超過 3.7 億次循環的高精度：人工心臟中的軸承/平面軸承系統

規格

• **需要什麼？**特殊平面軸承(乾式軸承)和心軸，用於使泵腔中的隔膜偏轉的驅動裝置。
• **要求：**免養、緊湊、低間隙、耐化學品、耐潮濕、耐重複扭轉和交替軸向力、產品使用壽命超過 3.7 億次、重量輕
• 產業： 醫療技術、醫療設備
• 客戶的成功： drylin 使用iglidur J 平面軸承(乾式軸承)和匹配的鋁心軸，ReinHeart TAH GmbH 得以開發出精確的.免保養和耐用的驅動系統、免保養和耐用的驅動系統，即使在高負載和最小安裝空間下仍能可靠運作，並將人工心臟的效率發揮到極致。

人工心臟由一個驅動單元和兩個作為正排量泵工作的泵室組成。泵腔具有鎖固型基座和彈性膜，可透過專利的機電線性滑台交替偏轉。此動作會使人工心臟瓣膜產生定向的脈動血流。

在驅動單元內，軸平面軸承系統透過定子的磁場以高精度導向致動器的線圈。為了最大化驅動器的效能效率，致動器的線圈與磁鐵之間只有極小的空氣間隙。軸承上的位置感應器可精確監控軸承的移動，並僅允許十分之幾毫米的偏移和幾度的旋轉。

技術上的挑戰非常多：系統必須在交替負載下保持 免保養和保固的永久精度。平面軸承(乾式軸承)必須承受五年的反覆扭轉負載 (約 3 億 7 千萬次循環)，以及依據病患的位置和動作而改變的軸向力。

緊湊的安裝尺寸、重量輕以及耐化學物質和低吸濕性是進一步的決定性因素。平面軸承(乾式軸承)位於驅動單元內，不會直接接觸人體本身的液體。然而，由於塑膠的滲透性，驅動單元內會有濕氣，因此長時間軸承上也會有濕氣。此外，還必須不產生具有潛在危險的金屬耐磨損殘餘物。

在第一次嘗試中，我們測試了一個雙軸系統，但由於製造公差難以維持，操作起來很困難，甚至導致一個軸斷裂。此外，由於有兩個平面軸承(乾式軸承)，該解決方案的空間需求顯著較高。

由於沒有標準的解決方案可以滿足廣泛的規格要求，軸/平面軸承系統由 ReinHeart 特別構思和設計，並與igus 合作實現。特別模壓 軸承由 iglidur J 材料組成，由於其耐化學物質、低吸濕性和不含潤滑設計，非常適合此應用。由於不存在金屬顆粒損害的風險，因此可保證安全操作。軸承是drylin AWMP 鋁質心軸，是iglidur J 的理想配對夥伴，可確保在整個過程中運行良好，並將產品使用壽命降至最低。

軸承是節省空間，重量輕並有凹槽，可整合位置感應器，以精確監控軸的移動。軸承和軸具有防止旋轉功能，彼此幾何上相匹配，並在形狀和位置上有密切的公差。軸/軸承系統的一大特點是有計劃的"burn-in" 階段：當軸首次被組合起來時，它會被刻意夾在軸承中，只有施加特定的力才能移動。在操作的第一階段，軸承的輪廓與軸承協調，以確保最佳的導向。

軸承、軸承和感測器系統的組合滿足了對最小空氣間隙、精確導向和在變化的橫向和扭轉負載下的穩定性的要求。這使得精確的導向在五年的產品使用壽命中保持免保養。

經過數年的發展，軸/軸承系統已進入第二代。對於 ReinHeart TAH GmbH 而言，結果非常令人滿意，現在必須在耐久性測試中證明自己。與igus 一起，為平面軸承(乾式軸承)開發了測試概念，其中igus 也有新的突破。