二部分具有不同的结构刚度，这种结构刚度的不同可以是由于两部分材料不同，或是两部分的容纳腔管壁具有不同的结构而造成的。例如，第一部分的管壁上有镂空，或是管壁较薄，或是管壁上有凹槽。通过这种方式，根据振动的来源，第一部分和第二部分的其中之一可以对振动进行吸收，从而降低了整个轴承异响的可能。
27.在一个示例性实施例中，特别参见图1-2，其中，第一部分的结构刚度小于第二部分的结构刚度。结构刚度表示结构抵抗变形的能力，结构刚度越大，材料越不容易变形。在该实施例中，具有空腔的第一部分具有更小的结构刚度，即更易变形。而包裹轴承芯2的第二部分具有更大的结构刚度，即更不宜变形。在某些情况下，这种设置是有效的，和轴承芯2配合的第二部分结构刚度大，不易变形，保证转轴转动的稳定，而具有空腔的第一部分结构刚性小，易变形，用于吸收振动。本实施例通过优化或者降低第一部分的刚度，来减少轴承振动能量向x射线管组件其它部分的传递，从而实现降低系统振动与噪音的目的。
28.在一个示例性实施例中，特别参见图1-2，其中，轴承芯2包括滚珠。轴承芯2包括外
圈、滚珠和轴(未图示)，其中外圈和轴承座紧密配合，轴利用滚珠的滚动与外圈和轴承座1相对转动。轴连接法兰6，法兰6与阳极相连接，轴会和阳极一同转动。对于x射线管轴承而言，有滚珠轴承和液态金属轴承，它们分别利用滚珠和液态金属来填充轴和外圈之间的间隙，本实施例特别针对滚珠轴承，因为发明人发现，本方案对滚珠轴承是特别有效的。
29.在一个示例性实施例中，特别参见图1-2，其中，第一部分包括多个镂空部分。在这里，我们把镂空部分称为弹性条1-1。在该实施例中，第一部分和第二部分的材料是相同的，利用在第一部分中加工出多个条状的镂空弹性条1-1，利用这种机械结构来增加第一部分的弹性。这里，多个指两个及两个以上。这些弹性条1-1的结构降低了第一部分的结构刚度，使其在相同应力下具有更大形变，从而有效的吸收了振动。
30.在一个示例性实施例中，其中，第一部分的管壁包括多个凹槽。不同于镂空贯穿了轴承座1第一部分的管壁，该实施例中，在轴承座1的管壁上设置并不贯穿的凹槽。利用这种结构，同样可以降低第一部分的结构刚度，从而达到吸收振动的目的。本领域技术人员可以理解的是，这些凹槽的设置方式可以参考本技术中镂空的设置方式。
31.在一个示例性的实施例中，特别参见图1-2，多个镂空部分的形状是延和轴承的轴线方向平行的方向延伸的直线长条形状。轴承的轴线方向在图1中以点画线示出，弹性条1-1的形状如图1-2所示，为长条形状，其长度方向延和轴线方向平行的方向延伸。
32.在一个示例性的实施例中，特别参见图4-6，多个镂空部分至少包括以下其中一种形状：和轴承的轴线方向成一定角度的直线长条形状，所述角度大于等于0度；弧线的长条形状；波浪线的长条形状；圆形形状；椭圆形状。在该实施例中，镂空部分可以是多种形状，比如，和轴线方向成一定角度的直线长条形状，如图4所示，这种角度可以是锐角，也可以是直角；或是弧线的形状，如图5所示；或是圆形，如图6所示；或是椭圆形(未图示)。当然，在同一方案中，可以是各种形状的组合，即多个镂空部分是上述各种形状的至少2个。
33.在一个示例性实施例中，特别参见图1-2、4-6，多个镂空部分的数量是2-20个。如果是长条形状，数量可以设置的较少，如果是圆形或是椭圆形，数量可以设置的相对较多。例如，长条形状可以是6-8个。圆形可以是12-20个，可以甚至更多，如果每个圆形镂空的面积较小，可以是30个，只要保证轴承座1的机械强度即可。
34.在一个示例性实施例中，特别参见图1-6，多个镂空部分相对于轴承的轴线对称布置。对称布置往往是重要的，保证重心在轴承的轴线上，这可以保证转动的稳定性。
35.在一个示例性实施例中，其中，第一部分和第二部分的材料不同，第一部分和第二部分固定连接在一起。和使用镂空的机械形状来改善结构刚度不同，该实施例使用材料本身的特性。具体的，第一部分和第二部分使用不同的材料，示例性的，使用材料使得第一部分具有更大的结构刚度。两部分固定连接在一起，如焊接。这种方式也可起到吸收振动的作用。
36.在一个示例性实施例中，多个镂空部分所在的容纳腔管壁的厚度至少包括以下其中一种形式：均匀厚度；厚度延和轴线平行的方向线性变化；厚度延和轴线平行的方向非线性变化。本技术的发明人发现，镂空部分的厚度对于振动的吸收也是有影响的，在该实施例中，可以设计镂空的厚度是均匀厚度，即镂空各处的厚度相同，例如图1所示。厚度还可以是延轴承轴线平行的方向线性变化，如直线减少，例如图4所示。厚度还可以是延轴承轴线平行的方向成非线性变化，如弧形变化，图5给出了以圆形形式变化的示意。厚度还可以是曲
线形式的，也可以是多种的组合，这种组合可以是每一个镂空有不同形式组合，如一段是直线，一段是曲线，也可以是在同一轴承座上，某些镂空是直线，某些镂空是曲线。上述组合都是可选的。
37.在一个示例性实施例中，特别参考图1，其中轴承座1包括用于将轴承芯2轴向定位的阶梯孔和卡簧槽，轴承芯2还包括：前端密封板3、后端密封板4和卡簧5；后端密封板4一侧和阶梯孔抵接，前端密封板3的一侧和卡簧5抵接；卡簧5卡在卡簧槽中。该实施例提供了将轴承芯2固定到轴承座1第二部分的容纳腔的方式。使用前端密封板3、后端密封板4把轴承芯2夹紧，其中前端密封板3使用卡簧5固定位置，后端密封板4使用轴承座1内壁上的阶梯孔来定位，从而在轴线方向上固定住轴承芯2的位置。同时，轴承芯2的外面面和轴承座1的内表面可以过盈配合，从而进一步固定连接轴承座1和轴承芯2。该固定方式仅是示例性的，其它的固定方式都可被采用在本方案中。
38.在一个示例性实施例中，公开了一种x射线管，具体参见图3，包括：阴极组件8；阳极组件9，阳极组件9包括前述任一x射线管轴承组件。在图1-3所示实施例中，轴承芯2中的轴通过法兰6和转子7连接，转子7和阳极组件9中的阳极连接。在工作时，在转子7的带动下，阳极和轴承芯2中的轴转动，此时轴承座1和轴承芯2的外圈并不跟随转子7转动。
39.在一个示例性实施例中，具体参见图1-3，x射线管轴承组件一端连接靶盘，另一端被连接到x射线管组件的壳体上，这样靶盘，轴承组件，壳体间构成悬臂结构。轴承的振动是整个x射线管组件振动的源头。轴承振动能量通过轴承座传递至x射线管组件其它部位，引起x射线管组件的振动和异响。因此，为减少x射线管组件的振动，一种选择是依靠对x射线管轴承组件的设计与制造以及其外围固定结构的高要求、高精度，即便如此，仍然难以完全避免异音的产生。由于x射线管轴承组件受力和应用条件的限制，很难通过轴承芯的设计来降低x射线管组件的振动。在本实施例中，采用带弹性支撑结构的x射线管轴承组件，通过降低轴承座的刚性，在不改变轴承组件外围固定结构的基础上，减少轴承振动能量传递至其它部件，有效减少x射线管组件在工作过程中的整体振动，降低噪音。在该实施例中，带弹性支撑结构的x射线管轴承组件包括带有弹性条1-1的轴承座1、带有法兰盘的轴承芯2，其中轴承芯2包括前端密封板3，后端密封板4,卡簧5等，具体可参见如图1。本实施例中带弹性支撑的x射线管轴承组件功能实现如下：轴承座1带有一定数量和一定长度的弹性条1-1，其弹性条可以吸收由x射线管轴承组件运行时产生的振动能量，降低x射线管组件的整体振动，从而降低系统工作过程中的噪音。根据不同的应用工况，包括转速，温度，动不平衡量，靶盘大小等工况条件，通过调整弹性条的数量、长度、形状和壁厚，可满足不同工况条件下对系统振动的调节。改善系统的动态特性，降低振动，提高系统的运行稳定性，降低系统工作过程中的噪音，防止产生共振和异响。
40.轴承座1带有用于轴承芯轴向定位的阶梯孔和卡簧槽，将后端密封板4，前端密封板3装入轴承座中，使用卡簧5将其轴向固定。通过前端密封板3和后端密封板4，将轴承芯2隔离为一个密闭空间，防止轴承运转过程中磨损颗粒通过弹性条1-1的空隙或轴承前端进入x射线管，同时也避免x射线管制程中外部颗粒进入轴承芯内部。
41.将该带弹性支撑的x射线管轴承组件装入x射线管中，通过降低轴承座的刚性，减少轴承振动能量传递至其它部件，有效减少x射线管组件在工作过程中的整体振动，降低噪音。
42.在一个示例性实施例中，具体参见图4-6，本实施例中弹性条结构仅为示例，其结构形式不限，如与轴线方向呈一定夹角(参见图4)，或非直线型弹性条(参见图5)，或圆形(参见图6)等。弹性条厚度根据刚度需要可设计为均一厚度(如图1)或沿轴线方向不等，如斜面(参见图4)、球面(参见图5)或其它结构形式。轴承座结构形式不限于本实施例中图示形式，对其它类型x射线管轴承均可适用。
43.本公开具体实施例至少具有如下特点：降低系统噪音，防止x射线管组件在运行过程中产生异响，降低x射线管轴承和靶盘组件对外围固定结构的设计和制造要求。
44.在本公开中，使用的方位词如“上、下、左、右”，仅仅是图示示例性的相对方向，并不代表使用状态下重力方向。此外，本公开所使用的术语“第一”、“第二”等是为了区分一个要素和另一个要素，不具有顺序性和重要性。此外，在下面的描述中，当涉及到附图时，除非另有解释，不同的附图中相同的附图标记表示相同或相似的要素。上述定义仅用于解释和说明本公开，不应当理解为对本公开的限制。
45.另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本公开对各种可能的组合方式不再另行说明。
46.为使图面简洁，各图中只示意性地表示出了与本公开相关的部分，它们并不代表其作为产品的实际结构。另外，以使图面简洁便于理解，在有些图中具有相同结构或功能的部件，仅示意性地绘示了其中的一个，或仅标出了其中的一个。
47.以上所述仅为本公开的较佳实施例而已，并不用以限制本公开，凡在本公开的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。