CN107477311B - 一种放疗装备旋转机架滚轮的支撑装置 - Google Patents

Abstract

本发明属于放疗装备领域，并公开了一种放疗装备旋转机架滚轮的支撑装置，包括支撑底座和托轮支撑组件，所述托轮支撑组件包括支撑箱体及设置在所述支撑箱体上的锥形托轮滚道组件，所述锥形托轮滚道组件包括两组锥形托轮支撑单元，每组所述锥形托轮支撑单元均包括托轮轴、锥形托轮、托轮端盖和箱体端盖。本发明能够通过使用了两根托轮轴来支撑锥形托轴，降低了托轮轴的安装难度；同时使用了两个锥形托轮并且分别内置一个调心轴承，在安装过程中，能够实现自位调心功能；此外，使用锥形托轮能够实现对旋转机架的轴向限位，而且通过力的传递，可以让调心轴承只承受径向力，轴向力则由推力调心滚子轴承承受，从而能够提高调心轴承寿命。

Description

一种放疗装备旋转机架滚轮的支撑装置

技术领域

本发明属于放疗装备领域，更具体地，涉及一种放疗装备旋转机架滚轮的支撑装置。

背景技术

在放疗装备领域中，大质量、大惯量都是设计过程中需要考虑的难点。尤其是在现场安装的过程中，由于质量大的原因，一旦将主体部件安装在支撑部件上时，便很难做出调整。但由于不可避免的会出现安装偏差，会影响整体设备的同轴度以及位置精度。因此，具有一定幅度的自位调整功能的支撑装置便是解决这方面难题以及提高安装精度不可或缺的手段。通过巧妙的结构以及自身的几何原理对自身进行微调，不仅能够减轻安装过程中的调试难度，而且会有更好的安装精度。

目前国内外采用的支撑方式大多数采用的是前后端都是圆柱托轮的支撑方式，以IBA公司的质子治疗设备的支撑形式为例，其前后端都是通过用圆柱托轮支撑，且托轮宽度与滚轮宽度相近。这种支撑装置由于滚轮比较宽，会使接触面的接触不均匀，从而受力不均匀；且其对应的轴较长，轴上两个调心轴承支撑一个托轮，因此一个托轮轴向相当于两个点，按现有的方案，在装配调整过程中，根据不在同一直线上的三个点确定一个圆这一几何性质，滚轮组轴向一侧的点会干涉另一侧点形成的圆弧与前端滚轮接触面的调整，这会导致调心轴承的自位调心效果下降，甚至失效。同时，在质子治疗装备运行过程中，由于摩擦力或者受力不均等因素，会产生一定的轴向力，而圆柱托轮组自身不具备轴向定位的功能；因此，需要附加部件进行轴向定位，而这也增加了安装难度。另一方面，按现有情况，放疗装置在运行过程中，会向轴承传递一定的轴向力。这对于一种长期运行且要求寿命较长的大型设备具有一定的安全隐患。

因此，按照现有的支撑形式存在着一些难题：1)无法发挥调心轴承自位调心的功能；2)无法通过自身进行轴向限位；3)提高现场安装效率以及降低安装调试的难度；4)由于设备安全性要求高，寿命较长，且不易更换轴承，因此需要保证轴承的寿命，从而保证设备的寿命。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种放疗装备旋转机架滚轮的支撑装置，不仅具有一定的自位调心功能，而且还能实现自身的轴向限位，还能减轻轴承的损耗，从而保证设备在长期工作过程中的精度以及设备自身的寿命，提高设备的可靠性与安全性。

为实现上述目的，按照本发明，提供了一种放疗装备旋转机架滚轮的支撑装置，其特征在于，包括支撑底座和托轮支撑组件，所述托轮支撑组件包括支撑箱体及锥形托轮滚道组件，所述支撑箱体安装在所述支撑底座上，所述锥形托轮滚道组件包括两组锥形托轮支撑单元，其中，

每组所述锥形托轮支撑单元均包括托轮轴、锥形托轮、托轮端盖和箱体端盖，所述托轮轴水平安装在所述支撑箱体上，所述锥形托轮通过调心轴承安装在所述托轮轴上，所述托轮端盖通过推力调心滚子轴承安装在所述托轮轴上并且其抵靠所述锥形托轮的大端，所述锥形托轮的小端的内壁上设置有内凸台并且所述内凸台与所述调心轴承的外圈之间设置有第一隔套，所述调心轴承的外圈和所述推力调心滚子轴承的外圈之间设置有第二隔套，所述推力调心滚子轴承的内圈背离所述第二隔套的一端抵靠在托轮轴的第一轴肩上，所述箱体端盖固定安装在所述箱体对应于所述托轮轴的位置；

两根所述托轮轴同轴设置，并且两个所述锥形托轮的小端相对设置。

优选地，所述支撑箱体通过箱体支撑轴铰接在所述支撑底座上。

优选地，每组所述锥形托轮支撑单元还包括锁紧螺母，所述锁紧螺母通过轴承压套将所述调心轴承压紧在托轮轴的第二轴肩上。

优选地，所述箱体端盖通过螺栓与所述托轮轴的端部连接，以用于调整所述托轮轴的轴向位置。

优选地，所述支撑箱体相对于水平面倾斜设置。

优选地，所述托轮支撑组件设置有两组，每组的所述支撑箱体均相对于水平面倾斜设置并且这两个支撑箱体的夹角为锐角。

优选地，两组所述托轮支撑组件之间设置有辅助支撑组件，以用于与两组托轮支撑组件共同配合支撑放疗装备旋转机架滚轮。

总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：

本发明能够通过使用了两根托轮轴来支撑锥形托轴，降低了托轮轴的安装难度；同时使用了两个锥形托轮并且分别内置一个调心轴承，在安装过程中，能够实现自位调心功能；此外，使用锥形托轮能够实现对旋转机架的轴向限位，而且通过力的传递，可以让调心轴承只承受径向力，，轴向力则由推力调心滚子轴承承受，从而能够提高调心轴承寿命。

附图说明

图1是本发明支撑放疗装备旋转机架滚轮的示意图；

图2是本发明的的结构示意图；

图3a和图3b分别是本发明中锥形托轮滚道组件的立体示意图和剖面图；

图4是本发明中锥形托轮支撑单元的结构示意图；

图5是本发明中支撑箱体的的立体图；

图6是本发明中箱体端盖的示意图。

在所有附图中，相同的附图标记用来表示相同的元件，其中：

1-前端支撑装置，2-后端支撑装置，3-旋转机架，4-支撑底座，5-锥形托轮滚道组件，6-辅助支撑组件，7-锥形托轮，8-调心轴承，9-推力调心滚子轴承，10-轴承压套，11-托轮轴，12-锁紧螺母，13-箱体端盖，14-托轮端盖，15-第一隔套，16-第二隔套，17-支撑箱体，18-箱体顶盖，19-箱体支撑轴，20-第一半圆槽，21-第二半圆槽，22-工艺孔。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

参照图1～图6，一种放疗装备旋转机架滚轮的支撑装置，包括支撑底座4和托轮支撑组件，所述托轮支撑组件包括支撑箱体17及设置在所述支撑箱体17上的锥形托轮7滚道组件5，所述锥形托轮7滚道组件5包括两组锥形托轮7支撑单元，其中，

每组所述锥形托轮7支撑单元均包括托轮轴11、锥形托轮7、托轮端盖14和箱体端盖13，所述托轮轴11水平安装在所述支撑箱体17上，所述锥形托轮7通过调心轴承8安装在所述托轮轴11上，所述托轮端盖14通过推力调心滚子轴承9安装在所述托轮轴11上并且其抵靠所述锥形托轮7的大端，所述锥形托轮7的小端的内壁上设置有内凸台并且所述内凸台与所述调心轴承8的外圈之间设置有第一隔套15，所述调心轴承8的外圈和所述推力调心滚子轴承9的外圈之间设置有第二隔套16，所述推力调心滚子轴承9的内圈背离所述第二隔套16的一端抵靠在托轮轴11的第一轴肩上，所述箱体端盖13固定安装在所述箱体对应于所述托轮轴11的位置；

两根所述托轮轴11同轴设置，并且两个所述锥形托轮7的小端相对设置。

进一步，所述支撑箱体17通过箱体支撑轴19铰接在所述支撑底座4上。

进一步，每组所述锥形托轮支撑单元还包括锁紧螺母12，所述锁紧螺母12通过轴承压套10将所述调心轴承8压紧在托轮轴11的第二轴肩上。

进一步，所述箱体端盖13通过螺栓与所述托轮轴11的端部连接，以用于调整所述托轮轴11的轴向位置。

进一步，所述支撑箱体17相对于水平面倾斜设置。

进一步，所述托轮支撑组件设置有两组，每组的所述支撑箱体17均相对于水平面倾斜设置并且这两个支撑箱体17的夹角为锐角。

进一步，两组所述托轮支撑组件之间设置有辅助支撑组件6，以用于与两组托轮支撑组件共同配合支撑放疗装备旋转机架滚轮。

参照图1，支撑放疗装备旋转机架3采用了前端支撑装置1(本发明的支撑装置)和后端支撑机构2，其中前端支撑装置1的托轮采用锥形托轮7，这样可以对旋转机架前端滚轮进行限位；后端支撑机构2为常用的托轮支撑装置，其托轮采用采用普通的圆柱形托轮。由于放疗装备的等中心点靠近前端，因此选择前端支撑装置托轮为锥形托轮对前端滚轮进行限位，而后端支撑装置采用圆柱形托轮则是为了降低现场装配难度。

参照图2，锥形托轮滚道组件5对称安装在前端支撑底座4两侧。两侧的锥形托轮滚道组件5用于支撑旋转机架的主要重力，而且这种方式托轮与滚轮接触比较良好，因此旋转机架3前端滚轮。为了减轻锥形托轮滚道组件5支撑的重量，便使用中间的辅助支撑组件6来进行辅助支撑，从而可以降低锥形托轮7接触面的磨损。而且锥形托轮滚道组件5与辅助支撑组件6与旋转机架3的前端滚轮接触滚道不重合，从而使滚轮接触更加均匀。

参照图3，锥形托轮7的布局是在两个方向上对称的。锥形托轮7作为作为构成前端支撑装置1的锥形托轮支撑组件的主体，接触面呈一定锥角，与旋转机架滚轮对应的锥面相配合，既承受旋转机架重力引起的大载荷，同时通过自身的几何优势，对旋转机架前端的滚轮有一定的限位功能，承受产生的轴向力。锥形托轮7的一端有轴肩，可以对托轮内部的零件安装进行限位；另一端面有螺纹孔，用来对托轮内部零件安装之后进行限位锁紧。在一个优选实例中，锥形托轮7的锥角设置为1°左右为优，由于要对旋转机架的前端滚轮进行限位，所以锥角不能过小，否则限位效果不佳；另一方面，根据锥角过大，会导致轴向分力偏大，容易造成其它非标零部件的损坏。

锥形托轮7的内部装配有调心轴承8，如图3a的所示的四个托轮布局具有对称性，托轮内部零部件装配关系一致，因此下文介绍以一个托轮及其内部关系进行详细讲解。目前已存在的一些托轮支撑组件方案一般采用一个托轮内置两个调心轴承的形式。两个调心轴承支承一个托轮，会使调心轴承的调心对中的功效降低，甚至失效；同时使用一个大托轮而非本实例轴向使用两个小托轮替换，会使接触长度过长，且提高安装难度。在一个优选实例中，一个锥形托轮7内置一个调心轴承8，当旋转机架进行安装时，锥形托轮7承受大载荷；此时由于调心轴承8除了承受较大的径向载荷，另外其内外圈轴线允许相对偏斜0.5°～2°，因此能够较好地调心并精确对中，提高整个调试环节的效率。同时，用两根托轮轴11分别从支撑箱体17两端分别装入，不仅能够相对提高轴的刚度，还能大大地降低装配难度；并且优选实例与当前方案比较，整个支撑装置呈对称形式，能够提高整体的刚度，避免装置不对称导致的接触不均匀，从而避免部分零部件因接触不均匀而产生的疲劳损坏。

参见图4，推力调心滚子轴承9内圈端面紧贴托轮轴11的轴肩，然后套入第二隔套16紧贴着推力调心滚子轴承9外圈端面；接着将调心轴承8装入，调心轴承8内圈一端紧贴着托轮轴11的轴肩，另一端装入轴承压套10顶着；调心轴承8外圈一端紧贴着第二隔套16，另一端则先装入第一隔套15顶着，再将锥形托轮7，大孔在前，从托轮轴11孔径较小一侧沿轴向装入，使得锥形托轮7内孔轴肩顶着第一隔套；紧接着用锁紧螺母12在相应位置锁紧并施加预紧载荷，使调心轴承8内圈得以定位锁紧；再用托轮端盖14从轴径较大一头装入，紧贴锥形托轮7与之对应的端面，并拧上相应的螺栓，调整并拧紧，从而对滚轮轴8上的所有零件的位置关系的确定以及进行定位并锁紧。在一个优选实例中，调心轴承8的内外圈的定位锁紧相互独立；当旋转机架在工作过程中，锥形托轮7会承受着很大的径向载荷，同时也会承载一定轴向力。

参照图5，譬如此时设备安装完成后，锥形托轮7与旋转机架前端滚轮的接触面上便会产生力，力分解为很大的径向力以及少量的轴向力，径向力则由调心轴承8承受，而轴向力便会以锥形托轮7某个面为起点进行传递。力从锥形托轮7的小孔处的轴肩传递给第一隔套15，第一隔套15再将轴向载荷传递给调心轴承8的外圈，继而传递给第二隔套16，再传递给推力调心滚子轴承9的外圈端面，推力调心滚子轴承9再将力传递给内圈端面，通过内圈端面将力传给与之紧密接触的且刚性较好的轴肩。整个过程轴向载荷不经过调心轴承8内圈，从而很大程度上降低了调心轴承8的损耗。由于放疗装备质量大、尺寸大，在放疗装备预期寿命期间若由于轴承的损坏而进行更换轴承，会使更换过程十分麻烦，不易操作，因此对于像轴承这类标准件除了理论寿命计算要符合装备预期寿命，还应从装配、维护等多方面进行减少轴承等的损耗。因此图4所示的锥形托轮内部的装配方式，可以提高轴承实际寿命从而尽量避免放疗装备预期寿命期间因轴承更换引起的工作量。

托轮轴11及其轴上零部件装配完成；然后将这一组件安装至图6所示的箱体，该箱体分为支撑箱体17以及支撑箱体顶盖18，先将轴系组件安放在支撑箱体17的第一半圆槽20、第二半圆槽21中，接着盖上支撑箱体顶盖18，在顶盖上分布的螺钉孔拧上螺钉，然后用箱体端盖13对托轮轴11及其轴上的零部件装配而成的组件进行锁紧。托轮轴11大径端面中部有个螺纹孔，箱体端盖13中部有个工艺孔22，用螺栓通过这两个孔连接托轮轴11和箱体端盖13。在拧动螺栓的过程中，随着螺栓的螺纹与托轮轴11上的螺纹孔的螺纹啮合，托轮轴11端面便会朝着箱体端盖13做轴向运动，当检测仪器检测到放疗装备等中心点的位置精度达到要求时，通过工艺孔22测量箱体端盖13内端面到托轮轴11端面的距离d，并记录。这样，在放疗装备工作过程中，定期进行检测时，只需测量d即可，若d与记录值相差无几，则说明设备正常；否则，拧动螺栓调整d至记录值。这样可以提高检测的效率。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种放疗装备旋转机架滚轮的支撑装置，包括支撑底座和托轮支撑组件，所述托轮支撑组件包括支撑箱体，所述支撑箱体安装在所述支撑底座上，其特征在于：

所述托轮支撑组件还包括锥形托轮滚道组件，所述锥形托轮滚道组件包括两组锥形托轮支撑单元，其中，

每组所述锥形托轮支撑单元均包括托轮轴、锥形托轮、托轮端盖和箱体端盖，所述托轮轴水平安装在所述支撑箱体上，所述锥形托轮通过调心轴承安装在所述托轮轴上，所述托轮端盖通过推力调心滚子轴承安装在所述托轮轴上并且其抵靠所述锥形托轮的大端，所述锥形托轮的小端的内壁上设置有内凸台并且所述内凸台与所述调心轴承的外圈之间设置有第一隔套，所述调心轴承的外圈和所述推力调心滚子轴承的外圈之间设置有第二隔套，所述推力调心滚子轴承的内圈背离所述第二隔套的一端抵靠在托轮轴的第一轴肩上，所述箱体端盖固定安装在所述箱体对应于所述托轮轴的位置；

两根所述托轮轴同轴设置，并且两个所述锥形托轮的小端相对设置。

2.根据权利要求1所述的一种放疗装备旋转机架滚轮的支撑装置，其特征在于，所述支撑箱体通过箱体支撑轴铰接在所述支撑底座上。

3.根据权利要求1所述的一种放疗装备旋转机架滚轮的支撑装置，其特征在于，每组所述锥形托轮支撑单元还包括锁紧螺母，所述锁紧螺母通过轴承压套将所述调心轴承压紧在托轮轴的第二轴肩上。

4.根据权利要求1所述的一种放疗装备旋转机架滚轮的支撑装置，其特征在于，所述箱体端盖通过螺栓与所述托轮轴的端部连接，以用于调整所述托轮轴的轴向位置。

5.根据权利要求1所述的一种放疗装备旋转机架滚轮的支撑装置，其特征在于，所述支撑箱体相对于水平面倾斜设置。

6.根据权利要求1所述的一种放疗装备旋转机架滚轮的支撑装置，其特征在于，所述托轮支撑组件设置有两组，每组的所述支撑箱体均相对于水平面倾斜设置并且这两个支撑箱体的夹角为锐角。

7.根据权利要求6所述的一种放疗装备旋转机架滚轮的支撑装置，其特征在于，两组所述托轮支撑组件之间设置有辅助支撑组件，以用于与两组托轮支撑组件共同配合支撑放疗装备旋转机架滚轮。