專利名稱:調(diào)諧磁控管的設(shè)計的制作方法
本發(fā)明是有關(guān)調(diào)諧磁控管的設(shè)計。這種磁控管有一個套筒形殼體，可用兩個軸承使這個套筒在一個固定的支柱或支桿上繞樞軸旋轉(zhuǎn)。在套筒形殼體的一端支承著一個伸進磁控管諧振腔內(nèi)的調(diào)諧棒。一個軸承的內(nèi)圈可與支柱保持相對固定的位置關(guān)系。而一個軸承的外圈則與套筒形殼體保持相對固定的位置關(guān)系，此時兩個軸承之間的相互距離將由定距配件所決定。
在SE-191373號專利中介紹的例子就是二種采用這一通用結(jié)構(gòu)的磁控管。比方說，調(diào)諧棒的某些部分可通過繞殼體內(nèi)周邊分布的齒紋道或孔徑而獲得不同的電導(dǎo)率。而且調(diào)諧棒還可以穿過陽極板后面部分形成的間隙，從而限定了調(diào)振腔。為了實現(xiàn)高的效率，所說的間隙應(yīng)做得極小，因為在調(diào)諧棒和陽極板之間的間隙，如果過大的話，則會降低磁控管的效率。
間隙越小，對軸承的要求也就越高，尤其要求避免晃動。由于那些間隙的尺寸已經(jīng)很小。因此，極小的晃動以及套筒形殼體隨之產(chǎn)生的傾斜移動，都會對磁控管產(chǎn)生的高頻電信號產(chǎn)生相當(dāng)大的影響，尤其是對信號頻率的影響更大。另外，軸承產(chǎn)生的晃動也會引起振動，以致于縮短軸承的工作壽命，并因此而縮短整個磁控管的工作壽命。因此，鑒于上述電的和機械的原因，應(yīng)對軸承提出極高的要求。
為了防止軸承的晃動，一個重要的問題是，必須對兩個軸承加載，換句話說，必須給它們加偏壓。這種偏壓力可以通過不同的方式獲得，但它于通過軸承內(nèi)接觸點的那些接觸線的取向有關(guān)。一般來說，那些接觸線可以是平行的，也可以是交叉的，這些交叉線可能在軸承之間相交，也可能在軸承之外相交。這些不同的加偏壓方式常常稱為“串聯(lián)”方式，“面對面”方式和“背靠背”方式。這種平行性和對稱性可能是大致正確的，不過它們是隨著實際情況而變化的。
除了要求不晃動之外，軸承沒有加載太大也是極為重要的。一般來說，加偏壓之后，勢必促使軸承內(nèi)的摩擦力發(fā)生一定程度的增大，但這種摩擦力必須保持在低水平之內(nèi)，并加以精確的限制。
不管在極為惡劣的工作環(huán)境下，也就是說包括那些軸承在真空和溫度不斷變化的條件下工作時，它們都應(yīng)該滿足上述要求，在開始時，其溫度將從周圍的溫度變?yōu)楣な芷陂g不斷變化的極高溫度，而這些溫度的變化與施加給磁控管的電功率的頻率變化有關(guān)，而且還與磁控管傳輸?shù)奈⒉üβ实淖兓嘘P(guān)。另外，由于在軸承裝置的徑向上各個不同部分之間采取了有效的隔熱措施，可以使徑向上的溫度梯度保持穩(wěn)定狀態(tài)。相反，在軸向方向上的溫度梯度卻是小的，因為支承整個軸承裝置的支柱和可旋轉(zhuǎn)軸頸支承的套筒，通常都是用導(dǎo)熱性好的材料制成的。這些軸承必須在整個溫度范圍內(nèi)不發(fā)生晃動，而且又能在低摩擦力條件下工作。
在這樣的磁控管中，其套筒形體常常要受到連續(xù)的軸向磁力所影響。利用這種力，可實現(xiàn)“串聯(lián)”式的加偏壓。那么，重要的是，要對兩個軸承加載，用這樣的方式，它們將得到相同的載荷，而且每個軸承分別吸收該軸向磁力的一半。
為了克服所介紹的同類調(diào)諧磁控管中存在的軸承問題，已經(jīng)提出了許多解決辦法。例如，在EP-0009903號專利中也介紹了一種軸承的設(shè)計方案。在這個方案中，軸承的內(nèi)圈和外圈均按可互換的方式分別裝在固定支柱上和可轉(zhuǎn)動的套筒體內(nèi)。在這些軸承的外圈之間裝了一個定距套筒，它能把那些外圈緊壓在可旋轉(zhuǎn)套筒上的固定限位器上，而那些軸承內(nèi)圈的一側(cè)則受到一個彈簧的作用。這個彈簧能使包括內(nèi)圈和中間定距配件在內(nèi)的整個裝置緊壓著支柱上的限位器。內(nèi)圈的另一側(cè)將受到那個定距配件附帶的彈簧的作用，從而使兩個內(nèi)圈互相隔離開來。另外，裝在支柱上的那個限位器在軸向方向上是可調(diào)節(jié)的。由于裝在支柱上的那些軸承之間受到的載荷可以按所要求的方式分布。在調(diào)節(jié)期間，以及由于在工作期間發(fā)生的溫度變化，應(yīng)使裝在支柱上的兩個軸承的內(nèi)圈互相置換。為了使兩個軸承之間實現(xiàn)所要求的載荷分布，這樣的調(diào)節(jié)是極為重要的。如果那些彈簧的彈性隨時間而變化的話，則這樣的調(diào)節(jié)是錯誤的。這種設(shè)計的另一個缺點是軸承的內(nèi)圈和外圈勢必分別與支柱和套筒殼體存在著相對的不穩(wěn)定間隙，這本身就存在著晃動問題，而且可能引起振動。
本項發(fā)明的目的是為了制造可供上述調(diào)諧磁控管使用的軸承裝置。這樣軸承裝置在整個溫度范圍內(nèi)都不存在晃動，而且，既不需要進行復(fù)雜而苛刻的調(diào)節(jié)操作，也不需要在幾個位置上安裝可晃動的松動配件來降低軸承的特性。
根據(jù)這項發(fā)明，利用所介紹的那種設(shè)計方案就可以達到上述目的。這種設(shè)計的特點是至少有一個定距配件可得到溫度補償。因此，這個定距配件至少應(yīng)由可在支柱的長度方向上互相部分重疊的三個元件組成。這些元件至少要用兩種具有不同膨脹系數(shù)的材料制成。在這些元件中，有兩個端接元件，它們的一端緊靠著各自的軸承部分，而且至少有一個是中間元件。這些相鄰的元件在它們的兩端是互相鄰接的，因此在溫度發(fā)生變化的時候，兩個相鄰元件能使這個定距配件朝相反的方向上發(fā)生長度變化。而且，凡是朝一個方向上產(chǎn)生長度變化的所有元件的總長度應(yīng)根據(jù)朝相反方向上產(chǎn)生長度變化的所有元件的總長度以及不同元件所用材料的膨脹系數(shù)來選擇，這樣就能使這個定距配件的總長度在溫度發(fā)生變化時仍保持所要求的變化。
元件的數(shù)目是為奇數(shù)。如果按順序地從一個軸承到另一個軸承來數(shù)這些元件，則那些在一個方向上共同運轉(zhuǎn)的元件就是帶奇數(shù)的元件，而那些相互協(xié)同工作并反作用于上述第一批元件的則為帶偶數(shù)的元件。
一般地說，根據(jù)這項發(fā)明，某個定距配件由于溫度變化而引起的長度伸長可以與軸承裝置中其它元件的伸長完全一致。而且，又由于使用了固定的限位器，因此，在制造時初步標(biāo)定的兩個軸承之間的載荷比，在整個溫度范圍內(nèi)一直保持不變。本項發(fā)明還可以為制造這樣的磁控管提供實際的可能性，也就是說，它們的軸承既可用所有的加偏壓方式，又不改變精確確定的低摩擦力的要求。例如“背靠背”加偏壓方式可以比“串聯(lián)”方式或“面對面”方式提供更加穩(wěn)定因而也更加精確的結(jié)構(gòu)。
較為可取的是，應(yīng)該為兩個定距配件提供類似于上述的溫度補償。這樣，在整個溫度范圍內(nèi)兩個軸承的內(nèi)圈和外圈之間就不會由于溫度的變化而發(fā)生相互運動。這就有助于實現(xiàn)更加精確的加偏壓，而且既不發(fā)生晃動，摩擦力又小。
如果也為支柱而且也適當(dāng)?shù)貫樘淄残螝んw提供與那個定距配件(它分別與支柱或套筒形殼體中位于兩個軸承之間的那個部分有關(guān))相同的溫度補償，還可以進一步提高性能。正因為這樣，將不會由于溫度的變化而發(fā)生相對的運動。而且，一般來說，就是不用松動的配件，也可以把軸承裝在支柱上和套筒形殼體之中。
在較優(yōu)的裝置中，前面所說的長度是參照其膨脹系數(shù)來選擇的。因此，在磁控管的整個工作溫度范圍內(nèi)，其總長度隨溫度的變化而發(fā)生的變化基本上等于零。
凡是奇數(shù)的所有元件可適當(dāng)?shù)剡x用一種相同的材料制成，而凡是偶數(shù)的所有元件則可用另一種材料制成。上述前一種元件的總長度與上述后一種元件的總長度之比是與上述兩種元件所用材料的膨脹系數(shù)之比成反比的。在這里，已經(jīng)證明，可提供較優(yōu)效果的一種材料組合方案是包括兩個端接元件在內(nèi)的所有奇數(shù)元件應(yīng)以鉬為材料，而所有的偶數(shù)元件則應(yīng)以不銹鋼為材料。
本項發(fā)明可參照附圖加以說明，其中
圖1表示通過磁控管某個部分的縱剖面圖。根據(jù)應(yīng)用于定距套筒和套筒形轉(zhuǎn)子中的發(fā)明，在這個磁控管中使用了一種可提供的溫度補償?shù)妮S承裝置。
圖2表示通過中心支柱的縱剖面圖。根據(jù)本項發(fā)明，也已經(jīng)為中心支柱提供了溫度補償。
在圖1中，參考號數(shù)10表示固定安裝在中心位置上的支柱，在它的一個頂端上安裝了一塊磁棒座(11)。而12則為套筒形轉(zhuǎn)子，在它的一端上支承著一個套筒形調(diào)諧棒(13)。這個轉(zhuǎn)子可借助于兩個滾珠軸承(14和15)在支柱上(10)繞樞軸旋轉(zhuǎn)。調(diào)諧棒可通過位于陽極板(未畫出)背面邊緣的槽形切口把它的自由端伸進諧振，而且在這個位置上有若干個沿周邊分布的孔徑(16)。因此，調(diào)諧棒將隨著殼體13繞軸17的旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生調(diào)諧的變化。在滾珠軸承的內(nèi)圈18和19之間，有一個定距套筒20，而另一個類似的定距套筒21則裝在軸承的外圈22和23之間。利用彈簧墊圈25把這個由內(nèi)圈18和19以及定距套筒20組成的裝置緊壓在支柱上的限位器24上。而另一個裝置則按相應(yīng)的方式由外圈22和23以及定距套筒21組成，并利用齒狀環(huán)21把整個裝置緊壓在轉(zhuǎn)子體上的限位器26上。另外，套筒形轉(zhuǎn)子12受到連續(xù)的作用力時，將在箭頭所指的方向上產(chǎn)生軸向力E，比方說產(chǎn)生磁力。
軸承的內(nèi)圈可用壓入配合方法適當(dāng)?shù)匮b在支柱上。在工作期間，由于溫度的升高，這種壓入配合將變成滑動配合，因此在工作期間不會發(fā)生晃動。
根據(jù)本項發(fā)明，至少可以為一個定距套筒提供溫度補償。在圖1中，在兩個定距位置套筒以及套筒形轉(zhuǎn)子中均引進了溫度補償。對于那個內(nèi)定距套筒，將在下面加以單獨地詳細介紹。
根據(jù)圖1，這個內(nèi)定套筒系由三個半軸套30、31和32組成，其中外半軸套30和內(nèi)半軸套32是用同一種材料制成的，而中間半軸套31則是用另一種材料制成的，外半軸套30的一端緊壓著中間半軸套31上的限位器33，而中間半軸套的一端則緊壓著內(nèi)半軸套32上的限位器34，這些半軸套是自由的，因此它們可以互相進行相對的運動，外半軸套30的一端35將緊壓著軸承14的內(nèi)圈18，而內(nèi)半軸套32的一端(36)則緊壓著另一個軸承(15)的內(nèi)圈(19)。
內(nèi)定距套筒(20)對確定滾珠軸承內(nèi)圈之間的距離起了決定性的作用。這個內(nèi)定距套筒的總長度是根據(jù)各個半軸套的長度(按其相鄰位置之間的距離計算)來確定的。對于總長度L，下面的關(guān)系是成立的。
L＝l1-l2+l3根據(jù)圖1，式中的l1、l2和l3分別表示三個半軸套的長度。
生溫度發(fā)生變化時，用某一種材料制成的中間半軸套將會對另一種材料制成的另外兩個半軸套產(chǎn)生反作用力。假定溫度變量為△，則合成的長度變量為△L＝l11△t-l23△t+l31△t式中α2-表示半軸套30和32所用材料的長度伸長系數(shù);
α2-表示半軸套31所用材料的長度伸長系數(shù)。
如果合成的長度變量為O，則下式成立l11△t-l23△t+l31△t＝0或(l1+l3)/l3＝2/1為了確保定距套筒不會由于溫度的變化而改變其長度，那么在這個例子中，用第一種材料制成的外半軸套和內(nèi)半軸套的總長度與用第二種材料制成的中間半軸套的長度之比，將與其長度伸長系數(shù)之比成反比。
在現(xiàn)有的例子中，假定半軸套31和32是用鉬制成的，鉬的膨脹系數(shù)m0≈5.10-6毫米/℃，而半軸套32則是用奧不銹鋼制成的，它的膨脹系數(shù)st≈17.10-6毫米/℃。因此半軸套31和32的總長度大約為半軸套31的長度的3.4倍。
外定距套筒也是用類似于上述內(nèi)定距套筒的方式制成的，它由半軸套37、38和39組成。在給出的例子中，套筒形轉(zhuǎn)子也得到了溫度補償。這個套筒形轉(zhuǎn)子由三個半軸套40、41和42組成。
圖2表示了如何制造出能提供相應(yīng)溫度補償?shù)闹行闹е?。圖中所示出的支柱截面由三部分組成即內(nèi)圓筒形部分43、中間套筒形部分44和外套筒形部分45，利用螺釘46把中間套筒形部分擰在內(nèi)圓筒形部分43上，并一直擰到能使中間套筒形部分上的限位器緊壓著中心部分上的限位器47為止。而對于外套筒形部分45，則用螺釘48把它擰在中間套筒形部分上，并一直擰到能使外套筒形部分上的限位器緊壓著中間套筒形部分上的限位器49為止。30和51表示軸承內(nèi)圈的兩個支承面，而52和53則表示滾珠座圈的中心。
在這種情況下，第一個距離a，定義為中心線52和止動面47之間的距離，第二個距離a2定義為止動面47和49之間的距離，而第三個距離a3則定義為止動面49和中心線53之間的距離。為了確保中心線52和53之間的恒定距離不隨溫度而變化，那么，在這種情況下，下面的關(guān)系式則可滿足(α1+α3)/α3＝2/1在較優(yōu)的裝置中，在中心支柱以及兩個定距套筒和轉(zhuǎn)子中均引進了上述的那種溫度補償方法。
如前文所述，套筒形轉(zhuǎn)子在受到連續(xù)的作用力時，將會產(chǎn)生軸向力F，這個力則被軸承所吸收。在給出的圖例中，對軸承是這樣進行加偏壓的，以致于作用在兩個軸承上的力矢量是指向同一方向的(這就是所謂的“串聯(lián)”設(shè)計方案)，而且每個軸承僅分別吸收該軸向力的一半，由于在中心支柱，定距套筒和轉(zhuǎn)子中采用了上述的溫度補償方法，在整個溫度范圍內(nèi)都能一直保持這一初始標(biāo)定的條件，因此，在整個溫度范圍內(nèi)兩個軸承都不會發(fā)生晃動，而是保持平靜的工作。
在本項發(fā)明的范圍內(nèi)，還有可能對上述裝置進行許多的改進。因此，包括在定距配件中的部分元件并不需要加工成象套筒那樣的形狀，但是，比方說，可能要把它們加工成象棒那樣的形狀，因為用棒構(gòu)成的許多定距配件可以繞周邊分布，在每個定距配件中所用的獨立元件的數(shù)目并不一定需要是，但可能是任意的奇數(shù)。隨溫度而變化的合成長度變量并不一定要等于零，但對溫度補償也可能是這樣的即使溫度發(fā)生了變化，但仍能保持受控制的長度變量，并能適應(yīng)于該裝置中另一個元件的已長度變化。而在這個元件中，可能是沒有溫度補償?shù)?，也可能是為它提供了相?yīng)的溫度補償。這樣，就能使那些結(jié)構(gòu)采用其它的加偏壓方式，(例如，“背靠背”方式或“面對面”方式)，而且也可能使用不同型式的滾珠軸承。
權(quán)利要求
1.一種有關(guān)調(diào)諧磁控管的裝置是由一個套筒形殼體組成的，利用兩個軸承使這個套筒形殼體在固定支柱或支桿上繞樞軸旋轉(zhuǎn)，而且，這個套筒形殼體的一端還支承著一個可伸進磁控管諧振腔內(nèi)的調(diào)諧棒，一個軸承的內(nèi)圈可與支柱保持相對固定的位置關(guān)系，而一個軸承的外圈則可與套筒形殼體保持相對固定的位置關(guān)系，因此，兩個軸承之間的相互距離則由定距配件所決定，這種設(shè)計的特點是至少有一個定距配件可獲得溫度補償。在這里，這個定距配件至少要由三個可在支柱的長度方向上互相部分重疊的元件組成。而且，這些元件至少要用兩種具有不同長度伸長系數(shù)的材料制成；在這些元件中，有兩個端接元件，而且至少還有一個是中間元件；兩個端接元件的一端緊靠著各自的軸承部分；這些相鄰的元件在它們的末端處是互相搭接的，因此，在溫度發(fā)生變化時，兩個相鄰的元件能使這個定距配件在相反的方向上發(fā)生長度變化；而且，在某一方向上產(chǎn)生長度變化的所有元件的總長度，應(yīng)根據(jù)朝相反方向上產(chǎn)生長度變化的所有元件的總長度以及在這些不同元件中所用材料的長度伸長系數(shù)來選擇；這樣，就能使這個定距配件的總長度在溫度變化時保持所要求的變化。
2.按第1項權(quán)利要求
而提出的一種設(shè)計方案，具有如下特點它可以為兩個定距配件提供溫度補償。
3.按第2項權(quán)利要求
而提出的一種設(shè)計方案，具有如下特點除了那些定距配件之外，還可以為支柱和(或)套筒形殼體提供相應(yīng)的溫度補償，至于各自主體的那個部分，均位于兩個軸承之間。
4.按第1至第3項的任何一項權(quán)利要求
而提出的設(shè)計方案，具有如下特點那些元件都要被加工成象彼此引進的套筒那樣的形狀。
5.按第1至第4項中任何一項權(quán)利要求
而提出的設(shè)計方案，具有如下特點所說的長度是根據(jù)長度伸長系數(shù)來選擇的，因此，在磁控管的整個工作溫度范圍內(nèi)，隨溫度的變化而引起的總長度變量基本上等于零。
6.按第5項權(quán)利要求
而提出的設(shè)計方案，具有如下特點凡是奇數(shù)的所有元件都是用一種相同的材料制成的，而凡是偶數(shù)的所有元件則是用另一種材料制成的，上述前一種元件的總長度與上述后一種元件的總長度之比，是與那些元件所用材料的長度膨脹系數(shù)之比成反比的。
7.按第1至第6項中任何一項權(quán)利要求
而提出的設(shè)計方案，具有如下特點凡是奇數(shù)的所有元件和兩個端接元件是以鉬為材料，而凡是偶數(shù)的所有元件是以不銹鋼為材料。
專利摘要
本發(fā)明是有關(guān)可供調(diào)諧磁控管使用的軸承裝置。在裝置中，可用兩個軸承使套筒形殼體在中心支柱上繞樞軸轉(zhuǎn)動。軸承的內(nèi)圈和外圈之間的距離是由定距配件決定的。這些定距配件可能是套筒形的。至少可為一個定距配件提供溫度補償，但也可為兩個定距配件提供溫度補償，因此，這種定距配件是由部分元件中的奇數(shù)元件構(gòu)成的。并且朝著定距配件的長度方向上伸長，其中的兩個端接元件將緊壓著各自的軸承部分。中間元件或某些元件均按照這樣的力傳遞方式與那些端接元件相連接。
文檔編號H01J23/16GK85105676SQ85105676
公開日1987年1月28日 申請日期1985年7月26日
發(fā)明者A·阿戈斯登 申請人:菲利浦光燈制造公司導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan