Гидродинамический подшипник, рентгеновская трубка, рентгеновская система и способ изготовления гидродинамического подшипника - заявка 2016150095 на патент на изобретение в РФ

1. Гидродинамический подшипник (1) для рентгеновской трубки с вращающимся анодом, содержащий:
вращающийся вал (2), предназначенный для обеспечения опоры для вращающегося анода;
опорную втулку (4), выполненную с возможностью герметизации участка вала; и
опорную конструкцию (6), предусмотренную между валом и втулкой, содержащую основной опорный механизм (6а) и вспомогательный опорный механизм (6b);
при этом вал опирается на опорную конструкцию с возможностью вращения относительно втулки; и
основной опорный механизм содержит множество канавок (8) на поверхности опорной втулки и/или вала и смазочный материал (10), удерживаемый в герметизированном пространстве между вращающимся валом и опорной втулкой, причем канавки выполнены с возможностью взаимодействия со смазочным материалом, и основной опорный механизм обеспечивает опору для вращающегося вала во время фазы работы вращающегося анода в установившемся режиме; а
вспомогательный опорный механизм содержит первые опорные поверхностные участки (12) на поверхности опорной втулки и вторые опорные поверхностные участки (14) на вращающемся вале, причем первые и вторые опорные поверхностные участки расположены напротив друг друга и выполнены в виде контактирующих друг с другом поверхностных участков; и вспомогательный опорный механизм обеспечивает опору для вращающегося вала во время фазы запуска и фазы опускания вращающегося анода, и при этом первые и вторые опорные поверхностные участки вспомогательного опорного механизма не контактируют друг с другом во время фазы работы в установившемся режиме; и
по меньшей мере, часть (16) первых и/или вторых поверхностных участков содержит первое и/или второе покрытие (18) подшипника, имеющее более низкий коэффициент трения скольжения и более высокую износостойкость по сравнению с основным материалом вращающегося вала и/или основным материалом опорной втулки; и
первое и/или второе покрытия подшипника содержат множество слоев материалов, и, по меньшей мере, два примыкающих слоя содержат разные материалы, при этом первый примыкающий слой (28) содержит аморфный углерод (t-aC) с тетраэдрической координацией, и второй примыкающий слой (30) содержит дисульфид молибдена (MoS2).
2. Гидродинамический подшипник (1) по п.1, в котором на первый опорный поверхностный участок (12) и на второй опорный поверхностный участок (14) нанесено первое покрытие (18) подшипника, и участки с покрытием расположены друг напротив друга.
3. Гидродинамический подшипник (1) по п.1 или 2, в котором второй опорный поверхностный участок (14) содержит второе покрытие (24) подшипника, отличающееся по составу от первого покрытия подшипника.
4. Гидродинамический подшипник (1) по любому из пп.1-3, в котором, по меньшей мере, одно покрытие подшипника обработано для обеспечения совместимости со смазочным материалом.
5. Гидродинамический подшипник (1) по любому предшествующему пункту, в котором канавки содержат верхние гребнеобразные выступы (26) и верхние гребнеобразные выступы обработаны первым покрытием подшипника.
6. Гидродинамический подшипник (1) по пп.1-5, в котором первое (18) и/или второе (24) покрытия подшипника содержат дисульфид молибдена.
7. Гидродинамический подшипник (1) по любому из пп.1-6, в котором первое (18) и второе (24) покрытия подшипника содержат, по меньшей мере, один материал, выбранный из группы, состоящей из дисульфида молибдена, аморфного углерода, аморфного углерода с тетраэдрической координацией, ультра-нанокристаллической алмазной пленки, осажденного из паровой фазы, нано- и ультра-нанокристаллического алмаза, поликристаллического алмаза и дисульфида вольфрама.
8. Гидродинамический подшипник (1) по любому из пп.1-7, в котором первое покрытие (18) подшипника является по существу стойким к температуре, составляющей от 150°С до 400°С.
9. Гидродинамический подшипник (1) по любому из пп.1-8, в котором смазочный материал (10) представляет собой сплав галлия, индия и олова.
10. Рентгеновская трубка (40), содержащая:
гидродинамический подшипник (1) по пп.1-9; и
катод (42);
причем катод выполнен с возможностью испускания электронов по направлению к диску (44) анода; и
диск (44) анода образует вращающуюся поверхность, которая выполнена с возможностью генерирования рентгеновского излучения в результате столкновения электронов, испускаемых катодом, с вращающимся диском.
11. Система (60) формирования рентгеновских изображений, содержащая:
рентгеновскую трубку (40) по п.10;
детектор (62) рентгеновского излучения;
опору (64) для размещения объекта (66); и
устройство (74) для обработки,
при этом рентгеновская трубка выполнена с возможностью генерирования рентгеновского излучения; и
детектор рентгеновского излучения выполнен с возможностью приема рентгеновского излучения после того, как излучение пройдет через объект на опоре.
12. Способ изготовления гидродинамического подшипника для рентгеновской трубки, согласно которому:
(а) подают компоненты, представляющие собой необработанные вращающийся вал и опорную втулку;
(b) наносят первое и/или второе покрытие подшипника на, по меньшей мере, часть либо необработанного вращающегося вала, либо необработанной опорной втулки, либо них обоих, при этом первое покрытие имеет более низкий коэффициент трения скольжения и более высокую износостойкость по сравнению с основным материалом вращающегося вала и/или основным материалом опорной втулки, и первое и/или второе покрытия подшипника содержат множество слоев материалов, причем, по меньшей мере, два примыкающих слоя содержат разные материалы, и первый примыкающий слой (28) содержит аморфный углерод (t-aC) с тетраэдрической координацией, и второй примыкающий слой (30) содержит дисульфид молибдена (MoS2);
(с) собирают гидродинамический подшипник частей, представляющих собой вращающийся вал и опорную втулку;
(d) добавляют смазочный материал;
(е) осуществляют вакуумное уплотнение подшипника.
13. Способ по п.12, в котором между этапами b) и с) имеется дополнительный этап:
b1) осуществляют предварительную обработку либо вала подшипника, либо частей втулки подшипника, либо их обоих для повышения их совместимости со смазочным материалом.
Наверх