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工业医疗用CT机精密主轴承的研制技术

发布时间:2019-09-01浏览次数:47

随着全球航空运输业的不断发展,许多大型机场投入建设和使用,工业CT机作为一种新型的安检设备正逐步替代老式x光机。特别是“9.11”事件后,各国政府加大

了机场安检设备的投入,以防范恐怖袭击。仅2002年美国全年生产出1500台工业CT机投入各大机场。2002年清华大学承接了国家重点项目工业CT机的开发研制任务。

北京机械科学研究承接了机械部分的研制生产,由洛阳LYC轴承有限公司为其研制开发主轴轴承。

由于工业CT机的高精度、高准确性的要求,对轴承性能、寿命的要求很高。该类轴承的主要特点是:轴承外形尺寸大,壁厚薄,属大型薄壁轴承;轴承寿命长,旋转

精度高(P5级以上),振动噪音低,启动摩擦力矩小,是一种高技术含量、高附加值的特殊轴承。这就给轴承设计、制造及检测等技术带来很大的难度。

技术难点的解决方案和措施:为满足轴承的使用工况和技术指标,在该轴承设计中充分利用计算机辅助设计手段,对轴承套圈、滚动体、保持架、密封装置等产品结

构进行优化设计,对轴承进行模拟工作状态的有限元分析,确保轴承各部分的刚度、强度及精度,建立数学模型,利用CAD优化设计计算出套圈滚道与滚动体的最佳接触角及接触轨迹,合理的设计出轴承的主参数和辅助参数。根据主机受力情况转速高等使用特点选用接触角为35º的四点接触球转盘轴承(通常为45º),由于轴承工作转

速高,选用较小的滚动体直径,以适应和改善在高速运转时轴承转动平稳性;为有效地轴承降低启动摩擦力矩,在轴承密封装置设计上采用轻型接触式密封,该结构既能

够满足轴承的密封要求,又可减少轴承在高速运动时的发热。改变传统的装球塞子结构,采用“0”、“6”类型轴承的填球角装配方法,避免钢球通过装球塞子产生的噪

音。并且利用CAD优化设计计算出套圈、滚道与滚动体的最佳接触轨迹,合适的沟曲率参数及接触角,从而可以达到降低轴承噪音的目的。保持架设计采用了分段式首尾

相连的梳形结构,材料采用工业尼龙,这样可从根本上解决了因保持架的相互碰撞而产生的噪音,同时还可以减轻轴承的自身重量。该结构已获实用新型专利。

工业用CT机产品的安全性、可靠性试验就尤为重要,为此对配套的轴承经运转可靠性试验后装载于主机,各项性能指标均达到了设计要求,可以进入批量生产并应

用于各种需要安全检验的环境。

一种新型医疗螺旋CT机旋转主轴承

申请号/专利号:200820220324

本实用新型属于轴承技术领域,涉及新型医疗螺旋CT机旋转主轴承。由外圈、保持架、内圈、密封圈和滚动体组成,该轴承无装球孔,把内圈的外径靠在外圈的内

径上,滚动体从内圈和外圈的径向最大间隙处装入滚道,然后把滚动体均匀分散在滚道上,再把保持架从轴承上方插在内圈和外圈之间,最后把密封圈分别装入内圈和外

圈的密封槽内。本实用新型的有益效果是,取消了传统的装球孔,降低了轴承的噪音;把滚道曲率半径设计为滚动体的直径,不同于常规的0.53的包容系数,减小了

轴承的摩擦;取消了淬火软带,避免了滚动体经过淬火软带时产生振动。

主权利要求:

一种新型医疗螺旋CT机旋转主轴承,由外圈(1)、保持架(2)、内圈(3)、密封圈(4)和滚动体(5)组成,其特征在于,该轴承无装球孔,把内圈

(3)的外径靠在外圈(1)的内径上,滚动体(5)从内圈(3)和外圈(1)的径向最大间隙处装入滚道,然后把滚动体(5)均匀分散在滚道上,再把保持架

(2)从轴承上方插在内圈(3)和外圈(1)之间,最后把密封圈(4)分别装入内圈(3)和外圈(1)的密封槽内

工业CT机轴承的研制

成果简述

成果名称: 工业CT机轴承的研制

完成单位: 洛阳轴承集团有限公司

编号: 2005000023

第一完成单位: 洛阳轴承集团有限公司

第一完成人: 王景夏

其他完成单位:

其他完成人: 王景夏、马新志、周凯、张彦勇、孙建修、周琳、朱坚明、刘洁、苏兆力、孙红原、谢兴会、陈新萍、徐慧娟

成果简介: 随着全球航空运输业的不断发展,许多大型机场投入建设和使用,工业CT机作为一种新型的安检设备正逐步替代老式x光机。特别是美国"9.11"事件以后,各

国政府加大了机场安检设备的投入,以防范恐怖袭击。仅2002年全年美国生产出1500台工业CT机投入各大机场。2002年清华大学承接了国家重点项目工业CT机的开发

研制任务。北京机械科学研究院承接了机械部分的研制生产,由洛阳轴承集团公司为其研制开发主轴轴承。由于工业CT机的高精度、高准确性的要求,对轴承性能、寿

命的要求很高。该类轴承的主要特点是:轴承外形尺寸大,壁厚薄,属大型薄壁轴承;轴承寿命长,旋转精度高(P5级以上),振动噪音低,启动摩擦力矩小,安装孔数目多且精度高,是一种高技术含量、高附加值的特殊轴承。这就给轴承设计、制造及检测等技术带来很大的难度。因此很有必要开展工业CT机用主轴轴承的开发与科技攻

关,攻破该领域的技术难关,研究其设计方法、加工及测量技术并研制出高可靠性、高质量的轴承产品,形成稳定批量生产能力,以满足主机性能及配套数量的要求。目

前洛轴已经开发的产品有为2米集装箱检测用工业CT机配套的高精度大型薄壁轴承1787/2650G2K1,为行李箱检测用高精度、高性能工业CT机扫描架配套的D787/870

轴承。这一系列轴承的开发表明洛轴有能力研制这些高、精、尖轴承。清华大学和北京机械科学研究院研制生产的工业CT机已经通过国家重点项目的验收,并被2008年

奥运组委会列为奥运会机场改造项目之一。预计在未来的两到三年内,大约有1000台左右工业CT机将被安装在机场和码头。洛轴为其提供的D787/870轴承是其生产的

工业CT机中的一种。主要用于行包的安全检查。而洛轴为其提供的1787/2650G2K1是另一种用于集装箱安全检查的工业CT机轴承。该类轴承为工业CT机扫描架中配套

的一种大直径薄壁轴承,要求轴承精度高、寿命长、磨擦力矩小、噪音低,是一种高技术含量、高附加值的产品。根据提供的技术参数以及对CT机工作状况的分析,其

主要技术参数为:D787/8701.外形尺寸:Φ870XΦ1130X100;2.轴承转速100rpm;3.轴承寿命:5年;4.旋转精度P5级;5.低振动、低噪音;6.摩擦力矩:5N?m;

7.密封性能:油脂无泄露。1787/2650G2K11外形尺寸:Φ2650XΦ2940X110;2轴承精度:P6级;3轴承转速70rpm;4齿轮精度:8级;5启动摩擦力矩;50N.m6低

振动、低噪音。7密封性能:油脂无泄露。


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