《回轉(zhuǎn)支承選型計(jì)算.doc》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《回轉(zhuǎn)支承選型計(jì)算.doc（14頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、回轉(zhuǎn)支承選型計(jì)算： 一、 單排球式回轉(zhuǎn)支承的選型計(jì)算 1、計(jì)算額定靜容量 　C0 = f Dd 　式中：Co ——額定靜容量，kN 　　　　f ——靜容量系數(shù)，0.108 kN / mm2 　　　　D ——滾道中心直徑，mm 　　　　d ——鋼球公稱直徑，mm 2、根據(jù)組合后的外載荷，計(jì)算當(dāng)量軸向載荷 　式中：Cp ——當(dāng)量軸向載荷， kN 　　　　M ——總傾覆力矩，kNm 　　　　Fa ——總軸向力，kN 　　　　Fr ——總傾覆力矩作用平面的總徑向力，kN 3、計(jì)算安全系數(shù) 　　　fs = Co / Cp 　　　fs值可按下表選取。 二、 三排柱式回

2、轉(zhuǎn)支承的選型計(jì)算 1、計(jì)算額定靜容量 　C0 = f Dd 　式中：Co ——額定靜容量，kN 　　　　f ——靜容量系數(shù)，0.172 kN / mm2 　　　　D ——滾道中心直徑，mm 　　　　d ——上排滾柱直徑，mm 2、根據(jù)組合后的外載荷，計(jì)算當(dāng)量軸向載荷 式中：Cp ——當(dāng)量軸向載荷，kN 　　　M ——總傾覆力矩，kNm 　　　Fa ——總軸向力，kN 3、計(jì)算安全系數(shù) 　　　fs = Co / Cp 　　　fs值可按下表選取。 　　　回轉(zhuǎn)支承安全系數(shù)fs 工作類(lèi)型 工作特性 機(jī)械舉例 fs 輕 型 不經(jīng)常滿負(fù)荷，回轉(zhuǎn)平穩(wěn)沖擊小

3、堆取料機(jī)，汽車(chē)起重機(jī)，非港口用輪式起重機(jī) 1.00～1.15 中 型 不經(jīng)常滿負(fù)荷，回轉(zhuǎn)較快，有沖擊 塔式起重機(jī)，船用起重機(jī)，履帶起重機(jī) 1.15～1.30 重 型 經(jīng)常滿負(fù)荷，回轉(zhuǎn)快沖擊大 抓斗起重機(jī)，港口起重機(jī)，單斗挖掘機(jī)，集裝箱起重機(jī) 1.30～1.45 特重型 滿負(fù)荷，沖擊大或工作場(chǎng)所條件惡劣 斗輪式挖掘機(jī)，隧道掘進(jìn)機(jī)，冶金起重機(jī)，海上作業(yè)平臺(tái)起重機(jī) 1.45～1.70 回轉(zhuǎn)支承產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)對(duì)合理選型的影響 《建筑機(jī)械》2002年第三期 　　現(xiàn)行的單排球式回轉(zhuǎn)支承有兩個(gè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JJ36.1-91《建筑機(jī)械用回轉(zhuǎn)支承》和JB/T2300-99《回轉(zhuǎn)支承》

4、，也就是在以前的建設(shè)部標(biāo)準(zhǔn)JJ36-86和機(jī)械部標(biāo)準(zhǔn)JB2300-84的基礎(chǔ)上重新修訂的。在JJ36.1的基本參數(shù)系列表中列出了145種基本參數(shù)的145種型號(hào)單排球式回轉(zhuǎn)支承，在JB/T2300中列出了120種基本參數(shù)的220種型號(hào)單排球式回轉(zhuǎn)支承。目前我國(guó)除引進(jìn)主機(jī)外，絕大多數(shù)主機(jī)都是按現(xiàn)行的兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的參數(shù)選擇回轉(zhuǎn)支承型號(hào)。由于JB2300-84較JJ36-86頒布實(shí)施得早，其覆蓋面要略大于JJ36-86，兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)都為回轉(zhuǎn)支承標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)做出了貢獻(xiàn)。隨著各主機(jī)待業(yè)和回轉(zhuǎn)支承行業(yè)的飛速發(fā)展，國(guó)外機(jī)型的大量引進(jìn)，標(biāo)準(zhǔn)中的問(wèn)題也顯現(xiàn)出來(lái)，甚至阻礙了各主機(jī)行業(yè)和回轉(zhuǎn)支承行業(yè)的發(fā)展，應(yīng)引起我們高度重

5、視。 　　單排球式回轉(zhuǎn)支承的滾道中心直徑（D0）和鋼球直徑（d0）是它的兩個(gè)主參數(shù)，它們不但決定了回轉(zhuǎn)支承的承載能力和使用壽命，也是其它參數(shù)設(shè)計(jì)的依據(jù)，因此兩者的匹配合理與否不僅是回轉(zhuǎn)支承設(shè)計(jì)水平的反映，將直接影響主機(jī)選用的科學(xué)性、經(jīng)濟(jì)性和結(jié)構(gòu)的合理性。通常我們用D0/d0的比值來(lái)分析主參數(shù)匹配的合理性，在D0=500~2500范圍內(nèi)，JJ36.1中D0/d0=31.25~41.67；JB/T2300中，D0/d0=16.67~62.5。德國(guó)ROTHEERDE公司標(biāo)準(zhǔn)系列單排球式回轉(zhuǎn)支承D0/d0=30~56。那么該比值在什么范圍內(nèi)科學(xué)合理呢？通過(guò)計(jì)算和比較我們不難找到答案。 　　 當(dāng)回轉(zhuǎn)

6、支承的D0和d0值確定以后，它的額定靜容量和額定動(dòng)容量也隨之可計(jì)算出來(lái)，并可作出其靜載和動(dòng)載曲線，顯然當(dāng)靜載曲線和動(dòng)載曲線靠得很近時(shí)，在滿足靜載荷要求的同時(shí)又滿足了動(dòng)載荷（即壽命）的要求。如果兩條承載能力曲線離得較遠(yuǎn)，只能按承載能力較低的一條曲線選用，勢(shì)必造成另一種能力的浪費(fèi)。從JB/T2300附錄B承載能力曲線中不難看出30900、301000、301120、351250、351400、451400、451600、451800、602000、602240、602500的動(dòng)、靜載曲線靠得較近，主參數(shù)匹配合理，它們的比值為30~41.67。同時(shí)也可看出，D0/d0比值過(guò)小，動(dòng)載曲線遠(yuǎn)高于靜載曲線

7、（例30500比值為16.67），比值過(guò)大動(dòng)載曲線遠(yuǎn)低于靜載曲線（例402500比值為62.5），在此附錄中共有圖B1~圖B48共48幅曲線圖覆蓋220種型號(hào)，除上述11種主參數(shù)匹配代表的55種型號(hào)外，其余165種型號(hào)（占75%）的主參數(shù)匹配不合理。通過(guò)以上分析得道的答案是：D0/d0=30~40為比較合理的主參數(shù)匹配。 　　JB/T2300-99在修訂中也意識(shí)到這一問(wèn)題，將JB2300-84原有型號(hào)保留之外，每種規(guī)格又增加了直徑小一檔的鋼球，共增加了20種匹配100種型號(hào)（例在40900基礎(chǔ)上增加一檔30900，兩者除鋼球直徑不同外，其余參數(shù)完全一致），但令人遺憾的是在D0≥1600時(shí)，所

8、增加10種匹配共50種規(guī)格卻背離了合理匹配范圍，新增的100種型號(hào)無(wú)論是匹配趨于合理還是背離合理都沒(méi)多大使用價(jià)值，這是因?yàn)槊恳环N規(guī)格都只是在原有規(guī)格的基礎(chǔ)上將鋼球減小一檔，而外型尺寸等保持不變，除降低動(dòng)、靜能力外，生產(chǎn)成本降低甚少，兩者的銷(xiāo)售價(jià)格相差無(wú)幾，用戶又何苦接受這樣的“新生事物”呢？JB2300-84中D0≤1250的所有規(guī)格，D0/d0值都過(guò)小，換言之，鋼球都太大了，套用軸承的概念，我們可以把它稱之謂重型回轉(zhuǎn)支承，而對(duì)一般的工程建筑機(jī)械是沒(méi)必要的。以20 t級(jí)挖掘機(jī)為例，國(guó)產(chǎn)大多選用的回轉(zhuǎn)支承為401120，鋼球直徑為40，而進(jìn)口及國(guó)內(nèi)合（獨(dú)）資企業(yè)生產(chǎn)的20t級(jí)挖掘機(jī)配套的回轉(zhuǎn)支承

9、鋼球直徑都在Ф28.575以內(nèi)，滾道中心直徑在1073～1212范圍內(nèi)。由此而產(chǎn)生的直接后果是鋼球直徑越大，回轉(zhuǎn)支承軸向載面積越大，自重越重，生產(chǎn)成本越高，用戶采購(gòu)成本也越高，造成大量的資金和原材料浪費(fèi)。 　　JB2300-99除了兩大主參數(shù)匹配不合理外，鋼球直徑系列參數(shù)設(shè)計(jì)也存在不足。它的滾道中心直徑D0是按R20優(yōu)先數(shù)字選取的（公比為1.12的等比數(shù)列），但鋼球直徑系列為：20、25、30、35、40、45、50、60、75（JB230-84為d0=30、40、45、60、75）一個(gè)沒(méi)有科學(xué)性的數(shù)列。數(shù)字游戲在此當(dāng)然沒(méi)有實(shí)際意義，問(wèn)題是回轉(zhuǎn)支承的額定靜容量與D0d0成正比。我們暫且拋開(kāi)D

10、0與d0匹配是否合理不談，把JB2300-99中所有匹配的D0d0的值計(jì)算后，排列起來(lái)，顯然是一個(gè)雜亂無(wú)章的數(shù)列，也就是說(shuō)各種匹配的額定靜容量所組成的數(shù)列也是雜亂無(wú)章的數(shù)列，而不是等比數(shù)列，這時(shí)用戶有什么影響呢？塔吊的噸米數(shù)，汽車(chē)吊的起重量，挖掘機(jī)的噸級(jí)數(shù)為什么采用選先數(shù)的等比數(shù)列呢，有級(jí)變速機(jī)床轉(zhuǎn)速也是如此，借用機(jī)床轉(zhuǎn)速設(shè)計(jì)時(shí)“速度損失”這一概念，額定靜容量組成等比數(shù)列可使選用回轉(zhuǎn)支承時(shí)，“承載能力損失”最小，例30710的上一檔為40800兩者CO相差50%，而40800與上一檔40900兩者CO只相差12.5%，當(dāng)你初選30710計(jì)算出安全系數(shù)尚差5%時(shí)，選40800顯然“承載能力損失”

11、45%。而初選40800安全系數(shù)差5%改選40900時(shí)“承載能力損失”僅為7.5%。 　　JJ36.1標(biāo)準(zhǔn)中，主參數(shù)匹配和基本參數(shù)設(shè)計(jì)都比較科學(xué)、合理，部分滾道中心直徑的重疊設(shè)計(jì)（例100025和100032），使“承載能力損失”最小，并各具有單獨(dú)的基本參數(shù)。因此，我們建議并希望主機(jī)廠按JJ36.1-91標(biāo)準(zhǔn)選用單排球式回轉(zhuǎn)支承，這會(huì)使采購(gòu)成本下降10%~30%，綜合經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益都十分顯著。我們作為回轉(zhuǎn)支承專業(yè)制造廠提出這樣的建議，完全是站在尊重科學(xué)的立場(chǎng)，因?yàn)檫@除了會(huì)使我們的銷(xiāo)售收入減少外，而并沒(méi)有其它任何好處。 合理選用回轉(zhuǎn)支承 《建筑機(jī)械》1996年第八期 　　回轉(zhuǎn)支

12、承作為建筑機(jī)械的重要基礎(chǔ)元件，近十年來(lái)，隨著主機(jī)行業(yè)的迅速發(fā)展，得到了廣泛的應(yīng)用，除為挖掘機(jī)、塔吊、汽車(chē)吊及各類(lèi)起重機(jī)配套外，還廣泛應(yīng)用于輕工機(jī)械、冶金機(jī)械、醫(yī)療機(jī)械、工業(yè)機(jī)器人、隧道掘進(jìn)機(jī)、堆取料機(jī)、旋轉(zhuǎn)舞臺(tái)等。總之，它是一切兩部分之間需作相對(duì)回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，又需同時(shí)承受軸向力、徑向力、傾覆力矩的機(jī)械所必需的重要傳力元件。 　 　我國(guó)回轉(zhuǎn)支承行業(yè)從建立至今超過(guò)了近20年的歷程，它從無(wú)到有，從小到大，逐步走向成熟。目前已具備了滿足各類(lèi)主機(jī)需要的回轉(zhuǎn)支承的設(shè)計(jì)、制造、測(cè)試的綜合開(kāi)發(fā)能力，為主機(jī)行業(yè)的發(fā)展做出了一定的貢獻(xiàn)。特別是馬鞍山回轉(zhuǎn)支承廠，自1984年與建設(shè)部北京建筑機(jī)械綜合研究所合作，成功地

13、開(kāi)發(fā)出具有80年代國(guó)際先進(jìn)水平的單排球式回轉(zhuǎn)支承后，打破了我國(guó)回轉(zhuǎn)支承行業(yè)以3片式交叉滾柱和雙排球式為主的落后局面，大縮小了與發(fā)達(dá)國(guó)家之間的差距，帶動(dòng)了我國(guó)回轉(zhuǎn)支承行業(yè)的迅速發(fā)展。11年來(lái)馬鞍山回轉(zhuǎn)支承廠作為回轉(zhuǎn)支承專業(yè)廠，共為國(guó)內(nèi)外用戶提供四大類(lèi)回轉(zhuǎn)支承2萬(wàn)余套，產(chǎn)品覆蓋全國(guó)25個(gè)省、市、自治區(qū)，為十幾個(gè)行業(yè)的200余種主機(jī)配套。 　　隨著各主機(jī)行業(yè)的迅速發(fā)展,無(wú)論是自行開(kāi)發(fā)，還是引進(jìn)技術(shù)、合資、合作，對(duì)回轉(zhuǎn)支承的要求都在日益提高，作為回轉(zhuǎn)支承專業(yè)廠，加強(qiáng)新品開(kāi)發(fā)，不斷提高產(chǎn)品質(zhì)量，滿足主機(jī)發(fā)展需要，是我們責(zé)無(wú)旁貸的責(zé)任，也是市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)和自我發(fā)展的根本要求。但主機(jī)如何正確選擇回轉(zhuǎn)支承的結(jié)構(gòu)型

14、式（單排球式、交叉滾柱式、雙排球式、三排柱式等）和規(guī)格尺寸（滾道中心直徑D0，滾動(dòng)體直徑d0），卻由于外負(fù)荷是個(gè)復(fù)雜力系以及滾道承載能力的機(jī)理未被深刻理解，在選用中存在著一些不合理的狀況，影響了主機(jī)行業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，甚至導(dǎo)致重大質(zhì)量事故，從而引起主機(jī)行業(yè)和回轉(zhuǎn)支承行業(yè)的共同重視。本文就是以長(zhǎng)期的回轉(zhuǎn)支承設(shè)計(jì)生產(chǎn)和為主機(jī)選型服務(wù)的經(jīng)驗(yàn)來(lái)探討合理的選型，以克服使用的盲目性，保證主機(jī)使用的可靠性。 　　　▲　結(jié)構(gòu)型式的選擇 常用回轉(zhuǎn)支承的結(jié)構(gòu)型式有四種：?jiǎn)闻徘蚴?、交叉滾柱式、雙排球式、三排柱式。為使選型科學(xué)合理，先進(jìn)行數(shù)據(jù)對(duì)比。 1.1 單排球式和交叉滾柱式額定靜容量、額定動(dòng)容量對(duì)比

15、 額定靜容量C0和額定動(dòng)容量Ca的大小決定了回轉(zhuǎn)支承的承載能力和使用壽命，現(xiàn)以外型及安裝尺寸完全相同的單排球式Q1600*50和交叉滾柱式J1600*36為例分析對(duì)比如下： 　　→　單排球式Q1600*50額定靜、動(dòng)容量（C01，Ca1） 　　　 C01=f0d02Zsinα 　　　　 =3850289sin50=6476906（N） 　　　　 式中 f0——滾道硬度系數(shù)，55HRC時(shí)為38N/mm2 　　　 　Z—— 滾動(dòng)體個(gè)數(shù) 　　　 　α——滾道接觸角，一般機(jī)械取α=50 　　　Ca1= 95f1fsfcfαfdZ2/3fH 　　　 　=950.2990523.742

16、440.8375100.651309872.67219.93390.732247 　　　 　= 738760（N） 　　　 　式中各符號(hào)含義及子式從略。 　　→　交叉滾柱式J1600*36的額定靜、動(dòng)容量（C02，Ca2） 　　　C02= f0d0L0(Z/2) sinα 　　　 　=76360.836(122/2)sin45 　　　 　=3398783(N) 　　　 　式中L0 —滾動(dòng)體有效接觸長(zhǎng)度 　　　Ca2= 410f1fcfαf07/9d020/27(Z/2)3/4 fH 　　　 　=4100.3901000.8747400.68271313.648446.9444

17、21.82720.732247 　　　 　= 978133(N) 　　從上述計(jì)算，得到單排球的靜載能力較交叉滾柱式高90%，但動(dòng)載能力小25%，任選二種基本參數(shù)相同的單排球式和交叉滾柱式對(duì)比計(jì)算，其結(jié)論是一致的。 　　需要說(shuō)明的是，交叉滾柱的動(dòng)、靜載能力實(shí)際上遠(yuǎn)達(dá)不到理論計(jì)算值。原因有二：第一，滾道角度誤差，903’；第二，軸徑向間隙的存在，使內(nèi)、外套圈在工作時(shí)發(fā)生相對(duì)傾斜，兩者疊加，使內(nèi)、外套圈本應(yīng)平行的對(duì)應(yīng)滾道面，沿滾動(dòng)體母線全長(zhǎng)，最大可產(chǎn)生0.1mm左右的傾斜，因此，滾柱受載沿長(zhǎng)度方向是不均勻的，兩端應(yīng)和差最大，最大應(yīng)力高出平均應(yīng)力很多，甚至一倍以上或更多，再加上兩端的相對(duì)滑動(dòng)，即

18、使其負(fù)載尚未達(dá)到其額定載荷時(shí)，其最大應(yīng)力已超出許用應(yīng)力，而使?jié)L道破壞失效。盡管腰鼓形滾子的使用使上述情況有所改善，但效果并不明顯。這是因?yàn)?，滾柱兩端的微量修緣，并不能補(bǔ)償滾道角度誤差及內(nèi)外套圈對(duì)應(yīng)面在工作過(guò)程的傾斜；而且，一種修緣尺寸，只適用于一定的D0、d0及軸徑向間隙，要想取得較好的效果，除對(duì)滾道角度公差有較高要求外，還應(yīng)將軸、徑向間隙控制在0.05mm以內(nèi)。顯然，目前無(wú)論是制造還是使用都難以達(dá)到（一般要求與回轉(zhuǎn)支承連接的平臺(tái)的平面度公差為回轉(zhuǎn)支承軸、徑向間隙的1/2）。即使達(dá)到了，交叉滾柱的實(shí)際動(dòng)、靜載能力也只是向理論動(dòng)靜載能力靠近了一點(diǎn)，差距的存在是必然的。 1.2 單排球式和雙排球

19、式對(duì)比 　　有一種錯(cuò)覺(jué)，認(rèn)為雙排球較單排球多一排球，因此承載能力較同一滾道中心直徑的單排球式高。我們一起來(lái)做一個(gè)改型設(shè)計(jì)，看看理論計(jì)算結(jié)果： 以JB2300—84中雙排球021*30*1120為對(duì)象，先計(jì)算其額定靜容量C03 。 　　　C03= f0d02Z sin90 　　　 　=383021031=3522600（N） 　　若保持其滾道中心直徑、安裝孔組節(jié)圓直徑和孔徑不變，將它改型設(shè)計(jì)為單排球，可安排d0=50~60的鋼球。若取d0=50，則單排球Q1120*50的額定靜容量為： 　　　C04= f0d02Z sin50 　　　 　=3850262sin50=4512002（

20、N） 很明顯C04 >C03，大28%。 　　同理，其它規(guī)格的改型設(shè)計(jì)得到的結(jié)論與此是類(lèi)似的。不但如此，因雙排球?yàn)槿健㈦p滾道，材料費(fèi)用，加工制造，運(yùn)輸費(fèi)用都較單排球高，一般同一D0的差價(jià)達(dá)60~100%，而且，滾道的形狀精度和表面粗糙度因不易磨削而很差。因此，是否可以說(shuō)雙排球式是一種質(zhì)次、價(jià)高的落后結(jié)構(gòu)呢？ 1.3 三排柱式是重載的首選型式 　　三排柱式較其它三種型式有著承載能力大的明顯優(yōu)點(diǎn)，但其造價(jià)也是最高的（同一D0）。為什么它能成為重載機(jī)械的首選型式呢？我們不妨在引進(jìn)單位成本額定靜容量r這一判斷選用回轉(zhuǎn)支承型式的經(jīng)濟(jì)技術(shù)指數(shù)后，來(lái)分析四種型式隨著D0的變化與r值變化的規(guī)律，需

21、說(shuō)明的是，r值越大，單位成本的額定靜容量越大。 　　筆者對(duì)JJ36-91和JB2300-84標(biāo)準(zhǔn)中所有型式各種規(guī)格的r值都進(jìn)行了詳細(xì)計(jì)算，并以D0為橫坐標(biāo)，r值為縱坐標(biāo)，繪制了D0—r曲線圖，從圖中可明顯看出：①隨著D0的增加，四種型式的r值都在增加；②在D0≤1800時(shí)，單排球式的r線最高。當(dāng)D0>1800時(shí)，三排柱式的r線最高。也就是說(shuō)在D0≤1800范圍內(nèi)承受同樣的載荷，用單排球式造價(jià)最低；D0>1800時(shí)，承受同樣的載荷，用三排柱式造價(jià)最低。 如果同意以上的分析和計(jì)算,那么結(jié)論是明顯的:中小規(guī)格的回轉(zhuǎn)支承應(yīng)以單排球式為首選型式,大規(guī)格是三排柱式。近幾年來(lái)，有些主機(jī)廠由于型式選擇失當(dāng)

22、，已為此付出了沉重的代價(jià)，歷史的經(jīng)驗(yàn)值得注意。 　　　▲　規(guī)格尺寸的選擇 　　回轉(zhuǎn)支承的滾道中心直徑（滾動(dòng)體組節(jié)圓直徑）D0和滾動(dòng)體直徑d0是構(gòu)成回轉(zhuǎn)支承基本參數(shù)的核心主參數(shù)，當(dāng)型式選定后，如何正確選擇D0—d0呢？ 　　可以將外負(fù)載折算成當(dāng)量靜容量，再乘以合理的安全系數(shù)后與回轉(zhuǎn)支承的額定靜容量對(duì)比來(lái)選擇D0—d0，但我國(guó)回轉(zhuǎn)支承待業(yè)既有現(xiàn)行的兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的數(shù)百個(gè)規(guī)格，又有自行設(shè)計(jì)或引進(jìn)技術(shù)和進(jìn)口主機(jī)所帶來(lái)的規(guī)格，特別是單排球式規(guī)格相近的甚多，如何才能科學(xué)、合理地選擇D0—d0呢？ 　　筆者對(duì)四種結(jié)構(gòu)型式近千個(gè)品種的額定動(dòng)、靜容量用計(jì)算機(jī)進(jìn)行了詳細(xì)計(jì)算，并結(jié)合主機(jī)待業(yè)對(duì)壽命試驗(yàn)的有關(guān)

23、規(guī)定，得出如下結(jié)論：任一型式的回轉(zhuǎn)支承其D0/d0的比都有一個(gè)合理取值范圍，該值的大小是根據(jù)額定動(dòng)、靜載能力匹配的條件計(jì)算得到的。計(jì)算結(jié)果是：?jiǎn)闻徘蚴紻0/d0=30～35，交叉滾柱式D0/d0=50～60，雙排球式D0/d0=35～40，三排柱式D0/d0=80～100。大于上述值則在額定靜容量下使用壽命不足，反之使用壽命過(guò)剩，前者造成回轉(zhuǎn)支承過(guò)早失效，后者造成浪費(fèi)。例如將單排球式1400*32（D0/d0=43.75）用于25t汽車(chē)吊，雖然其額定靜容量滿足使用工況計(jì)算，使用壽命僅為4500次循環(huán)。國(guó)內(nèi)去年就有過(guò)這種例子，雖然超載25%，靜容量試驗(yàn)沒(méi)有問(wèn)題，但當(dāng)進(jìn)行到5000余次循環(huán)時(shí)，滾道

24、產(chǎn)生了剝落，后改用1400*40（D0/d0=35）通過(guò)考核。我們對(duì)JB2300—84的性能曲線圖中動(dòng)、靜載曲線進(jìn)行了分析比較，也能得出類(lèi)似的結(jié)論。 　　當(dāng)然，在一些因結(jié)構(gòu)限制和一些特殊要求的使用場(chǎng)合，應(yīng)根據(jù)具體情況確定D0—d0。例如挖掘機(jī)，回轉(zhuǎn)支承負(fù)載最大的工況是挖掘過(guò)程中，而回轉(zhuǎn)過(guò)程中回轉(zhuǎn)支承的負(fù)載較挖掘過(guò)程中要小得多。因此，只要根據(jù)靜容量確定D0—d0就行了。 　　以上觀點(diǎn)，供主機(jī)選擇回轉(zhuǎn)支承時(shí)參考。 影響回轉(zhuǎn)支承承載能力的四個(gè)參數(shù) 《建筑機(jī)械》2002年第一期 　　 1. 結(jié)構(gòu)型式的選擇 常用回轉(zhuǎn)支承的結(jié)構(gòu)型式有四種：?jiǎn)闻徘蚴健⒔徊鏉L柱式、雙排球

25、式、三排柱式。 根據(jù)我們的經(jīng)驗(yàn)和計(jì)算,有以下結(jié)論： 　?相同外形尺寸的回轉(zhuǎn)支承, 單排球式的承載能力高于交叉滾柱式和雙排球式。 　? 在傾覆力矩160噸米載荷以下，選用單排球式回轉(zhuǎn)支承其性價(jià)比高于三排柱式回轉(zhuǎn)支承，為首選形式。當(dāng)傾覆力矩高于160噸米時(shí)應(yīng)該優(yōu)先考慮選用三排柱式回轉(zhuǎn)支承。 2. 單排球式回轉(zhuǎn)支承系列的選擇 在國(guó)內(nèi)，目前單排球式回轉(zhuǎn)支承有3個(gè)系列的尺寸規(guī)格： HS系列，Q系列和01系列。對(duì)于新用戶一般不知如何選擇那個(gè)系列，我們認(rèn)為每種系列各有優(yōu)點(diǎn)，分析如下： 3個(gè)系列的參數(shù)比較(以滾道中心直徑1250外齒式為例) 公司主要回轉(zhuǎn)支承產(chǎn)品的類(lèi)型和規(guī)格 回轉(zhuǎn)支承類(lèi)

26、型 滾道中心最大直徑 滾動(dòng)體量大直徑 齒輪最大模 單排球式 3550mm 60mm 24mm 單排交叉滾柱式 1700mm 45mm 16mm 雙排球式 2800mm 50mm 24mm 雙列球式 3550mm 50mm 24mm 三排柱式 3550mm 50mm 24mm 系列 重量 Kg 鋼球直徑mm 滾道中心直徑mm 滾道靜容量 N 安裝螺栓孔 QW1250*40 388 40 1250 3696800 32-26 011*35*1250 420 35 1250 3291100 40-26 HSW

27、1250*40 490 40 1250 3696800 36-22 a. HS系列單排球式回轉(zhuǎn)支承是歷史的延續(xù)。在1984年以前，國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的回轉(zhuǎn)支承的主要型式是交叉滾柱式，在1984年馬鞍山回轉(zhuǎn)支承廠開(kāi)始生產(chǎn)單排球式回轉(zhuǎn)支承以后，交叉滾柱式回轉(zhuǎn)支承被取代，為了保持主機(jī)的安裝尺寸不受影響，設(shè)計(jì)了外形及安裝尺寸與原來(lái)交叉滾柱式回轉(zhuǎn)支承完全相同但內(nèi)部結(jié)構(gòu)改為單排球式的HS系列單排球式回轉(zhuǎn)支承。其特點(diǎn)是外形尺寸大，例如：HSN1250.40的重量是470Kg, 而相同承載能力的QNA1250.40的重量是388 Kg, 所以HS系列回轉(zhuǎn)支承占用較多的資源，制造成本比相同的承載能力的Q系列和

28、01系列回轉(zhuǎn)支承高10％以上，同國(guó)外相同承載能力的回轉(zhuǎn)支承相比差得更遠(yuǎn)。 因此，從節(jié)約成本和資源出發(fā)，HS系列應(yīng)該盡可能不用。考慮到改變回轉(zhuǎn)支承后會(huì)改變主機(jī)的相關(guān)尺寸，因此這個(gè)過(guò)程會(huì)比較痛苦，但是新的設(shè)計(jì)不應(yīng)該再選用HS系列。 b. 01系列單排球式回轉(zhuǎn)支承是1984年原機(jī)械部推出的以軸承編號(hào)為基準(zhǔn)的回轉(zhuǎn)支承系列。其安裝螺栓孔數(shù)量多，比較合理，但是滾道參數(shù)存在不合理匹配，例如011.45.1400與 011.35.1400回轉(zhuǎn)支承，其外形尺寸和安裝尺寸完全相同，其制造成本基本相同，但是011.45.1400使用的是直徑45mm鋼球，而011.35.1400使用的是直徑35mm鋼球，后

29、者的承載能力降低了22％。所以在選用01系列單排球式回轉(zhuǎn)支承應(yīng)注意選擇較大鋼球的規(guī)格。 c. Q系列單排球式回轉(zhuǎn)支承是1986年建設(shè)部在參考了01系列回轉(zhuǎn)支承的參數(shù)后，經(jīng)過(guò)優(yōu)化后設(shè)計(jì)的單排球式回轉(zhuǎn)支承系列，相同承載能力的回轉(zhuǎn)支承的截面尺寸更緊湊，重量更輕，具有更好的性價(jià)比。 《JG/T66-1999》標(biāo)準(zhǔn)回轉(zhuǎn)支承編號(hào)方法 1. 無(wú)齒式單排式回轉(zhuǎn)支承由相同滾道中心直徑的外齒式內(nèi)圈和內(nèi)齒式外圈組成，其堵塞與油孔布置在外圈上。 2. 交叉滾柱式回轉(zhuǎn)支承其滾道中心直徑系列與單排球式回轉(zhuǎn)支承滾道中心直徑系列完全一致，但同一滾道中心直徑的交叉滾柱回轉(zhuǎn)支承和單排球式回轉(zhuǎn)支承的滾動(dòng)

30、體直徑不同，對(duì)應(yīng)如下： Q系列鋼球直徑 20 25 32 40 50 60 J 系列圓柱滾子直徑 14 18 22 28 36 45 《JB/T2300》標(biāo)準(zhǔn)回轉(zhuǎn)支承編號(hào)方法 回 轉(zhuǎn) 支 承 選 型 計(jì) 算 單排球式回轉(zhuǎn)支承 1、計(jì)算額定靜容量 Co = f Dd 式中：Co ——額定靜容量，N f ——靜容量系數(shù)，110 N / mm2 D ——滾道中心直徑，mm d ——鋼球公稱直徑，mm 2、根據(jù)組合后的外載荷，計(jì)算當(dāng)量軸向載荷 Cp = P + 4370 M／D + 3.44 Fr 式中：Cp ——當(dāng)量軸向

31、載荷，N M ——總傾覆力矩，Nm P ——總軸向力，N Fr——總徑向力， N 3、計(jì)算安全系數(shù) fs = Co / Cp 式中：fs值可按表1所示選取。 三排柱式回轉(zhuǎn)支承 1、計(jì)算額定靜容量 Co = f Dd 式中：Co ——額定靜容量，N f ——靜容量系數(shù)，147 N / mm2 D ——滾道中心直徑，mm d ——上排滾柱直徑，mm 2、根據(jù)組合后的外載荷，計(jì)算當(dāng)量軸向載荷 Cp = P + 4500 M／D 式中：Cp ——當(dāng)量軸向載荷，N M ——總傾覆力矩，Nm P ——總軸向力， N 3、計(jì)算安全系數(shù) fs

32、 = Co / Cp 式中：fs值可按表1所示選取。 表1 回轉(zhuǎn)支承安全系數(shù)（fs） 工作類(lèi)型 工 作 特 性 機(jī) 械 舉 例 fs 輕 型 不經(jīng)常滿負(fù)荷，回轉(zhuǎn)平穩(wěn)沖擊小 汽車(chē)起重機(jī)，堆取料機(jī)，非港口用輪式起重機(jī) 1.00~1.25 中 型 不經(jīng)常滿負(fù)荷，回轉(zhuǎn)較快有沖擊 塔式起重機(jī)，船用起重機(jī)，履帶起重機(jī) 1.20~1.35 重 型 經(jīng)常滿負(fù)荷，回轉(zhuǎn)快沖擊大 單斗挖掘機(jī)，抓斗起重機(jī)，港口起重機(jī)，集裝箱起重機(jī) 1.30~1.60 特重型 滿負(fù)荷，沖擊大或工作場(chǎng)所條件惡劣 斗輪式挖掘機(jī)，隧道掘進(jìn)機(jī)，冶金起重機(jī)，海上作業(yè)平臺(tái)起重機(jī) 1

33、.60~2.00 單排球式回轉(zhuǎn)支承 單排球式回轉(zhuǎn)支承，采用國(guó)際先進(jìn)的四點(diǎn)接觸球式結(jié)構(gòu)，為各類(lèi)起重機(jī)、挖掘機(jī)、打樁機(jī)、消防云梯車(chē)、高空作業(yè)車(chē)、混凝土泵車(chē)等機(jī)械設(shè)備配套。這種支承是需要承受軸向力、徑向力、傾覆力矩且兩大部分需要相對(duì)旋轉(zhuǎn)的機(jī)械最理想的配套件。 單排球式回轉(zhuǎn)支承，其最新的產(chǎn)品生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)有《JG/T66-1999單排球式回轉(zhuǎn)支承》和《JB/T2300-1999回轉(zhuǎn)支承》兩種。 Q系列(JG/T66） 外齒式 QWA QWB QWC QWD 內(nèi)齒式 QNA QNB QNC QND 無(wú)齒式 QUA QUB QUC QUD HS系列(JG/T

34、66） HSW HSN 01系列(JB/T2300） 010型 0型孔 1型孔 2型孔 3型孔 011，012型 0型孔 1型孔 2型孔 3型孔 013，014型 0型孔 1型孔 2型孔 3型孔 HS系列(JB/T2300） HSW HSN HSB 三排柱式回轉(zhuǎn)支承 三排柱式回轉(zhuǎn)支承，有3個(gè)座圈,上下及徑向滾道, 各自分開(kāi),分別承受不同方向的力。 滾柱與滾道是線接觸,承載能力大,是重型機(jī)械的理想配套件。常見(jiàn)的配套設(shè)備有：輪式起重機(jī)，斗輪式挖掘機(jī)，船用起重機(jī)，鋼水運(yùn)轉(zhuǎn)臺(tái)及大噸位起重機(jī)。 三排柱式回轉(zhuǎn)支承，其最新的產(chǎn)品生產(chǎn)

35、標(biāo)準(zhǔn)有《JG/T68-1999單排球式回轉(zhuǎn)支承》和《JB/T2300-1999回轉(zhuǎn)支承》兩種。 SW系列(JG/T68） 外齒式 SWA SWB SWC SWD 內(nèi)齒式 SNA SNB SNC SND 13系列(JB/T2300） 130 131/132 133/134 回轉(zhuǎn)支承早期斷齒分析及解決措施 《建筑機(jī)械》2002年第七期 　　 造成挖掘機(jī)用回轉(zhuǎn)支承早期失效的主要原因有二條：一是斷齒；二是滾道破壞。其中，斷齒是主要原因，占90％以上，且絕大多數(shù)發(fā)生在挖掘機(jī)出廠后六個(gè)月

36、以內(nèi)。這不但嚴(yán)重困擾著回轉(zhuǎn)支承制造廠產(chǎn)品質(zhì)量信譽(yù)，同時(shí)也對(duì)主機(jī)廠產(chǎn)品市場(chǎng)造成不利影響，因此認(rèn)真解決好這一問(wèn)題是回轉(zhuǎn)支承制造廠和主機(jī)廠的共同的目標(biāo)和責(zé)任，也是雙方進(jìn)一步合作共同發(fā)展的根本保證。 　　因斷齒而使回轉(zhuǎn)支承早期失效的根本原因是什么呢？設(shè)計(jì)問(wèn)題；制造問(wèn)題，材質(zhì)問(wèn)題；裝配問(wèn)題還是使用問(wèn)題。透過(guò)下列現(xiàn)象不難發(fā)現(xiàn)問(wèn)題的本質(zhì)之所在： 　　① 在過(guò)去的十二年里，馬鞍山回轉(zhuǎn)支承廠共為各類(lèi)主機(jī)配套回轉(zhuǎn)支承二萬(wàn)余套，除挖掘機(jī)行業(yè)外，僅有一起回轉(zhuǎn)支承斷齒記錄，而且是發(fā)生在晚期。當(dāng)然，挖掘機(jī)的工況較塔吊、汽車(chē)吊等其它大部分使用回轉(zhuǎn)支承的行業(yè)的主機(jī)工況要惡劣，回轉(zhuǎn)速度較快，沖擊負(fù)荷也較大，斷齒的可能性相

37、應(yīng)地也大些，這也是不爭(zhēng)的事實(shí)。因此，挖掘機(jī)用回轉(zhuǎn)支承的模數(shù)較同一滾道直徑的其它行業(yè)主機(jī)用回轉(zhuǎn)支承要大一檔，而且是硬齒面（一般在47HRC～58HRC之間選取不同的硬度段），基本滿足了挖掘機(jī)對(duì)回轉(zhuǎn)支承齒輪的要求。雖然統(tǒng)計(jì)資料表明挖掘機(jī)用回轉(zhuǎn)支承早期斷齒的概率大于其它主機(jī)，但也僅限于極少的二、三種挖掘機(jī)上，大部分機(jī)種極少有回轉(zhuǎn)支承早期斷齒事故發(fā)生。 　　② 從我們掌握的資料分析，國(guó)內(nèi)外絕大多數(shù)20～22噸級(jí)的挖掘機(jī)使用的回轉(zhuǎn)支承齒輪模數(shù)都為10mm（或徑節(jié)=2.5），熱處理和精度等級(jí)基本一致，國(guó)產(chǎn)挖掘機(jī)一般采用標(biāo)準(zhǔn)齒高和標(biāo)準(zhǔn)壓力角?；剞D(zhuǎn)支承齒輪周向許用力Ｐ可按下式計(jì)算： 　　P=Kz*m*b/

38、78 (噸) 　　式中 Kz=(z/150)^(0.09)外齒?。?；內(nèi)齒取－ 　　z－齒數(shù)m－模數(shù)mmb－齒寬mm 　若設(shè)齒寬b=80；齒數(shù)z=90～110；且為內(nèi)嚙合，則齒輪周向許用力為： 　　p=(90～110/150)^(-0.09)*10*80/78 　　 =10.74～10.55(噸) 　　可見(jiàn)齒輪的周向許用力能夠滿足該噸級(jí)的挖掘機(jī)對(duì)回轉(zhuǎn)支承齒輪負(fù)荷要求，但在該級(jí)別中個(gè)別機(jī)型出現(xiàn)的回轉(zhuǎn)支承早期斷齒率卻高達(dá)2%，其它絕大部分機(jī)型無(wú)此現(xiàn)象發(fā)生。 　?、?通過(guò)對(duì)多起早期斷齒實(shí)物的分析研究發(fā)現(xiàn)，大部分?jǐn)帻X發(fā)生在沿齒寬方向的上半部，一半以上的斷裂面與輪齒的上端面相交，并成45～6

39、0左右的夾角，即使全齒脫落其裂紋也是自上而下擴(kuò)張所致。齒輪受擠壓而產(chǎn)生的塑性變形也相當(dāng)明顯，且上部較下部嚴(yán)重得多，整圈齒槽寬都有不同程度變化，從下至上、從根至頂齒槽寬遞增。 　　我們是否可以認(rèn)為：造成挖掘機(jī)回轉(zhuǎn)支承早期斷齒的作用力并非是周向回轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)力，而是與之嚙合的小齒輪對(duì)其施加的徑向擠壓力，且擠壓時(shí)小齒輪的軸線與回轉(zhuǎn)支承齒輪軸線不平行。該力產(chǎn)生于挖掘過(guò)程中地面對(duì)斗的反作用力，由于回轉(zhuǎn)支承有間隙的原故，與回轉(zhuǎn)支承內(nèi)外圈分別聯(lián)接的上下兩部分在傾覆力矩的作用下，將發(fā)生在回轉(zhuǎn)支承通過(guò)大臂的軸向剖面上的相對(duì)傾斜，同時(shí)產(chǎn)生沿回轉(zhuǎn)支承徑向與大臂反方向的相對(duì)位移，位移量與回轉(zhuǎn)支承徑向間隙相當(dāng)。因與回轉(zhuǎn)支

40、承嚙合的小齒輪安裝在大臂的相反方向，當(dāng)兩者齒側(cè)間隙過(guò)小時(shí)，位移尚未完成，小齒輪便壓上大齒輪，這種情況下本應(yīng)由回轉(zhuǎn)支承滾道承擔(dān)的負(fù)荷卻由齒輪擔(dān)當(dāng)了，由于小齒輪是懸臂安裝原本傾斜的軸線在擠壓力的反作用下進(jìn)一步加劇，致使作用在大齒輪上的擠壓力集中在齒寬的上部。開(kāi)始齒輪由塑性變形來(lái)補(bǔ)償齒側(cè)間隙的不足，隨著回轉(zhuǎn)支承滾道的進(jìn)一步磨合，其徑向間隙漸漸加大，而變形量卻是有限的。通過(guò)受力分析可以看到：小齒輪對(duì)大齒輪的擠壓力是地面對(duì)斗的反作用力的幾倍甚至十幾倍，并且作用在齒廓上的力將被再一次放大，壓力角越小放大系數(shù)越大。這一經(jīng)過(guò)兩次放大的力足以造成大小齒輪斷齒。以上分析的結(jié)論與第③條現(xiàn)象是吻合的。 　　因此，筆者認(rèn)為：回轉(zhuǎn)支承早期斷齒的根本原因是與小齒輪的配合側(cè)隙過(guò)小。建議側(cè)隙值不小于回轉(zhuǎn)支承徑向間隙的1.25倍。值得參改的是，我廠近期為加拿大制造的四種型號(hào)的挖掘機(jī)用回轉(zhuǎn)支承的齒輪壓力角分別為25和27，國(guó)內(nèi)合資廠也有采用。這對(duì)提高齒輪抗徑向擠壓能力是有效的。 　　當(dāng)然，諸如回轉(zhuǎn)支承材質(zhì)缺陷；齒淬后殘余內(nèi)應(yīng)力較大、內(nèi)部有裂紋；因回轉(zhuǎn)支承滾道失效回轉(zhuǎn)卡滯；挖掘機(jī)違章操作等也可導(dǎo)致回轉(zhuǎn)支承齒輪早期失效，但應(yīng)該分布面較廣且離散。