一种液态金属轴承及真空电机制造技术

本实用新型专利技术公开了一种液态金属轴承及真空电机，涉及机械领域，解决了现有液态金属轴承之间的防漏问题，其技术方案要点是：包括第一轴承件以及与第一轴承件活动套接的第二轴承件，第一轴承件与第二轴承件之间形成供液态金属填充的轴承间隙，所述第二轴承件的开口端内壁环设有多个密封环槽，多个密封环槽沿第二轴承件轴线方向间隔设置。本实用新型专利技术通过在第一轴承件与第二轴承件之间设置位于轴承间隙端口处的密封环槽，在轴承运行液态金属产生的向心力和粘度作用下，有效避免了液态金属在内部压力作用下渗出，增强了液态金属轴承之间的密封性能，解决了液态金属轴承之间液态金属在长时间使用或高速运行下渗出的问题。长时间使用或高速运行下渗出的问题。长时间使用或高速运行下渗出的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种液态金属轴承及真空电机


[0001]本技术涉及机械领域，更具体地说，它涉及一种液态金属轴承及真空电机。

技术介绍

[0002]航天装备系统、真空系统、X射线管中使用的电机需要在真空环境下工作。在这种情况下，电机内部通常也是真空的，因此无法使用传统电机采用的风冷，对电机转子进行冷却。电机工作中，由于转子铜损的存在，电机转子会产生热量。由于无法使用风冷对电机转子进行冷却，因此热量难以耗散。这种情况下，电机如果在高功率下运行，极易导致电机转子被烧毁。因此需要有效的方法将电机转子产生的热量导出，即实现电机转子冷却。
[0003]传统的真空电机使用滚珠轴承，滚珠与轴承滚道之间的接触面积非常小，使滚珠轴承的导热能力很差。这限制了真空电机的功率，因为功率越大，则电机转子发热量越大，则越难以散热。为解决上述缺陷，已有文献记载应用液态金属对轴承件之间的间隙进行填充，可有效降低轴承件之间的摩擦损耗，同时提高轴承的导热性能。
[0004]然而，由于液态金属具有一定的流动性，因此对轴承件之间的密封性能要求较高，且由于轴承件之间需要能够相对选择，所以液态金属轴承之间的防漏问题一直是相关研究人员难以克服的问题。因此，如何研究设计一种液态金属轴承及真空电机是我们目前急需解决的问题。

技术实现思路

[0005]为解决现有技术中的不足，本技术的目的是提供一种液态金属轴承及真空电机。
[0006]本技术的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
[0007]第一方面，提供了一种液态金属轴承，包括第一轴承件以及与第一轴承件活动套接的第二轴承件，第一轴承件与第二轴承件之间形成供液态金属填充的轴承间隙，所述第二轴承件的开口端内壁环设有多个密封环槽，多个密封环槽沿第二轴承件轴线方向间隔设置。
[0008]进一步的，所述密封环槽的深度沿朝向第二轴承件的开口端方向逐渐增加。
[0009]进一步的，所述密封环槽为梯形槽或矩形槽。
[0010]进一步的，所述密封环槽为直角梯形槽，且相邻密封环槽之间形成的凸齿呈三角形。
[0011]进一步的，所述密封环槽与第二轴承件之间间距为0.02mm
‑
0.1mm。
[0012]进一步的，所述液态金属为镓铟合金或金属铟中的任意一种。
[0013]第二方面，提供了一种真空电机，包括电机壳体和至少一个如第一方面中任意一项所述的液态金属轴承，第一轴承件与电机壳体固定连接，第二轴承件的输出端突伸出电机壳体外壁；电机壳体内设有电机定子，第二轴承件固定连接有与电机定子配合的电机转子。
[0014]进一步的，所述第二轴承件包括旋转轴、轴承端盖，轴承端盖与旋转轴的相向端面密封连接；密封环槽布设在轴承端盖内，电机转子与旋转轴连接。
[0015]与现有技术相比，本技术具有以下有益效果：
[0016]1、本技术通过在第一轴承件与第二轴承件之间设置位于轴承间隙端口处的密封环槽，在轴承运行液态金属产生的向心力和粘度作用下，有效避免了液态金属在内部压力作用下渗出，增强了液态金属轴承之间的密封性能，解决了液态金属轴承之间液态金属在长时间使用或高速运行下渗出的问题；
[0017]2、本技术通过对液态金属中镓物质的量和铟物质的量的配比进行动态设计，使得液态金属保持液态的最低温度与液态金属轴承的最低工作环境温度相匹配，既可以在环境温度低于液态金属保持液态的最低温度时使得液态金属自动凝固，为电机提供低温保护功能，还可以在凝固后与密封环槽配合，限制了液态金属渗出的可能性，延长了液态金属中轴承的使用寿命；
[0018]3、本技术中液态金属在10
‑4Pa以上的真空度保持液态，不会向其他液体润滑剂一样在真空下挥发而失效，且在从室温到500℃高温保持液态，不会向其他液体润滑剂一样在高温下挥发而失效；此外，液态金属导热性比油好很多，提高了轴承的散热能力；旋转轴在旋转工作时，液态金属完全隔绝了旋转轴与固定芯轴的摩擦接触，消除了磨损，因此使用寿命比滚珠轴承长，对于航天装备系统显得尤为重要；另外液态金属的粘度与水接近，粘度较低，因此产生的流动阻力很小，使轴承摩擦很小。
附图说明
[0019]此处所说明的附图用来提供对本技术实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本技术实施例的限定。在附图中：
[0020]图1是本技术实施例中液态金属轴承的结构示意图；
[0021]图2是本技术实施例中密封环槽的分布结构示意图；
[0022]图3是本技术实施例中密封环槽的另一分布结构示意图；
[0023]图4是本技术实施例中真空电机的内部结构示意图。
[0024]附图中标记及对应的零部件名称：
[0025]101、第一轴承件；102、第二轴承件；103、密封环槽；104、凸齿；105、旋转轴；106、轴承端盖；107、电机壳体；108、电机定子；109、电机转子。
具体实施方式
[0026]为使本技术的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图1
‑
4，对本技术作进一步的详细说明，本技术的示意性实施方式及其说明仅用于解释本技术，并不作为对本技术的限定。
[0027]需说明的是，当部件被称为“固定于”或“设置于”另一个部件，它可以直接在另一个部件上或者间接在该另一个部件上。当一个部件被称为是“连接于”另一个部件，它可以是直接或者间接连接至该另一个部件上。
[0028]需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关
系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。
[0029]此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本技术的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
[0030]实施例1：一种液态金属轴承，如图1所示，包括第一轴承件101以及与第一轴承件101活动套接的第二轴承件102，第一轴承件101与第二轴承件102之间形成供液态金属填充的轴承间隙，第二轴承件102的开口端内壁环设有多个密封环槽103，多个密封环槽103沿第二轴承件102轴线方向间隔设置。
[0031]如图2与图3所示，密封环槽103的深度沿朝向第二轴承件102的开口端方向逐渐增加，靠近轴承间隙处的密封环槽103深度相对于靠近第二轴承件102的开口端处的深度小，渐变深度设置可以提高液态金属轴承的适用范围，同时可以有效减少轴承间隙内液态金属的交换流动，增本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种液态金属轴承，包括第一轴承件(101)以及与第一轴承件(101)活动套接的第二轴承件(102)，第一轴承件(101)与第二轴承件(102)之间形成供液态金属填充的轴承间隙，其特征是，所述第二轴承件(102)的开口端内壁环设有多个密封环槽(103)，多个密封环槽(103)沿第二轴承件(102)轴线方向间隔设置。2.根据权利要求1所述的一种液态金属轴承，其特征是，所述密封环槽(103)的深度沿朝向第二轴承件(102)的开口端方向逐渐增加。3.根据权利要求1所述的一种液态金属轴承，其特征是，所述密封环槽(103)为梯形槽或矩形槽。4.根据权利要求1所述的一种液态金属轴承，其特征是，所述密封环槽(103)为直角梯形槽，且相邻密封环槽(103)之间形成的凸齿(104)呈三角形。5.根据权利要求1所述的一种液态金属轴承，其特征是，所述密封环槽(103)与第二轴承件(102)之间间...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄明，郑越青，崔海龙，张新疆，陈刚利，龚维纬，俞利庆，冯艳冰，费基雄，钱林弘，
申请(专利权)人：中国工程物理研究院机械制造工艺研究所，
类型：新型
国别省市：