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工業醫療用CT機精密主軸承的研制技術

發布時間:2019-09-01瀏覽次數:158

    隨著全球航空運輸業的不斷發展,許多大型機場投入建設和使用,工業CT機作為一種新型的安檢設備正逐步替代老式x光機。特別是“9.11”事件后,各國政府加大了機場安檢設備的投入,以防范恐怖襲擊。僅2002年美國全年生產出1500臺工業CT機投入各大機場。2002年清華大學承接了國家重點項目工業CT機的開發研制任務。北京機械科學研究承接了機械部分的研制生產,由洛陽LYC軸承有限公司為其研制開發主軸軸承。

    由于工業CT機的高精度、高準確性的要求,對軸承性能、壽命的要求很高。該類軸承的主要特點是:軸承外形尺寸大,壁厚薄,屬大型薄壁軸承;軸承壽命長,旋轉精度高(P5級以上),振動噪音低,啟動摩擦力矩小,是一種高技術含量、高附加值的特殊軸承。這就給軸承設計、制造及檢測等技術帶來很大的難度。

    技術難點的解決方案和措施:為滿足軸承的使用工況和技術指標,在該軸承設計中充分利用計算機輔助設計手段,對軸承套圈、滾動體、保持架、密封裝置等產品結構進行優化設計,對軸承進行模擬工作狀態的有限元分析,確保軸承各部分的剛度、強度及精度,建立數學模型,利用CAD優化設計計算出套圈滾道與滾動體的最佳接觸角及接觸軌跡,合理的設計出軸承的主參數和輔助參數。根據主機受力情況轉速高等使用特點選用接觸角為35o的四點接觸球轉盤軸承(通常為45o),由于軸承工作轉速高,選用較小的滾動體直徑,以適應和改善在高速運轉時軸承轉動平穩性;為有效地軸承降低啟動摩擦力矩,在軸承密封裝置設計上采用輕型接觸式密封,該結構既能夠滿足軸承的密封要求,又可減少軸承在高速運動時的發熱。改變傳統的裝球塞子結構,采用“0”、“6”類型軸承的填球角裝配方法,避免鋼球通過裝球塞子產生的噪音。并且利用CAD優化設計計算出套圈、滾道與滾動體的最佳接觸軌跡,合適的溝曲率參數及接觸角,從而可以達到降低軸承噪音的目的。保持架設計采用了分段式首尾相連的梳形結構,材料采用工業尼龍,這樣可從根本上解決了因保持架的相互碰撞而產生的噪音,同時還可以減輕軸承的自身重量。該結構已獲實用新型專利。

    工業用CT機產品的安全性、可靠性試驗就尤為重要,為此對配套的軸承經運轉可靠性試驗后裝載于主機,各項性能指標均達到了設計要求,可以進入批量生產并應用于各種需要安全檢驗的環境。

    一種新型醫療螺旋CT機旋轉主軸承申請號/專利號:200820220324

    本實用新型屬于軸承技術領域,涉及新型醫療螺旋CT機旋轉主軸承。由外圈、保持架、內圈、密封圈和滾動體組成,該軸承無裝球孔,把內圈的外徑靠在外圈的內徑上,滾動體從內圈和外圈的徑向最大間隙處裝入滾道,然后把滾動體均勻分散在滾道上,再把保持架從軸承上方插在內圈和外圈之間,最后把密封圈分別裝入內圈和外圈的密封槽內。本實用新型的有益效果是,取消了傳統的裝球孔,降低了軸承的噪音;把滾道曲率半徑設計為滾動體的直徑,不同于常規的0.53的包容系數,減小了軸承的摩擦;取消了淬火軟帶,避免了滾動體經過淬火軟帶時產生振動。

    主權利要求:

    一種新型醫療螺旋CT機旋轉主軸承,由外圈(1)、保持架(2)、內圈(3)、密封圈(4)和滾動體(5)組成,其特征在于,該軸承無裝球孔,把內圈(3)的外徑靠在外圈(1)的內徑上,滾動體(5)從內圈(3)和外圈(1)的徑向最大間隙處裝入滾道,然后把滾動體(5)均勻分散在滾道上,再把保持架(2)從軸承上方插在內圈(3)和外圈(1)之間,最后把密封圈(4)分別裝入內圈(3)和外圈(1)的密封槽內

   工業CT機軸承的研制

   成果簡述

   成果名稱: 工業CT機軸承的研制
   完成單位: 洛陽軸承集團有限公司

   編號: 2005000023

   第一完成單位: 洛陽軸承集團有限公司

   第一完成人: 王景夏

   其他完成單位:

   其他完成人: 王景夏、馬新志、周凱、張彥勇、孫建修、周琳、朱堅明、劉潔、蘇兆力、孫紅原、謝興會、陳新萍、徐慧娟

   成果簡介: 隨著全球航空運輸業的不斷發展,許多大型機場投入建設和使用,工業CT機作為一種新型的安檢設備正逐步替代老式x光機。特別是美國"9.11"事件以后,各國政府加大了機場安檢設備的投入,以防范恐怖襲擊。僅2002年全年美國生產出1500臺工業CT機投入各大機場。2002年清華大學承接了國家重點項目工業CT機的開發研制任務。北京機械科學研究院承接了機械部分的研制生產,由洛陽軸承集團公司為其研制開發主軸軸承。由于工業CT機的高精度、高準確性的要求,對軸承性能、壽命的要求很高。該類軸承的主要特點是:軸承外形尺寸大,壁厚薄,屬大型薄壁軸承;軸承壽命長,旋轉精度高(P5級以上),振動噪音低,啟動摩擦力矩小,安裝孔數目多且精度高,是一種高技術含量、高附加值的特殊軸承。這就給軸承設計、制造及檢測等技術帶來很大的難度。因此很有必要開展工業CT機用主軸軸承的開發與科技攻關,攻破該領域的技術難關,研究其設計方法、加工及測量技術并研制出高可靠性、高質量的軸承產品,形成穩定批量生產能力,以滿足主機性能及配套數量的要求。目前洛軸已經開發的產品有為2米集裝箱檢測用工業CT機配套的高精度大型薄壁軸承1787/2650G2K1,為行李箱檢測用高精度、高性能工業CT機掃描架配套的D787/870軸承。這一系列軸承的開發表明洛軸有能力研制這些高、精、尖軸承。清華大學和北京機械科學研究院研制生產的工業CT機已經通過國家重點項目的驗收,并被2008年奧運組委會列為奧運會機場改造項目之一。預計在未來的兩到三年內,大約有1000臺左右工業CT機將被安裝在機場和碼頭。洛軸為其提供的D787/870軸承是其生產的工業CT機中的一種。主要用于行包的安全檢查。而洛軸為其提供的1787/2650G2K1是另一種用于集裝箱安全檢查的工業CT機軸承。該類軸承為工業CT機掃描架中配套的一種大直徑薄壁軸承,要求軸承精度高、壽命長、磨擦力矩小、噪音低,是一種高技術含量、高附加值的產品。

    根據提供的技術參數以及對CT機工作狀況的分析,其主要技術參數為:D787/8701.外形尺寸:Φ870XΦ1130X100;2.軸承轉速100rpm;3.軸承壽命:5年;4.旋轉精度P5級;5.低振動、低噪音;6.摩擦力矩:5N?m;7.密封性能:油脂無泄露。1787/2650G2K11外形尺寸:Φ2650XΦ2940X110;2軸承精度:P6級;3軸承轉速70rpm;4齒輪精度:8級;5啟動摩擦力矩;50N.m6低振動、低噪音。7密封性能:油脂無泄露。


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