论我国重大技术装备轴承的自主安全可控（7）——高性能医疗器械轴承

7 高性能医疗器械轴承

7.1 医疗器械轴承概述

高性能医疗器械主要包括医疗检测与试验分析，手术及服务器械与机器人等。目前应用最广泛的是大型医疗器械中的医学影像设备，包括医学影像诊断设备和医学影像治疗设备。以CT机为例研究医疗器械轴承的结构、性能与技术要求。

医用CT机主轴承应用于固定CT机架和旋转扫描部分之间的连接部位，是CT机旋转扫描部分的关键部件，作用是传递并承受X线管、准直仪、探测器、滑环等装置产生的轴向载荷、径向载荷和倾覆力矩，需满足CT机较高转速、低噪声、高精度、低振动和长寿命的使用要求。

7.2 CT机主轴承的种类

CT机主轴承主要有钢丝滚道轴承(图21)、等截面薄壁轴承(图22)、空气轴承或其他先进结构轴承、主旋转轴承等4类。其中，空气轴承为悬浮类结构，主要用在第4代CT机上，目前尚在完善阶段。

1,8—内圈；2—钢球；3,5—钢丝滚道；4—外圈；6—弹性衬垫；7—保持架。

图21 CT机钢丝滚道轴承结构示意图

Fig.21 Structure diagram of wire raceway bearing for CT machine

1—外圈压板螺钉；2—外圈压板；3—外圈；4—钢球；5—轴承座；6—内圈压板；7—内圈压板螺钉；8—保持架；9—内圈；10—CT机主轴。

图22 CT机等截面薄壁轴承结构示意图

Fig.22 Structure diagram of uniform section thin-walled bearing for CT machine

洛阳LYC轴承有限公司针对国外镶嵌式结构轴承存在着零件加工难度大，生产成本高，结构复杂的问题，研制出一种全新结构的CT机主旋转轴承(图23)，达到了简化工艺，降低成本和提高可靠性的效果。该轴承能够满足第3代CT机主轴承的使用要求，整体性能达到国际先进水平。

图23 CT机主旋转轴承结构示意图

Fig.23 Structure diagram of main rotary bearing for CT machine

7.3 CT机主轴承关键技术

7.3.1 钢丝滚道轴承

1)钢丝滚道轴承特性的接触力学分析、失效机理、寿命评估与计算的理论依据和经验数据；

2)失效机理研究需要的大量数据及长期的失效分析积累；

3)研究轴承服役寿命的评估与计算方法，建立数据仿真分析的物理模型及数学模型；

4)开发钢丝滚道的热处理和机加工技术；

5)在考虑原理与设计，制造过程的技术水平和服役运行的维护保养等因素的基础上，研究确保精准诊断的运转噪声控制技术；

6)影响CT机运转刚性的轴承游隙调整和装配技术。

7.3.2 等截面薄壁轴承

1)结构参数优化设计技术；

2)加工技术；

3)精密装配技术；

4)保持架结构与材料研究；

5)密封结构研究；

6)润滑剂研制；

7)套圈的非接触测量技术；

8)轴承综合性能评价技术。

7.4 CT机主轴承的市场需求

2020年全球CT机产销量为11 000台，每台需配1套主轴承，洛阳LYC轴承有限公司CT机主轴承全球市场份额约10%。由于国产CT机主轴承进入市场，CT机主轴承国内售价已由每套3.5万元降为1.5万元。

医用CT机配套轴承还将较长时期保持钢丝滚道和等截面薄壁这2种结构型式，更优秀的替代产品(气悬浮结构)还不够成熟。

（参考文献略）

来源：《轴承》2022年1期（节选）

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