[发明专利]一种液态金属轴承及真空电机

说明书

本发明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。本发明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。

技术领域

本发明涉及机械领域，更具体地说，它涉及一种液态金属轴承及真空电机。

背景技术

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。

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。

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。

发明内容

为解决现有技术中的不足，本发明的目的是提供一种液态金属轴承及真空电机。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

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。

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。

进一步的，所述密封环槽为梯形槽或矩形槽。

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。

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。

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。

进一步的，所述液态金属中镓物质的量和铟物质的量根据液态金属轴承的最低工作环境温度进行配置：

液态金属中铟物质的量所占镓铟合金总物质的量的比例为0.13-1；

液态金属保持液态的最低温度范围为16℃-156℃。

进一步的，所述液态金属中镓物质的量和铟物质的量的配置过程具体为：

T＝441x³-687x²+434x-32

其中，T表示液态金属保持液态的最低温度；x表示镓铟合金中铟物质的量所占镓铟合金总物质的量的比例。