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淺談回轉(zhuǎn)支承的合理使用
2023-03-23鄧俊梅 劉瑞明
（包頭職業(yè)技術(shù)學(xué)院）
摘 要：回轉(zhuǎn)支承是工程機(jī)械的關(guān)鍵部件，工作中承受著各種復(fù)雜的載荷，因而合理使用就是確保主機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)重要問(wèn)題。
關(guān)鍵詞：回轉(zhuǎn)支承；工程機(jī)械；關(guān)鍵部件；固定螺栓；安裝面
回轉(zhuǎn)支承裝置近乎特大型的滾動(dòng)軸承。圖1-1為單排球式回轉(zhuǎn)支承的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖。按其結(jié)構(gòu)型式可分為4點(diǎn)接觸球軸承、雙排角接觸推力球軸承、交叉圓柱滾子軸承、交叉圓錐滾子軸承和3排圓柱滾子組合軸承等.回轉(zhuǎn)支承可同時(shí)承受軸向力、徑向力、傾翻力矩，多有安裝孔和潤(rùn)滑及密封裝置，能使主機(jī)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)緊湊，引導(dǎo)旋轉(zhuǎn)方便，便于制造、安裝與保養(yǎng)，因此近年來(lái)得到廣泛應(yīng)用
回轉(zhuǎn)支承的應(yīng)用范圍很廣，主要用于起重機(jī)械（汽車起重機(jī)、塔式起重機(jī)等）、工程機(jī)械（挖掘機(jī)、裝載機(jī)等）、運(yùn)輸機(jī)械、材料加工機(jī)械、冶金機(jī)械、食品加工機(jī)械，以及軍事裝備（Tank、高炮、雷達(dá)、火箭發(fā)射臺(tái)等）、醫(yī)療機(jī)械、科研設(shè)備等。如圖1-1為Z簡(jiǎn)單的回轉(zhuǎn)支承結(jié)構(gòu)圖：
回轉(zhuǎn)支承和普通軸承一樣，都有滾動(dòng)體和帶滾道的滾圈。但是，它與普通滾動(dòng)軸承相比，又有很多差異，主要的有以下幾點(diǎn)：
1.回轉(zhuǎn)支承的尺寸都大，其直徑通常在 0.4～10 米，有的竟達(dá) 40 米。
2.回轉(zhuǎn)支承一般都要承受幾個(gè)方面的負(fù)荷，不僅要承受軸向力、徑向力，還要承受較大的傾翻力矩。因此，一套回轉(zhuǎn)支承往往起幾套普通滾動(dòng)軸承的作用。
3.回轉(zhuǎn)支承的運(yùn)轉(zhuǎn)速度很低，通常在 10 轉(zhuǎn) / 分以下。此外，在多數(shù)場(chǎng)合下，回轉(zhuǎn)支承不作連續(xù)回轉(zhuǎn)，而僅僅在一定角度內(nèi)往返旋轉(zhuǎn)，相當(dāng)于所謂的“擺動(dòng)軸承”。
4.在制造工藝、材料及熱處理等方面，回轉(zhuǎn)支承與滾動(dòng)軸承有很大差別。
5.通常，回轉(zhuǎn)支承上帶有旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)用的齒圈以及防塵用的密封裝置。
6.回轉(zhuǎn)支承的尺寸很大，不像普通軸承那樣套在心軸上并裝在軸承箱內(nèi)，而是采用螺栓將其緊固在上、下支座上。
回轉(zhuǎn)支承在塔機(jī)上的應(yīng)用如圖1-2：回轉(zhuǎn)支承系統(tǒng)是由上支承座、回轉(zhuǎn)支承和下支承座三部分組成。它下面連接塔身，上部支承塔頭、吊臂等部件，可使塔式起重機(jī)（簡(jiǎn)稱塔機(jī)）上部相對(duì)于塔身作360度自由回轉(zhuǎn)，以完成各種起重作業(yè)要求，是塔機(jī)的重要結(jié)構(gòu)系統(tǒng)。塔式起重機(jī)在早期使用過(guò)程中理，回轉(zhuǎn)時(shí)常產(chǎn)生較大的金屬撞擊響聲 ，用戶普遍認(rèn)為 ，回轉(zhuǎn)時(shí)出現(xiàn)的這種響聲來(lái)自于配套的回轉(zhuǎn)支承心部的故障 ，擔(dān)心塔機(jī)會(huì)出現(xiàn)事故。塔機(jī)制造企業(yè)產(chǎn)品售后服務(wù)人員對(duì)此問(wèn)題提出的解決方法基本是更換回轉(zhuǎn)支承 ，但工程量大 ，更換工作費(fèi)用遠(yuǎn)高于回轉(zhuǎn)支承本身的費(fèi)用。
回轉(zhuǎn)支承在挖掘機(jī)上的應(yīng)用：圖1-3反映了回轉(zhuǎn)支承在履帶式液壓挖掘機(jī)上的應(yīng)用情況，它將機(jī)器的上部和下部連接起來(lái)，用以支承上部的重量和工作負(fù)荷，并使上部能相對(duì)于下部旋轉(zhuǎn)。
回轉(zhuǎn)支承本身結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，零件少，性能計(jì)算理論一般采用普通軸承的通用公式，按理，使用中應(yīng)該比較可靠。但是，國(guó)內(nèi)使用中仍經(jīng)常出現(xiàn)非正常失效，甚至重大事故。究其原因，除少部分是回轉(zhuǎn)支承制造質(zhì)量外，大部分都是主機(jī)應(yīng)用時(shí)忽視了必要的技術(shù)條件的限制，其中Z重要的是安裝支架的精度、剛度。
大型回轉(zhuǎn)支承的典型故障形式與分類
1.疲勞剝落損傷；2.磨損類故障；3.結(jié)構(gòu)變形；4.螺栓松動(dòng)
為了能有效的傳遞載荷，Z有效的方式是采用螺栓和螺母連接，需要注意的是，焊接是不允許的。
螺栓推薦采用10.9級(jí)高抗拉螺栓，特殊情況可彩用8.8級(jí)或12.9級(jí)，螺母必須是相應(yīng)螺栓的同等級(jí)別或更高級(jí)別，推薦螺母高度等于螺栓直徑。如果使用墊圈，必須采用淬硬平墊圈（不能使用任何型號(hào)的彈簧墊圈），對(duì)墊圈要求其屈服強(qiáng)度不少于600Mpa，外徑等于2倍螺栓直徑，厚度不小于0.3倍螺栓直徑。
隨著設(shè)計(jì)和工藝水平的不斷提高以及制造經(jīng)驗(yàn)的積累，一些廠家的質(zhì)量水平已經(jīng)達(dá)到或接近先進(jìn)水平。但是由于用戶沒(méi)有注意回轉(zhuǎn)支承的合理使用，包括：運(yùn)輸、存放、安裝和維護(hù)等細(xì)節(jié)，造成主機(jī)使用性能下降的現(xiàn)象也不容忽視。那么如何正確安裝和維護(hù)回轉(zhuǎn)支承？
1.運(yùn)輸、存放
回轉(zhuǎn)支承在出廠前已涂防銹油，并用薄膜包裹，這種包裝的防銹有效期?般3-6個(gè)月。其存儲(chǔ)溫度應(yīng)該在20±10℃，且相對(duì)濕度不大于60%，超過(guò)有效期后，應(yīng)及時(shí)保養(yǎng)?；剞D(zhuǎn)支承庫(kù)存一年后應(yīng)加注潤(rùn)滑脂，并檢查其回轉(zhuǎn)的靈活性。
回轉(zhuǎn)支承出廠時(shí)一般固定在托盤(pán)上或包裝箱中，有單件包裝和成組包裝兩種形式。運(yùn)輸和存放應(yīng)保持水平，不能碰撞和擠壓，不能淋雨，存放處應(yīng)平整。堆放的回轉(zhuǎn)支承之間應(yīng)有平整的隔離。
回轉(zhuǎn)支承一般有吊裝孔，可以旋入吊環(huán)螺栓安全起吊。
2.安裝
首先打開(kāi)回轉(zhuǎn)支承包裝，檢查合格證和標(biāo)牌，確認(rèn)所用的回轉(zhuǎn)支承型號(hào)正確。
A.安裝平面
安裝表面應(yīng)光潔，要去除所有的多余物質(zhì)如油漆殘留、焊珠、毛刺等。清洗時(shí)注意不要讓溶劑滲入回轉(zhuǎn)支承內(nèi)部，不能使用損害密封材料的溶劑。裝配之前安裝表面應(yīng)干燥、無(wú)潤(rùn)滑劑。應(yīng)采取保護(hù)工人和環(huán)境的措施。
安裝支座的安裝面粗糙度不大于Ra=12.5，6.3μm，安裝面的平面度的誤差須檢測(cè)周向誤差和徑向誤差。周向平面度公差值隨回轉(zhuǎn)支承滾道直徑大小而有對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)值范圍（具體參照有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，徑向誤差基于法蘭實(shí)際寬度測(cè)量，徑向平面公差值取周向公差值的一半）。
為了避免安裝平面的不平度或支座變形造成回轉(zhuǎn)支承局部過(guò)載，周向平面度誤差在任何180度范圍內(nèi)只能有一次波浪起伏，而且變化平緩。
B.支座的剛度
標(biāo)準(zhǔn)回轉(zhuǎn)支承與零間隙回轉(zhuǎn)支承對(duì)支座的剛性有不同的要求。見(jiàn)下表：
回轉(zhuǎn)支承的內(nèi)外圈滾道都有一個(gè)軟帶，應(yīng)放在主負(fù)荷平面的兩側(cè)。即與主負(fù)荷區(qū)錯(cuò)開(kāi)90度。軟帶處有一個(gè)堵塞或打了“S”標(biāo)記。
另外還要檢查回轉(zhuǎn)支承與安裝面的吻合情況，通常采用塞尺檢查，如果吻合不好，要用適當(dāng)?shù)牟牧咸畛洹；剞D(zhuǎn)支承安裝后禁止在支座上進(jìn)行焊接作業(yè)。
D.堅(jiān)固螺栓
1.安裝螺栓的選擇
應(yīng)使用規(guī)定的（尺寸、數(shù)量、強(qiáng)度等級(jí)等）安裝螺栓和墊圈。另注意：
1.1.不能使用全螺紋螺栓
1.2.不要使用舊的螺栓、螺母和墊圈
1.3.禁止使用開(kāi)口的墊圈如彈性墊圈等
1.2.螺栓預(yù)緊力矩的選擇
普通公制螺栓的預(yù)緊力建議取0.6-0.7倍螺栓屈服強(qiáng)度。建議大于M27的螺栓使用液壓緊固裝置，預(yù)緊力不要超過(guò)屈服強(qiáng)度的85%。
3.緊固螺栓
回轉(zhuǎn)支承應(yīng)在無(wú)負(fù)載條件下安裝。注意：
3.1在螺栓的螺紋上抹一點(diǎn)油以保證磨擦阻力的均衡不要在螺栓防松件上用膠。
3.2預(yù)緊螺栓：應(yīng)分三步交錯(cuò)預(yù)緊，三步的力分別是30%、80%、100%。
E.調(diào)整齒輪側(cè)隙
安裝有齒的回轉(zhuǎn)支承時(shí)，正確地調(diào)整齒輪側(cè)隙很重要?？稍邶X輪徑向跳動(dòng)Z高點(diǎn)處用塞尺測(cè)量調(diào)整，也可用壓鉛絲或其它適合方法。如果側(cè)隙不在規(guī)定值以內(nèi)，可移動(dòng)小齒輪改變中心距。調(diào)定后把回轉(zhuǎn)支承至少轉(zhuǎn)一整圈以確認(rèn)沒(méi)有其他齒跳高點(diǎn)，在回轉(zhuǎn)支承Z終固定后再檢查一次側(cè)隙假冒隙。齒輪徑向跳動(dòng)Z高點(diǎn)用綠漆標(biāo)記在齒溝中。
F.首次潤(rùn)滑
1.滾道潤(rùn)滑
為確保潤(rùn)滑的充分，在初次使用前應(yīng)再加注一次圖紙或產(chǎn)品使用說(shuō)明書(shū)規(guī)定的潤(rùn)滑脂。特別注意所有的油嘴一個(gè)一個(gè)地注入潤(rùn)滑脂，Z好邊轉(zhuǎn)動(dòng)回轉(zhuǎn)支承邊注油，直到看見(jiàn)潤(rùn)滑脂從密封圈擠出為止。
2.齒輪潤(rùn)滑
在齒輪潤(rùn)滑時(shí)，齒面應(yīng)清潔。建議用干凈的刷子把潤(rùn)滑脂刷在齒輪上。
3.定期檢查和維護(hù)
3.1.首次使用100個(gè)工作小時(shí)，檢查一次螺栓預(yù)緊力矩。如果有10%以上的螺栓松動(dòng)，第200個(gè)工作小時(shí)再檢查一次。
3.2.以后每500個(gè)工作小時(shí)檢查一次；惡劣工況要縮短檢查間隔。
3.3.設(shè)備累計(jì)工作2000小時(shí)后，如果發(fā)現(xiàn)某個(gè)螺栓松動(dòng)到規(guī)定力矩的80%以下，則該螺栓以及相鄰的兩個(gè)螺栓要換新的。如果發(fā)現(xiàn)20%的螺栓松動(dòng)到規(guī)定力矩的80%以下，則全部螺栓要換新的。
3.4.設(shè)備累計(jì)工作14000小時(shí)后，全部螺栓都要換新的。
3.5.對(duì)回轉(zhuǎn)速度較高或連續(xù)回轉(zhuǎn)或工作頻繁的設(shè)備，每100工作小時(shí)加一次油。在工況惡劣的情況下要進(jìn)一步縮短加注潤(rùn)滑油脂的時(shí)間間隔。
（來(lái)源：中國(guó)機(jī)械）
