一种CT球管用铸铜转子结构及其制备方法和工装与流程

    专利2025-03-06  31


    本发明涉及真空钎焊,具体为一种ct球管用铸铜转子结构及其制备方法和工装。


    背景技术:

    1、ct球管(computed tomography tube)用于医学成像设备中的x射线发射器。在ct球管中,x射线发射器和接收器之间通过一个旋转的转子进行传输。在一些设计中,这个转子可能是由铸铜制成的。

    2、铸铜转子是一种通过铸造工艺制成的转子,用于实现旋转运动。铸铜具有良好的热传导性能和机械性能,可以承受高温和高压的工作条件。在ct球管中,转子的主要作用是传输x射线束,将x射线发射器发出的x射线在不同角度下照射到患者身上,以获取多个投影数据,从而构建出人体的三维影像。

    3、铸铜转子通常通过铸造工艺制造而成,具有较高的精度和可靠性。它可以在连续运转的条件下耐受高温和高压,并提供稳定的旋转速度和角度精度,以确保准确的成像和诊断结果。


    技术实现思路

    1、本发明的目的在于提供一种ct球管用铸铜转子结构及其制备方法和工装,能够高效稳定的制备动平衡性能优异的铸铜转子结构。

    2、为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:

    3、一种ct球管用铸铜转子结构,铸铜转子结构包括不锈钢转子环、固定在不锈钢转子环外侧的铸铜转子环,铸铜转子环上具有多个硅钢片容纳槽,硅钢片容纳槽内固定有多片硅钢片;

    4、不锈钢转子环内侧固定有转轴连接法兰盘,转轴连接法兰盘上具有多个转轴连接螺栓孔;

    5、铸铜转子结构在焊接制备过程中利用工装夹具进行夹持固定。

    6、优选地,一种ct球管用铸铜转子结构的制备方法,用于制备上述的一种ct球管用铸铜转子结构,包括以下步骤:

    7、s1、零件清洗:

    8、将不锈钢转子环,铸铜转子环以及硅钢片依次进行酸洗、碱洗和超声清洗,去除零件表面的污渍和杂质;

    9、s2、镀镍处理:

    10、对铸铜转子环和硅钢片进行表面镀镍处理,镀层厚度为10~20μm;

    11、s3、零件装配:

    12、将铸铜转子环套设固定在不锈钢转子环外侧,再将多片硅钢片插入到各个硅钢片容纳槽中,装配成铸铜转子结构,将装配完毕的铸铜转子结构固定安装在工装夹具上,并在各零件间隙中注入钎焊膏;

    13、s4、真空焊接:

    14、将装配完毕的铸铜转子结构放入真空钎焊炉中,在1030℃~1040℃条件下,将各个零件焊接在一起;

    15、s5、冷却出炉:

    16、待焊接完毕的铸铜转子结构在真空钎焊炉中冷却至室温后,将焊接完毕的铸铜转子结构取出。

    17、优选地,步骤s4中具体焊接过程为:开启钎焊炉,待钎焊炉内温度达到350℃后,保温35min;

    18、然后将装配完毕的铸铜转子结构连同定位工装一起放入真空钎焊炉中,在炉温350℃条件下再保温20~30min;

    19、接着在40~60min内均匀将钎焊炉继续升温至650℃,保温30~40min;

    20、接着在40~60min内均匀将钎焊炉继续升温至970℃,保温30~40min;

    21、接着在20~30min内均匀将钎焊炉继续升温至1035℃,保温20min。

    22、优选地,步骤s5中具体冷却过程为:关闭钎焊炉,使焊接完毕的铸铜转子结构随炉一起冷却,待钎焊炉内温度降至600℃后,向钎焊炉内充入氩气或氮气;

    23、待钎焊炉内温度继续降至50℃后,将焊接完毕的铸铜转子结构连同定位工装一起从钎焊炉中取出,并冷却至室温即可。

    24、本发明还提供了一种制备ct球管用铸铜转子结构的工装,用于制备上述的一种ct球管用铸铜转子结构,包括工装夹具,工装夹具包括工装支撑轴,工装支撑轴上固定有法兰连接盘,法兰连接盘上具有多个螺栓连接孔;

    25、工装支撑轴支撑连接在一个工装夹具底座上,工装夹具底座顶部固定有一根工装支撑杆,工装支撑轴一端与工装支撑杆顶端固定连接;

    26、工装支撑轴上固定有工装支撑环。

    27、优选地,工装支撑轴上设有内壁支撑机构,内壁支撑机构包括固定在工装支撑轴上的内壁支撑固定环,工装支撑轴上滑动连接有内壁支撑滑动环,内壁支撑固定环与内壁支撑滑动环之间连接有连接有多个内壁支撑板;

    28、内壁支撑板通过两根支撑驱动连杆分别与内壁支撑固定环和内壁支撑滑动环相连,支撑驱动连杆两端均通过固定铰链连接,支撑驱动连杆两端固定铰链的转轴垂直于工装支撑轴的轴线;

    29、工装支撑轴上固定有与其共轴的驱动容纳环,驱动容纳环为中空的壳体结构,驱动容纳环上具有多个沿平行于工装支撑轴轴线贯通的螺纹轴容纳孔,螺纹轴容纳孔内转动连接有螺纹驱动轴,内壁支撑滑动环上固定有与其同轴的滑移驱动配合环,滑移驱动配合环上具有多个滑移驱动配合孔,多个螺纹驱动轴一一对应螺纹传动连接在各个滑移驱动配合孔中。

    30、说明:利用多个内壁支撑板顶压支撑在不锈钢转子环内侧壁上,能够进一步提高不锈钢转子环与工装支撑轴的连接稳定性,避免后续对不锈钢转子环进行约束时发生偏移。

    31、优选地,驱动容纳环内设有驱动同步机构,驱动同步机构包括转动连接在驱动容纳环内的驱动同步太阳齿轮,螺纹驱动轴处于驱动容纳环内的部分上固定有驱动同步行星齿轮,各个驱动同步行星齿轮均与驱动同步太阳齿轮啮合连接。

    32、说明:驱动同步机构能够确保多个内壁支撑板对不锈钢转子环内侧壁顶压支撑的均匀一致性。

    33、优选地,工装支撑轴上设有偏移驱动机构,偏移驱动机构包括固定在工装支撑轴上的偏移驱动支撑块,偏移驱动支撑块上具有偏移驱动轴连接孔,偏移驱动轴连接孔内转动连接有偏移驱动轴,偏移驱动轴一端通过万向节传动轴与螺纹驱动轴传动连接。

    34、说明:因螺纹驱动轴与工装支撑轴的轴线相互平行,两者之间间距紧凑,避免使用工具时与工装支撑轴发生干涉,通过偏移驱动机构间接驱动螺纹驱动轴,便于在狭小的空间内操作工具对螺纹驱动轴进行驱动。

    35、优选地,工装支撑轴上设有端部约束机构,端部约束机构包括固定在工装支撑轴一端的端部约束连接轴,端部约束连接轴上滑动套设有端部约束连接环,端部约束连接环上固定有端部约束支撑盘,端部约束支撑盘边缘处具有多个顶压杆连接孔,顶压杆连接孔内螺纹传动连接有端部顶压杆,端部顶压杆一端固定有端部约束顶压板;

    36、工装支撑环上具有多个另端约束连接孔,另端约束连接孔内螺纹连接有另端约束顶杆,另端约束顶杆端部固定有另端约束顶压板。

    37、说明:端部约束机构能够在焊接过程中对铸铜转子环和不锈钢转子环的两端起到良好的固定约束作用,使铸铜转子环和不锈钢转子环的两端保持平齐,避免焊接时发生错位偏移。

    38、优选地,工装支撑环上连接有硅钢片压紧机构,硅钢片压紧机构包括多根与工装支撑环相连的硅钢片压紧条,工装支撑环边缘处具有多个压紧条连接槽,压紧条连接槽内固定有压紧条支撑轴,压紧条支撑轴上转动连接有压紧条连接环,硅钢片压紧条通过一根远端连接杆与压紧条连接环固定相连;

    39、压紧条连接环上固定有压紧条偏转驱动杆,工装支撑轴上转动连接有偏转驱动转环,偏转驱动转环通过偏转驱动连接杆与压紧条偏转驱动杆相连,偏转驱动连接杆两端均以球铰链的形式连接;

    40、与偏转驱动转环固定相连设有偏转驱动蜗轮,工装支撑轴上固定有蜗杆连接座,蜗杆连接座上转动连接有偏转驱动蜗杆,偏转驱动蜗杆与偏转驱动蜗轮啮合连接。

    41、说明:硅钢片压紧机构能够对安装在硅钢片容纳槽中的多片硅钢片起到压紧稳固作用,避免在敢接过程中因为热应力导致硅钢片产生偏移错位,影响产品质量,其中偏转驱动连接杆为一根长度可调的连杆,便于调节具体每根硅钢片压紧条对硅钢片的压紧力度。

    42、与现有技术相比,本发明的有益效果体现在以下几个方面:

    43、1、本发明中将不锈钢转子环、铸铜转子环及硅钢片利用工装夹具进行一次性装配,在真空炉中进行真空钎焊,解决了异质金属一次性焊接及结构复杂的装配问题;

    44、2、本发明对铸铜转子结构的焊接工艺步骤少、流程短,高温一次性焊接,焊接完成的铸铜转子结构强度更好,可靠性高;

    45、3、本发明铸铜转子结构焊接过程用的工装夹具,能够对各零件起到良好的稳固支撑作用,大幅减少了零件在焊接时可能发生的偏移错位现象,保证了产品质量的稳定一致性;

    46、4、本发明铸铜转子结构焊接过程用的工装夹具,有利于铸铜转子结构各零件在焊接过程中受热更加均匀,避免产生虚焊等缺陷。


    技术特征:

    1.一种ct球管用铸铜转子结构,其特征在于,所述铸铜转子结构包括不锈钢转子环(11)、固定在所述不锈钢转子环(11)外侧的铸铜转子环(12),所述铸铜转子环(12)上具有多个硅钢片容纳槽(121),所述硅钢片容纳槽(121)内固定有多片硅钢片(13);

    2.一种ct球管用铸铜转子结构的制备方法,用于制备如权利要求1所述的一种ct球管用铸铜转子结构,其特征在于,包括以下步骤:

    3.根据权利要求2所述的一种ct球管用铸铜转子结构的制备方法,其特征在于,步骤s4中具体焊接过程为:开启钎焊炉,待钎焊炉内温度达到350℃后,保温35min;

    4.根据权利要求1所述的一种ct球管用铸铜转子结构的制备方法,其特征在于,步骤s5中具体冷却过程为:关闭钎焊炉,使焊接完毕的铸铜转子结构随炉一起冷却,待钎焊炉内温度降至600℃后,向钎焊炉内充入氩气或氮气;

    5.一种制备ct球管用铸铜转子结构的工装,用于制备如权利要求1所述的一种ct球管用铸铜转子结构,其特征在于,包括工装夹具(20),所述工装夹具(20)包括工装支撑轴(21),所述工装支撑轴(21)上固定有法兰连接盘(211),所述法兰连接盘(211)上具有多个螺栓连接孔(212);

    6.根据权利要求5所述的一种制备ct球管用铸铜转子结构的工装,其特征在于,所述工装支撑轴(21)上设有内壁支撑机构(22),所述内壁支撑机构(22)包括固定在所述工装支撑轴(21)上的内壁支撑固定环(221),所述工装支撑轴(21)上滑动连接有内壁支撑滑动环(222),所述内壁支撑固定环(221)与所述内壁支撑滑动环(222)之间连接有连接有多个内壁支撑板(223);

    7.根据权利要求6所述的一种制备ct球管用铸铜转子结构的工装,其特征在于,所述驱动容纳环(225)内设有驱动同步机构(23),所述驱动同步机构(23)包括转动连接在驱动容纳环(225)内的驱动同步太阳齿轮(231),所述螺纹驱动轴(227)处于所述驱动容纳环(225)内的部分上固定有驱动同步行星齿轮(232),各个所述驱动同步行星齿轮(232)均与所述驱动同步太阳齿轮(231)啮合连接。

    8.根据权利要求6所述的一种制备ct球管用铸铜转子结构的工装,其特征在于,所述工装支撑轴(21)上设有偏移驱动机构(24),所述偏移驱动机构(24)包括固定在所述工装支撑轴(21)上的偏移驱动支撑块(241),所述偏移驱动支撑块(241)上具有偏移驱动轴连接孔(242),所述偏移驱动轴连接孔(242)内转动连接有偏移驱动轴(243),所述偏移驱动轴(243)一端通过万向节传动轴(244)与所述螺纹驱动轴(227)传动连接。

    9.根据权利要求5所述的一种制备ct球管用铸铜转子结构的工装,其特征在于,所述工装支撑轴(21)上设有端部约束机构(30),所述端部约束机构(30)包括固定在所述工装支撑轴(21)一端的端部约束连接轴(31),所述端部约束连接轴(31)上滑动套设有端部约束连接环(32),所述端部约束连接环(32)上固定有端部约束支撑盘(321),所述端部约束支撑盘(321)边缘处具有多个顶压杆连接孔(322),所述顶压杆连接孔(322)内螺纹传动连接有端部顶压杆(323),所述端部顶压杆(323)一端固定有端部约束顶压板(324);

    10.根据权利要求5所述的一种制备ct球管用铸铜转子结构的工装,其特征在于,所述工装支撑环(25)上连接有硅钢片压紧机构(40),所述硅钢片压紧机构(40)包括多根与所述工装支撑环(25)相连的硅钢片压紧条(41),所述工装支撑环(25)边缘处具有多个压紧条连接槽(411),所述压紧条连接槽(411)内固定有压紧条支撑轴(412),所述压紧条支撑轴(412)上转动连接有压紧条连接环(413),所述硅钢片压紧条(41)通过一根远端连接杆(414)与所述压紧条连接环(413)固定相连;


    技术总结
    本发明公开了一种CT球管用铸铜转子结构及其制备方法和工装,铸铜转子结构包括不锈钢转子环、固定在不锈钢转子环外侧的铸铜转子环,铸铜转子环上具有多个硅钢片容纳槽,硅钢片容纳槽内固定有多片硅钢片;不锈钢转子环内侧固定有转轴连接法兰盘,转轴连接法兰盘上具有多个转轴连接螺栓孔;铸铜转子结构在焊接制备过程中利用工装夹具进行夹持固定;将不锈钢转子环、铸铜转子环及硅钢片利用工装夹具进行一次性装配,在真空炉中进行真空钎焊,解决了异质金属一次性焊接及结构复杂的装配问题;对铸铜转子结构的焊接工艺步骤少、流程短,高温一次性焊接,焊接完成的铸铜转子结构强度更好,可靠性高。

    技术研发人员:刘锦慧,卞林,杨平,樊龙辉,许新亮,刘道同
    受保护的技术使用者:陕西斯瑞新材料股份有限公司
    技术研发日:
    技术公布日:2024/4/29
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