CN114323648A - 一种x射线管滚珠轴承动态性能的测试系统 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种X射线管滚珠轴承动态性能的测试系统，包括：轴承测试设备、支架以及旋转驱动设备，其中轴承测试设备安装于支架上，其中支架能够带动轴承测试设备旋转；以及支架的一端与旋转驱动设备连接。

Description

一种X射线管滚珠轴承动态性能的测试系统

技术领域

本申请涉及机械零件加工测试领域，特别是涉及一种X射线管滚珠轴承动态性能的测试系统。

背景技术

用于旋转阳极靶盘的轴承是X射线管内部的关键零部件，其寿命的长短直接影响X射线管的使用寿命。轴承动态性能测试装置通过模拟轴承的工作状态以及测试轴承的各项动态性能参数，从而对轴承的使用寿命进行分析。轴承动态性能的测试平台对检测轴承的动态性能、分析轴承寿命长短，优化轴承工艺设计以及延长轴承使用寿命等有着重要作用。由于X射线管在CT工作时，轴承本身不仅有自转运动而且还在X射线管内部与X射线管一起随着CT机架进行公转运动，所以轴承在这样的工作状态下，需要承受CT机架在公转过程中产生的交变离心力。随着医疗CT技术的发展，CT机架的公转速度将近240rpm/min，而轴承需要承受的离心力也高达20G左右。因此，有必要对处于离心力作用下的轴承进行动态性能的测试，从而分析影响轴承动态性能的因素，进而优化轴承设计以及提高轴承使用寿命。

但是，现有的轴承动态性能的测试系统，主要是对自转状态下的轴承进行动态性能测试。由于没有考虑离心力的影响，这样的轴承动态性能的测试系统，并不能很好的模拟轴承在离心力作用下的工作状况。

针对上述的现有技术中存在的轴承动态性能的测试系统仅在自转状态下对轴承的动态性能进行测试，不能很好的模拟轴承在离心力作用下的工作情况，从而无法研究影响轴承动态性能的因素，进而无法延长轴承的使用寿命以及降低X射线管的故障率的技术问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

本公开提供了一种X射线管滚珠轴承动态性能的测试系统，以至少解决现有技术中存在的X射线管滚珠轴承动态性能的测试系统仅在自转状态下对轴承的动态性能进行测试，不能很好的模拟轴承在离心力作用下的工作情况，从而无法研究影响轴承动态性能的因素，进而无法延长轴承的使用寿命以及降低X射线管的故障率的技术问题。

根据本申请的一个方面，提供了一种X射线管滚珠轴承动态性能的测试系统，包括：轴承测试设备、支架以及旋转驱动设备，其中轴承测试设备安装于支架上，并且支架能够带动轴承测试设备旋转；以及支架与旋转驱动设备连接。

从而通过本实施例的技术方案，解决了现有技术中存在的上述技术问题，并且本实施例适用于涉及机械零件加工测试领域的一种X射线管滚珠轴承动态性能的测试系统，具有如下优点：

1.本发明的X射线管滚珠轴承动态性能的测试系统不仅能够提供高温和高真空的环境，而且还能够对X射线管中的轴承在离心力的作用下的实际工况进行模拟；

2.本发明的X射线管滚珠轴承动态性能的测试系统中的真空腔室、支架以及泵系统的安装形式能够减小支架在旋转时由质量偏心而引起的振动；

3.本发明的X射线管滚珠轴承动态性能的测试系统中的真空腔室、支架以及泵系统的安装形式能够达到在对真空腔室进行抽真空的同时也对真空腔室内的线圈进行降温的目的。

根据下文结合附图对本申请的具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本申请的上述以及其他目的、优点和特征。

附图说明

后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本申请的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。附图中：

图1是根据本申请一个实施例的X射线管滚珠轴承动态性能的测试系统的结构示意图；

图2是根据本申请一个实施例的X射线管滚珠轴承动态性能的测试系统的局部结构左视图；

图3是根据本申请一个实施例的真空腔室内的轴承测试装置的结构示意图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本公开中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本公开。

为了使本技术领域的人员更好地理解本公开方案，下面将结合本公开实施例中的附图，对本公开实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本公开一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本公开中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本公开保护的范围。

需要说明的是，本公开的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的术语在适当情况下可以互换，以便这里描述的本公开的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

根据本申请实施例的一个方面，提供了一种X射线管滚珠轴承动态性能的测试系统。图1示出了本申请一个实施例的X射线管滚珠轴承动态性能的测试系统的结构示意图，图2示出了本申请一个实施例的X射线管滚珠轴承动态性能的测试系统的局部结构左视图。参考图1和图2所示，一种X射线管滚珠轴承动态性能的测试系统，包括：轴承测试设备10、支架20以及旋转驱动设备30，其中轴承测试设备10安装于支架20上，其中支架20能够带动轴承测试设备10旋转；以及支架20与旋转驱动设备30连接。

正如背景技术中所述，X射线管在CT工作时，用于旋转阳极靶盘的轴承本身不仅有自转运动而且还在X射线管内部与X射线管一起随着CT机架进行公转运动，所以轴承在这样的工作状态下，需要承受CT机架在公转过程中产生的交变离心力。现有的轴承动态性能的测试系统，主要是对自转状态下的轴承进行动态性能的测试。由于没有考虑离心力的影响，这样的轴承动态性能的测试系统，并不能很好的模拟轴承在离心力作用下的工作状况。

针对上述技术问题，本发明中的X射线管滚珠轴承动态性能的测试系统主要包括轴承测试设备10、支架20以及旋转驱动设备30。其中，支架20设置有支架台和支架杆，轴承测试设备10设置于支架20的支架台上。并且，支架20的支架杆与旋转驱动设备30连接。当旋转驱动设备30对支架20的支架杆施加驱动力时，支架20的支架杆能够旋转。支架20的支架杆带动支架20的支架台进行旋转，因此，安装在支架20上的支架台上的轴承测试设备10也会旋转。当本发明中的轴承动态性能的测试系统进行工作时，轴承测试设备10的内部环境为模拟旋转阳极靶盘在X射线管中的工作环境，而由轴承测试设备10、支架20和旋转驱动设备30组成的轴承动态性能的测试系统则是模拟X射线管在旋转时的工作环境。因此，在使用本发明的轴承动态性能的测试系统对轴承的动态性能进行检测和分析时，能够模拟轴承在离心力的作用下的实际工况。

从而，设置包含有轴承测试设备10、支架20和旋转驱动设备30的轴承动态性能的测试系统，并利用该轴承动态性能的测试系统对轴承动态性能进行测试的操作达到了能够对X射线管中的轴承在离心力的作用下的实际工况进行模拟，从而解决了现有技术中存在的轴承动态性能的测试系统仅在自转状态下对轴承的动态性能进行测试，不能很好的模拟轴承在离心力作用下的工作情况，从而无法研究影响轴承动态性能的因素，进而无法延长轴承的使用寿命以及降低X射线管的故障率的技术问题。

可选地，轴承测试设备10包括：真空腔室11、泵系统12、管路系统103以及轴承测试装置100，其中真空腔室11和泵系统12通过管路系统103连接，并且真空腔室11和泵系统12均安装于支架20上；以及轴承测试设备104设置于真空腔室10内，用于对待检测轴承的动态性能进行测试。

具体地，参考图1或图2所示，轴承测试设备10包括：真空腔室11、泵系统12、管路系统103以及轴承测试装置100。其中，支架20的支架台的两端设置有互相对称的第一T型槽和第二T型槽。真空腔室11设置于支架20的支架台的第一T型槽内，泵系统12设置于支架20的支架台的第二T型槽内。真空腔室11和泵系统12之间由管路系统13连通。并且，轴承测试装置100安装于真空腔室11的内部。其中，真空腔室11主要用于为轴承测试装置100提供真空的工作环境，泵系统12主要用于对真空腔室11内进行抽真空以及对轴承驱动机构120进行降温，轴承测试装置100则主要用于对轴承进行动态性能的测试。从而，设置真空腔室11、泵系统12、管路系统13以及轴承测试装置100能够达到模拟X射线管的真实工作环境，并对轴承的动态性能进行测试的技术效果。

优选地，泵系统12例如可以是真空泵，其作为配重与真空腔室11相对于支架20的旋转中心对称放置，从而能够减小支架20旋转时由于测试系统的偏心而引起的振动。

可选地，轴承测试装置100包括：轴承支座110、轴承驱动机构120以及轴承动态性能测试装置130，其中轴承支座110用于固定待检测轴承；轴承驱动机构120用于驱动待检测轴承的旋转；以及轴承动态性能测试装置130用于测试待检测轴承在旋转情况下的动态性能。

具体地，参考图3所示，设置于真空腔室11内部的轴承测试装置100包括轴承支座110、轴承驱动机构120以及轴承动态性能测试装置130。其中，轴承支座110用于固定待检测轴承。轴承驱动机构120为设置于待检测轴承外部的线圈，并且轴承驱动机构120与待检测轴承抵接。当轴承动态性能的测试系统工作时，轴承驱动机构120能够驱动待检测轴承进行旋转。并且其中，轴承动态性能测试装置130主要用于测试待检测轴承的动态性能。从而，设置轴承测试装置100能够达到测试待检测轴承的动态性能的技术效果。

可选地，轴承动态性能测试装置130包括振动加速度传感器131以及振动分析处理器132，其中振动加速度传感器131与轴承支座110连接，用于检测待检测轴承在旋转情况下的振动信号；以及振动分析处理器132与振动加速度传感器131连接。

具体地，参考图3所示，在轴承支座110上设置有用于对待检测轴承的振动进行测量和分析的振动加速度传感器131。并且，还设置有与振动加速度传感器131连接的振动分析处理器132。其中，振动分析处理器132能够对待检测轴承测试过程中的动态性能的变化过程进行记录，并根据记录的结果判定待检测轴承的工作状态以及失效趋势。从而，设置振动加速度传感器131以及振动分析处理器132能够达到判定待检测轴承的工作状态以及预测待检测轴承的失效趋势的技术效果。

可选地，还包括负载连接杆140以及加载装置150，其中负载连接杆140用于与待检测轴承连接，用于承受施加至待检测轴承的负载；以及加载装置150用于向负载连接杆140施加力学负载。

具体地，参考图3所示，轴承动态性能的测试系统还包括负载连接杆140以及加载装置150。其中。由于负载连接杆140与待测试轴承连接，因此加载装置150施加的载荷能够通过负载连接杆140传递至待检测轴承。从而，设置负载连接杆140以及加载装置150能够达到对待检测轴承在工作过程承受的载荷进行模拟的技术效果。

可选地，加载装置150包括加载支座151以及加载机构152，其中加载支座151用于固定加载机构152，以及加载机构152固定于加载支座151，用于向负载连接杆140施加力学负载。

具体地，参考图3所示，加载装置150包括加载支座151和加载机构152。其中，加载支座151设置于真空腔室11的底部，并且加载支座151用于支撑固定加载机构152。加载机构152向负载连接杆140施加力学负载，负载连接杆140将力学负载传递至待检测轴承。从而，设置加载支座151以及加载机构152能够达到对待检测轴承施加力学负载的技术效果。

可选地，加载机构152包括：加载弹簧1521、工艺轴承座1522、工艺轴承1523以及负载连接机构1524，其中加载弹簧1521固定于加载支座151；工艺轴承座1522通过负载连接机构1524与加载弹簧1521连接；并且工艺轴承1523固定于工艺轴承座1522并与负载连接杆140连接。

具体地，参考图3所示，加载机构152包括有加载弹簧1521、工艺轴承座1522、工艺轴承1523以及负载连接机构1524。加载弹簧1521固定在加载支座151上，并且加载弹簧1521能够对工艺轴承座1522施加加载力，实现对工艺轴承座1522的定量加载。当加载弹簧1521施加的加载力传递至工艺轴承座1522后，工艺轴承座1522将加载力传递至工艺轴承1523。然后，工艺轴承1523将加载力传递至负载连接杆140。从而，设置加载弹簧1521、工艺轴承座1522、工艺轴承1523以及负载连接机构1524能够达到对待检测轴承施加力学负载，进而能够实现对不同力学负载下的待检测轴承的动态性能和寿命进行检测的技术效果。

可选地，负载连接机构1524设置有力学传感器。

具体地，参考图3所示，负载连接机构1524设置有力学传感器。其中，力学传感器能够对加载数值进行测量。

可选地，轴承驱动机构120包括驱动线圈121，其中驱动线圈122在负载连接杆123与待检测轴承连接的情况下环绕负载连接杆124设置。

具体地，参考图3所示，轴承驱动机构120包括驱动线圈121。其中，驱动线圈121在驱动待检测轴承的过程当中，会产生大量的热量。因此，在泵系统13内设置有油泵和油散热器。其中，油泵和油散热器能够实现对线圈的冷却，避免线圈因长时间运行而造成损伤。

可选地，还包括对待检测轴承进行加热的加热系统160。

可选地，加热系统160包括电加热丝161，电加热丝161在待检测轴承固定于轴承支座110的情况下，环绕待检测轴承设置。

具体地，参考图3所示，加热系统160包括电加热丝161。其中，电加热丝161最高能够提供600℃的温度环境。并且，加热系统160还设置有温度反馈系统，温度反馈系统能够通过检测待检测轴承的外表面设置的多个待检测点，来调整待检测轴承所处的温度环境。从而，实现对不同温度下的待检测轴承的动态性能和寿命进行测试的技术效果。

从而通过本实施例的技术方案，解决了现有技术中存在的上述技术问题，并且本实施例适用于涉及机械零件加工测试领域的一种X射线管滚珠轴承动态性能的测试系统，具有如下优点：

1.本发明的X射线管滚珠轴承动态性能的测试系统不仅能够提供高温和高真空的环境，而且还能够对X射线管中的轴承在离心力的作用下的实际工况进行模拟；

2.本发明的X射线管滚珠轴承动态性能的测试系统中的真空腔室、支架以及泵系统的安装形式能够减小支架在旋转时由质量偏心而引起的振动；

3.本发明的X射线管滚珠轴承动态性能的测试系统中的真空腔室、支架以及泵系统的安装形式能够达到在对真空腔室进行抽真空的同时也对真空腔室内的线圈进行降温的目的。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本公开的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

在本公开的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本公开和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本公开保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

以上所述，仅为本申请较佳的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种轴承动态性能的测试系统，其特征在于，包括：轴承测试设备(10)、支架(20)以及旋转驱动设备(30)，其中

所述轴承测试设备(10)安装于所述支架(20)上，并且所述支架(20)能够带动所述轴承测试设备(10)旋转；以及

所述支架(20)与所述旋转驱动设备(30)连接。

2.根据权利要求1所述的轴承动态性能的测试系统，其特征在于，所述轴承测试设备(10)包括：真空腔室(11)、泵系统(12)、管路系统(13)以及轴承测试装置(100)，其中

所述真空腔室(11)和所述泵系统(12)通过所述管路系统(13)连接，并且所述真空腔室(11)和所述泵系统(12)均安装于所述支架(20)上；以及

所述轴承测试装置(100)设置于所述真空腔室(11)内，用于对待检测轴承的动态性能进行测试。

3.根据权利要求2所述的轴承动态性能的测试系统，其特征在于，所述轴承测试装置(100)包括：轴承支座(110)、轴承驱动机构(120)以及轴承动态性能测试装置(130)，其中

所述轴承支座(110)用于固定待检测轴承；

所述轴承驱动机构(120)用于驱动所述待检测轴承的旋转；以及

所述轴承动态性能测试装置(130)用于测试所述待检测轴承在旋转情况下的动态性能。

4.根据权利要求3所述的轴承动态性能的测试系统，其特征在于，所述轴承动态性能测试装置(130)包括振动加速度传感器(131)以及振动分析处理器(132)，其中

所述振动加速度传感器(131)与所述轴承支座(110)连接，用于检测所述待检测轴承在旋转情况下的振动信号；以及

所述振动分析处理器(132)与所述振动加速度传感器(131)连接。

5.根据权利要求3所述的轴承动态性能的测试系统，其特征在于，还包括负载连接杆(140)以及加载装置(150)，其中

所述负载连接杆(140)与所述待检测轴承连接，用于承受施加至所述待检测轴承的负载；以及

所述加载装置(150)用于向所述负载连接杆(140)施加力学负载。

6.根据权利要求5所述的轴承动态性能的测试系统，其特征在于，所述加载装置(150)包括加载支座(151)以及加载机构(152)，其中

所述加载支座(151)用于固定所述加载机构(152)，以及

所述加载机构(152)固定于所述加载支座(151)，用于向所述负载连接杆(140)施加力学负载。

7.根据权利要求6所述的轴承动态性能的测试系统，其特征在于，所述加载机构(152)包括：加载弹簧(1521)、工艺轴承座(1522)、工艺轴承(1523)以及负载连接机构(1524)，其中

所述加载弹簧(1521)固定于所述加载支座(151)；

所述工艺轴承座(1522)通过所述负载连接机构(1524)与所述加载弹簧(1521)连接；并且

所述工艺轴承(1523)固定于所述工艺轴承座(1522)，并与所述负载连接杆(140)连接。

8.根据权利要求7所述的轴承动态性能的测试系统，其特征在于，所述负载连接机构(1524)设置有力学传感器。

9.根据权利要求5所述的轴承动态性能的测试系统，其特征在于，所述轴承驱动机构(120)包括驱动线圈(121)，其中所述驱动线圈(121)在所述负载连接杆(140)与所述待检测轴承连接的情况下环绕所述负载连接杆(140)设置。

10.根据权利要求3所述的轴承动态性能的测试系统，其特征在于，还包括对所述待检测轴承进行加热的加热系统(160)，并且其中，

加热系统(160)包括电加热丝(161)，所述电加热丝(161)在所述待检测轴承固定于所述轴承支座(110)的情况下，环绕所述待检测轴承设置。

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