回轉(zhuǎn)支承選型計(jì)算.doc

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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、汽車吊及各類起重機(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?？傊?，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)椋瑵L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)論與此是類似的。不但如此，因雙排球?yàn)槿?、雙滾道，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?、交叉滾柱式、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)品的類型和規(guī)格 回轉(zhuǎn)支承類

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?？紤]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)，為各類起重機(jī)、挖掘機(jī)、打樁機(jī)、消防云梯車、高空作業(yè)車、混凝土泵車等機(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,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： 　?、?在過(guò)去的十二年里，馬鞍山回轉(zhuǎn)支承廠共為各類主機(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。 　?、?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?。? 　　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。