旋转阳极的轴承组件、旋转阳极及X射线管的制作方法

旋转阳极的轴承组件、旋转阳极及x射线管
技术领域
1.本实用新型涉及一种轴承组件，尤其是一种用于x射线管的旋转阳极的轴承组件，本实用新型还涉及具有上述轴承组件的旋转阳极及x射线管。


背景技术：

2.x射线管在工作状态时，轴承组件带动阳极靶盘做高速旋转运动，阳极靶盘以此承受来自阴极组件的电子束轰击从而产生x射线。在此过程中大部分的能量都转化为热能，为了提高x射线管的使用性能，轴承组件需要应对大负载的阳极靶盘以及高转速。目前常选用液态金属作为轴承转动部件的填充剂，替代了传统轴承的滚动摩擦，不仅噪声低，而且耐热性能好。但液态金属轴承加工和装配精度要求高，轴承的制作工艺复杂，成本比较高。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的是提供一种旋转阳极的轴承组件，能够以更低的成本应对大负载的阳极靶盘以及高转速。
4.本实用新型的另一个目的是提供一种旋转阳极，能够以更低的成本应对大负载的阳极靶盘以及高转速。
5.本实用新型的又一个目的是提供一种x射线管，能够以更低的成本应对大负载的阳极靶盘以及高转速。
6.本实用新型提供了一种旋转阳极的轴承组件，旋转阳极包括一个阳极靶盘、一个连接轴以及一个转子铜套。轴承组件包括一个固定座、一个内转轴、一个第二滚动轴承以及数个第一滚动轴承。固定座形成有一个圆柱状的容纳腔，容纳腔在其轴向上的一端具有一个连通固定座表面的开口。内转轴的轴向上的一端同轴地穿设于容纳腔，内转轴能够连接连接轴、阳极靶盘和转子铜套，并且在连接之后整体的重心位于内转轴在容纳腔外接近开口的位置。第二滚动轴承包括一个第二外环、一个第二内环和一组第二滚动体。第二外环同轴地设置于容纳腔内对应内转轴的端部的位置。第二内环同轴地固定于内转轴。一组第二滚动体可滚动地设置于第二外环和第二内环之间。第一滚动轴承的数量大于第二滚动轴承的数量。各第一滚动轴承包括一个第一外环、一个第一内环和一组第一滚动体。第一外环同轴地设置于容纳腔内靠近开口的位置，数个第一外环沿容纳腔的轴向并列设置。第一内环同轴地固定于内转轴。一组第一滚动体可滚动地设置于第一外环和第一内环之间，并且各组第一滚动体的数量与一组第二滚动体的数量相同。
7.本实用新型提供的旋转阳极的轴承组件，内转轴在使用时能够连接连接轴、阳极靶盘和转子铜套并组合成阳极转动组件，并且在连接之后整体的重心位于内转轴在容纳腔外接近开口的位置，在容纳腔内接近阳极转动组件的重心位置设置数个第一滚动轴承，使数个第一滚动轴承共同承担阳极转动组件高速旋转所带来的较大的径向载荷和轴向载荷，在容纳腔内远离阳极转动组件的重心位置设置一个第二滚动轴承，使一个第二滚动轴承承担阳极转动组件高速旋转所带来的较小的径向载荷和轴向载荷。第一滚动轴承和第二滚动
轴承可以具有相同的结构，数个第一滚动轴承使第一滚动体的数量增多，承载区域内接触点随之变多，各第一滚动体的接触应力降低，整体承载能力增加，使阳极转动组件旋转更加稳定。轴承组件在不改变滚动轴承结构的基础上极大提升轴承组件承受径向载荷和轴向载荷的能力，能够以更低的成本应对大负载的阳极靶盘以及高转速。
8.在旋转阳极的轴承组件的再一种示意性实施方式中，第一内环的外表面形成有形状对应第一滚动体的第一定位凹槽，第二内环的内表面形成有形状对应第二滚动体的第二定位凹槽。借此能够防止第一内环和第二内环相对于第一滚动体和第二滚动体滑动。
9.在旋转阳极的轴承组件的又一种示意性实施方式中，各第一外环的内表面凸起形成一个沿容纳腔的轴向抵靠第一滚动体的第一凸环。第二外环的内表面凸起形成一个沿容纳腔的轴向抵靠第二滚动体的第二凸环。轴承组件还包括一个支撑卡环，其为具有缺口的环形，支撑卡环能够通过缺口沿内转轴的径向套设于内转轴上第一外环和第二外环之间的部分，并且沿内转轴的轴向支撑第一外环和第二外环。借此将第一滚动轴承和第二滚动轴承定位于内转轴。
10.在旋转阳极的轴承组件的另一种示意性实施方式中，轴承组件还包括一个卡簧以及一个弹性件。卡簧设置于容纳腔的开口处并能够阻挡第一外环向容纳腔的外部移动。弹性件设置于容纳腔，弹性件作用于容纳腔的内表面和第二外环，以提供使第二外环朝向第一外环运动的弹性力。借此便于内转轴、第一滚动轴承和第二滚动轴承的安装，并且在安装后定位。
11.在旋转阳极的轴承组件的又一种示意性实施方式中，第一内环和第二内环形成于内转轴。此结构简单，便于加工和装配。
12.在旋转阳极的轴承组件的另一种示意性实施方式中，第一滚动体和第二滚动体为球形。借此使第一滚动体和第二滚动体具有更好的滚动特性。
13.本实用新型还提供了一种旋转阳极，包括一个上述的轴承组件、一个连接轴、一个阳极靶盘以及一个转子铜套。连接轴的一端同轴地连接内转轴位于容纳腔外的一端。阳极靶盘同轴地固定于连接轴的另一端。转子铜套套设于固定座并且轴向的一端固定连接于连接轴。其中，内转轴、连接轴、阳极靶盘和转子铜套的整体的重心位于内转轴在容纳腔外接近开口的部分。
14.在旋转阳极的再一种示意性实施方式中，连接轴在固定连接内转轴的一端沿径向向外延伸形成第一连接部，内转轴在固定连接连接轴的一端沿径向向外延伸形成第二连接部，旋转阳极还包括数个固定螺栓，各固定螺栓沿平行于连接轴的轴向的方向穿设于第一连接部并通过螺纹固定于第二连接部。借此便于连接轴和内转轴的连接组装。
15.在旋转阳极的又一种示意性实施方式中，连接轴和转子铜套为一体结构。此结构简单，便于加工和装配。
16.本实用新型还提供了一种x射线管，包括上述的旋转阳极。
附图说明
17.以下附图仅对本实用新型做示意性说明和解释，并不限定本实用新型的范围。
18.图1是旋转阳极的轴承组件的一种示意性实施方式的分解结构示意图。
19.图2用于说明旋转阳极的轴承组件在使用状态下的剖视结构示意图。
20.图3是图2中iii位置的局部放大图。
21.图4时图2中iv位置的局部放大图。
22.标号说明
23.10 固定座
24.11 容纳腔
25.12 开口
26.20 内转轴
27.22 第二连接部
28.30 第一滚动轴承
29.32 第一外环
30.33 第一凸环
31.34 第一内环
32.35 第一定位凹槽
33.36 第一滚动体
34.40 第二滚动轴承
35.42 第二外环
36.43 第二凸环
37.44 第二内环
38.45 第二定位凹槽
39.46 第二滚动体
40.51 卡簧
41.52 支撑卡环
42.53 弹性件
43.60 连接轴
44.62 第一连接部
45.70 阳极靶盘
46.80 转子铜套
47.90 固定螺栓
48.a
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重心
具体实施方式
49.为了对实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本实用新型的具体实施方式，在各图中相同的标号表示结构相同或结构相似但功能相同的部件。
50.在本文中，“示意性”表示“充当实例、例子或说明”，不应将在本文中被描述为“示意性”的任何图示、实施方式解释为一种更优选的或更具优点的技术方案。
51.图1是旋转阳极的轴承组件的一种示意性实施方式的分解结构示意图。参照图2，轴承组件包括一个固定座10、一个内转轴20、两个第一滚动轴承30以及一个第二滚动轴承40。
52.图2用于说明旋转阳极的轴承组件在使用状态下的剖视结构示意图。参照图1和图2，旋转阳极包括一个阳极靶盘70、一个连接轴60以及一个转子铜套80。固定座10形成有一个圆柱状的容纳腔11，容纳腔11在其轴向上的一端具有一个连通固定座10表面的开口12。内转轴20的轴向上的一端同轴地穿设于容纳腔11。内转轴20能够连接连接轴60、阳极靶盘70和转子铜套80，并且在连接之后整体的重心a位于内转轴20在容纳腔11外接近开口12的位置。
53.图3时图2中iii位置的局部放大图。参照图2和图3，第二滚动轴承40包括一个第二外环42、一个第二内环44和一组第二滚动体46。第二外环42同轴地设置于容纳腔11内对应内转轴20的端部的位置。第二内环44同轴地固定于内转轴20。一组第二滚动体46可滚动地设置于第二外环42和第二内环44之间，对第二外环42和第二内环44起到滚动支撑的作用。其中，第二滚动体46设置为球形以具有更好的滚动特性。然而并不限于次，在其他示意性实施方式中，第二滚动体46也可以设置为其他形状。
54.图4是图2中iv位置的局部放大图。参照图2和图4，各第一滚动轴承30包括一个第一外环32、一个第一内环34和一组第一滚动体36。第一外环32同轴地设置于容纳腔11内靠近开口12的位置，两个第一外环32沿容纳腔11的轴向并列设置。第一内环34同轴地固定于内转轴20。一组第一滚动体36可滚动地设置于第一外环32和第一内环34之间，对第一外环32和第一内环34起到滚动支撑的作用。各组第一滚动体36的数量与一组第二滚动体46的数量相同。其中，第一滚动体36设置为球形以具有更好的滚动特性，然而并不限于次，在其他示意性实施方式中，第一滚动体36也可以设置为其他形状。虽然第一滚动轴承30的数量为两个，然而并不限于此，在其他示意性实施中，第一滚动轴承30的数量可以在满足大于第二滚动轴承40的数量的情况下根据实际需求设置。
55.在示意性实施方式中，第一内环34和第二内环44形成于内转轴20。此结构简单，便于加工和装配。然而并不限于此，在其他示意性实施方式中，第一内环34和第二内环44也可以是独立于内转轴20的单独部件。
56.参照图2，本实用新型提供的旋转阳极的轴承组件，内转轴20在使用时能够连接连接轴60、阳极靶盘70和转子铜套80并组合成阳极转动组件，并且在连接之后整体的重心位于内转轴20在容纳腔11外接近开口12的位置，在容纳腔11内接近阳极转动组件的重心位置设置数个第一滚动轴承30，使数个第一滚动轴承30共同承担阳极转动组件高速旋转所带来的较大的径向载荷和轴向载荷，在容纳腔11内远离阳极转动组件的重心位置设置一个第二滚动轴承40，使一个第二滚动轴承40承担阳极转动组件高速旋转所带来的较小的径向载荷和轴向载荷。第一滚动轴承和第二滚动轴承可以具有相同的结构，数个第一滚动轴承30的使第一滚动体36的数量增多，承载区域内接触点随之变多，各第一滚动体36的接触应力降低，整体承载能力增加，使阳极转动组件旋转更加稳定。轴承组件在不改变滚动轴承结构的基础上极大提升轴承组件承受径向载荷和轴向载荷的能力，能够以更低的成本应对大负载的阳极靶盘以及高转速。
57.在示意性实施方式中，参照图2至图4，第一内环34的外表面形成有形状对应第一滚动体36的第一定位凹槽35，第二内环44的内表面形成有形状对应第二滚动体46的第二定位凹槽45。借此能够防止第一内环34和第二内环44相对于第一滚动体36和第二滚动体46滑动。
58.在示意性实施方式中，各第一外环32的内表面凸起形成一个沿容纳腔11的轴向抵靠第一滚动体36的第一凸环33，远离第二外环42的第一外环32的第一凸环33位于第一滚动体36靠近第二滚动轴承40的一侧，靠近述第二外环42的第一外环32的第一凸环33位于第一滚动体36远离第二滚动轴承40的一侧。第二外环42的内表面凸起形成一个沿容纳腔11的轴向抵靠第二滚动体46的第二凸环43，第二外环42的第二凸环43位于第二滚动体46靠近第一滚动轴承30的一侧。轴承组件还包括一个支撑卡环52，其为具有缺口的环形，支撑卡环52能够通过缺口沿内转轴20的径向套设于内转轴20上第一外环32和第二外环42之间的部分，并且沿内转轴20的轴向支撑第一外环32和第二外环42。由于第一内环34和第二内环44不能相对于第一滚动体36和第二滚动体46滑动，再通过第一外环32上的第一凸环33与第二外环42上第二凸环43相配合，能够将第一滚动轴承30和第二滚动轴承40定位于内转轴20。在示意性实施方式中，支撑卡环52的一端通过一个圆筒形的支撑件间接地支撑第一滚动轴承30，然而并不限于此，在其他示意性实施方式中，支撑卡环52也可以直接支撑第一滚动轴承30。
59.在示意性实施方式中，参照图2至图4，轴承组件还包括一个卡簧51以及一个弹性件53。卡簧51设置于容纳腔11的开口12处并能够阻挡第一外环32向容纳腔11的外部移动。弹性件53具体为一个压缩弹簧，其设置于容纳腔11，弹性件53作用于容纳腔11的内表面和第二外环42，以提供使第二外环42朝向第一外环32运动的弹性力。可拆卸的卡簧51便于内转轴20、第一滚动轴承30和第二滚动轴承40的安装，并且在卡簧51安装后，弹性件53能够借助弹性恢复力将第一外环32、支撑卡环52和第二外环42抵靠至卡簧51以对内转轴20、第一滚动轴承30和第二滚动轴承40定位。
60.本实用新型还提供了一种旋转阳极，参照图2，旋转阳极包括一个上述的轴承组件、一个连接轴60、一个阳极靶盘70以及一个转子铜套80。连接轴60的一端同轴地连接内转轴20位于容纳腔11外的一端。阳极靶盘70同轴地固定于连接轴60的另一端，其用于接受电子束轰击并产生x射线。转子铜套80套设于固定座10并且轴向的一端固定连接于连接轴60。其中，内转轴20、连接轴60、阳极靶盘70和转子铜套80的整体的重心位于内转轴20在容纳腔11外接近开口12的部分。
61.在示意性实施方式中，参照图2，连接轴60在固定连接内转轴20的一端沿径向向外延伸形成第一连接部62，内转轴20在固定连接连接轴60的一端沿径向向外延伸形成第二连接部22，旋转阳极还包括数个固定螺栓90，各固定螺栓90沿平行于连接轴60的轴向的方向穿设于第一连接部62并通过螺纹固定于第二连接部22。借此便于连接轴60和内转轴20的连接组装。并且连接轴60和转子铜套80为一体结构，此结构简单，便于加工和装配。
62.本实用新型还提供了一种x射线管，包括上述的旋转阳极。
63.应当理解，虽然本说明书是按照各个实施例描述的，但并非每个实施例仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
64.上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本实用新型的可行性实施例的具体说明，它们并非用以限制本实用新型的保护范围，凡未脱离本实用新型技艺精神所作的等效实施方案或变更，如特征的组合、分割或重复，均应包含在本实用新型的保护范围之内。