1、回转支承损坏现象
在汽车起重机、挖掘机等各种工程机械中,回转支承是传递转盘与底盘之间的轴向载荷、径向载荷和倾翻力矩的重要部件。
在轻负载情况下,能正常工作,转动自如。但当负载较重时,特别是在最大起重量和最大范围时,重物很难转动,甚至根本不能转动,以致被卡住。此时,通常采用减小幅度、调整支腿、或移动底盘位置等方法,使车身倾斜,以帮助实现重物的旋转运动,完成预定的起重等作业。因此,在检修工作中,经常发现回转支承滚道已严重损坏,工作前的内滚道两侧和下滚道均产生沿滚道方向的环形裂纹。区,导致滚道上滚道在受力最大的区域凹陷。,并在整个凹陷处产生径向裂纹。
2. 浅谈回转支承损坏的原因
(1)安全系数的影响回转支承常在低速、重载条件下运行,其承载能力一般可用静承载能力来表示,额定静承载能力记为C0a。所谓静承载能力是指滚道永久变形δ达到3d0/10000时回转轴承的承载能力,d0为滚动体直径。外部载荷的组合一般用当量载荷Cd表示。静承载能力与当量载荷的比值称为安全系数,记为fs,是回转支承设计和选型的主要依据。
采用校核滚子与滚道最大接触应力的方法设计回转轴承时,采用线接触应力[σk线]=2.0~2.5×102 kN/cm。目前,大多数制造商根据外部载荷的大小来选择和计算回转轴承的类型。根据现有资料,目前小吨位起重机回转支承的接触应力比大吨位起重机小,实际安全系数更高。起重机吨位越大,回转支承直径越大,制造精度越低,安全系数也越低。这就是大吨位起重机的回转轴承比小吨位起重机的回转轴承更容易损坏的根本原因。目前普遍认为40t以上起重机回转支承的线接触应力不应超过2.0×102kN/cm,安全系数不应小于1.10。
(2)转台结构刚度的影响
回转支承是在转盘与底盘之间传递各种载荷的重要零件。它本身的刚度并不大,主要取决于支撑它的底盘和转盘的结构刚度。从理论上讲,转台的理想结构是具有高刚性的圆柱形形状,使转台上的载荷能够均匀分布,但由于整机高度限制而无法实现。转台有限元分析结果表明,转台与回转支承连接的底板变形较大,在大偏载情况下变形更为严重,导致载荷集中在部分滚子,从而增加了单个滚子的负载。受到的压力;尤其严重的是,转台结构的变形会改变滚子与滚道之间的接触条件,大大减少接触长度并导致接触应力大幅增加。但目前广泛采用的接触应力和静承载能力的计算方法都是以回转支承受力均匀、滚子有效接触长度为滚子长度的80%为前提的。显然,这个前提与实际情况并不相符。这也是回转支承容易损坏的另一个原因。
回转支承本身的加工质量受制造精度、轴向游隙和热处理状态的影响较大。这里容易被忽视的因素是热处理状态的影响。显然,为了避免滚道表面出现裂纹和凹陷,要求滚道表面除具有足够的硬度外,还必须具有足够的硬化层深度和心部硬度。据国外资料显示,滚道硬化层深度应随滚动体的增加而加厚,最深可超过6mm,中心硬度应较高,这样滚道就会有较高的压碎力反抗。因此,回转支承滚道表面硬化层深度不足,心部硬度较低,这也是其损坏的原因之一。
3.改善措施
(1)通过有限元分析,适当增加转盘与回转支承连接部位的板厚,以提高转盘的结构刚度。
(2)设计大直径回转支承时,应适当增加安全系数;适当增加滚子数量还可以改善滚子与滚道的接触条件。
(3)提高回转轴承的制造精度,重点关注热处理工艺。它可以降低中频淬火速度,力求获得较大的表面硬度和淬火深度,防止滚道表面淬火裂纹。
发布时间:2023年3月22日