回轉(zhuǎn)支承選型計(jì)算及結(jié)構(gòu)

1、回轉(zhuǎn)支承選型計(jì)算（JB2300-1999) 轉(zhuǎn)支承受載情況 回轉(zhuǎn)支承在使用過(guò)程中，一般要承受軸向力 Fa 、徑向力 Fr 以及傾覆力矩 M 的共同作用，對(duì)不同的應(yīng)用場(chǎng)合，由于主機(jī)的工作方式及結(jié)構(gòu)形式不同，上述三種荷載的作用組合情況將有所變化，有時(shí)可能是兩種載荷的共同作用，有時(shí)也有可能僅僅是一個(gè)載荷的單獨(dú)作用。 通常，回轉(zhuǎn)支承的安裝方式有以下兩種形式 座式安裝和懸掛式安裝。兩種安裝形式支承承受的載荷示意如下： 二、回轉(zhuǎn)支承選型所需的技術(shù)參數(shù) 回轉(zhuǎn)支承承受的載荷 每種載荷及其所占有作業(yè)時(shí)間的百分比 在每種載荷作用下回轉(zhuǎn)支承的轉(zhuǎn)速或轉(zhuǎn)數(shù) 作用在齒輪上的圓周力 回轉(zhuǎn)支承的尺寸 其他的運(yùn)轉(zhuǎn)條件 主機(jī)廠家

2、可根據(jù)產(chǎn)品樣本所提供的信息，利用靜承載能力曲線圖，按回轉(zhuǎn)支承選型計(jì)算方法初步選擇回轉(zhuǎn)支承，然后，與我公司技術(shù)部共同確認(rèn)。也可向我公司提供會(huì)和轉(zhuǎn)支承相關(guān)信息，由我公司進(jìn)行設(shè)計(jì)選型。 每一型號(hào)回轉(zhuǎn)支承都對(duì)應(yīng)一個(gè)承載力曲線圖，曲線圖可幫助用戶初步的選擇回轉(zhuǎn)支承。 曲線圖中有二種類型曲線，一類為靜止承載曲線（ 1 線），表示回轉(zhuǎn)支承保持靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)所能承受的最大負(fù)荷。另一類為回轉(zhuǎn)支承螺栓極限負(fù)荷曲線（ 8.8 、 10.9 ），它是在螺栓夾持長(zhǎng)度為螺栓工稱直徑 5 倍，預(yù)緊力為螺栓材料屈服極限 70% 是確定的。 回轉(zhuǎn)支承選型計(jì)算方法 靜態(tài)選型 1 ）選型計(jì)算流程圖 2 ）靜態(tài)參照載荷 Fa 和 M 的

3、計(jì)算方法： 單排四點(diǎn)接觸球式： 單排四點(diǎn)接觸球式回轉(zhuǎn)支承的選型計(jì)算分別按承載角 45 和 60 兩種情況進(jìn)行。 I、a=45 II、a=60 Fa=(1.225*Fa+2.676*Fr)*fs Fa=(Fa+5.046*Fr)*fs M=1.225*M*fs M=M*fs 然后在曲線圖上找出以上二點(diǎn)，其中一點(diǎn)在曲線以下即可。 單排交叉滾柱式 Fa=(Fa+2.05Fr)*fs M=M*fs 雙排異徑球式 對(duì)于雙排異徑球式回轉(zhuǎn)支承選型計(jì)算，但 Fr 10%Fa 時(shí)， Fr 忽略不計(jì)。當(dāng) Fr 10%Fa 時(shí)，必須考慮軌道內(nèi)側(cè)壓力角的變化，其計(jì)算請(qǐng)與我們聯(lián)系。 Fa=Fa*fs M=M*fs 三排

4、滾柱式 三排滾柱式回轉(zhuǎn)支承選型時(shí)，僅對(duì)軸向滾道負(fù)荷和傾覆力矩的作用進(jìn)行計(jì)算。 Fa=Fa*fs M=M*fs 動(dòng)態(tài)選型 對(duì)于連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)、高速回轉(zhuǎn)和其它對(duì)回轉(zhuǎn)支承的壽命有具體要求的應(yīng)用場(chǎng)合，請(qǐng)與我公司聯(lián)系。 螺栓承載力驗(yàn)算： 把回轉(zhuǎn)支承所承受的最大載荷（沒(méi)有乘靜態(tài)安全系數(shù) fs ）作為選擇螺栓的載荷。 查對(duì)載荷是否在所需等級(jí)螺栓極限負(fù)荷曲線以下； 若螺栓承載能力不夠，可重新選擇回轉(zhuǎn)支承，或與我公司聯(lián)系。 選型計(jì)算距離 - 門坐式起重機(jī)（抓斗） 表一 注： fl 為動(dòng)態(tài)安全系數(shù)，他必須結(jié)合動(dòng)態(tài)承載曲線使用（動(dòng)態(tài)承載曲線不包含次樣本中）。它來(lái)源于經(jīng)驗(yàn)和實(shí)驗(yàn)。是基于最大工作載荷情況下的一個(gè)參照值。采用承

5、載能力曲線選型時(shí)，最大負(fù)荷的計(jì)算方法推薦如下： 在選擇回轉(zhuǎn)支承之前，首先確定對(duì)該主機(jī)應(yīng)考慮的靜安全系數(shù) fs ，可由表 1 查得。 門坐式起重機(jī)（抓斗）： fs=1.45 已知最大靜載荷出現(xiàn)在幅度最大時(shí)，其載荷計(jì)算公式如下： 計(jì)八級(jí)風(fēng)力的最大工作載荷 軸向力 Fa=Q+A+O+G 傾覆力矩： M=Q*lmax+A*amax+W*r-O*o-G*g 2) 不計(jì)風(fēng)力，考慮 25% 實(shí)驗(yàn)負(fù)荷的載荷 軸向力： Fa=1.25Q+A+O+G 傾覆力： M=1.25Q*lmax+A*amax-O*o-G*g 例：已知一抓斗港口吊最大幅度時(shí)的工作負(fù)荷和幅值為： Q=260KN lmax=23m A=75KN

6、 amax=11m O=450KN o=0.75m G=900KN g=3m W=27KN r=6.5m 八級(jí)風(fēng)力時(shí)的最大工作載荷： Fa=Q+A+O+G=260+75+450+900=1685KN M=Q*lmax+A*amax+W*r-O*o-G*g=260*23+75*11+27*6.5-450*0.75-900*3=3943KNm 2) 不計(jì)風(fēng)力，考慮 25% 試驗(yàn)負(fù)載時(shí)的最大工作載荷 Fa=1.25Q+A+O+G=325+75+450+900=1750KN M=1.25Q*lmax+A*amax-O*o-G*g=325*23+75*11-45*0.75-900*3=5566.3KNm

7、 不計(jì)風(fēng)力時(shí)最大工作載荷 Fa=1685KN M=Q*lmax+A*amax-O*o-G*g=260*23+75*11-450*0.75-900*3=3767.5KNm 選用符合情況 2 作為靜態(tài)計(jì)算的工作載荷。 回轉(zhuǎn)支承靜態(tài)參照載荷為： Fa=1750KN*1.45=2537.5KN M=5566.3KNm*1.45=8071.1KNm 而螺栓的計(jì)算載荷為： Fa=1750KN M=5566.3KNM 按上述計(jì)算結(jié)果，在承載能力曲線中選擇，可確定選用 13*.45.2000.002 回轉(zhuǎn)支承。 l 線為靜態(tài)承載能力曲線 8.8 、 10.9 為螺栓承載曲線 1- 靜態(tài)載荷點(diǎn) 2- 螺栓載荷點(diǎn)

8、 1 點(diǎn)再滾道靜態(tài)承載曲線 1 下方，因此滿足要求 2 點(diǎn)在 10.9 級(jí)螺栓承載曲線下方，因此選擇 0.9 級(jí)螺栓可以滿足要求。 回轉(zhuǎn)裝置由轉(zhuǎn)臺(tái)、回轉(zhuǎn)支承和回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)等組成，回轉(zhuǎn)支承的外座圈用螺栓與轉(zhuǎn)臺(tái)連接，帶齒的內(nèi)座圈與底架用螺栓連接，內(nèi)、外座圈之間設(shè)有滾動(dòng)體。挖掘機(jī)工作裝置作用在轉(zhuǎn)臺(tái)上的垂直載荷、水平載荷和傾覆力矩通過(guò)回轉(zhuǎn)支承的外座圈、滾動(dòng)體和內(nèi)座圈傳給底架?；剞D(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的殼體固定在轉(zhuǎn)臺(tái)上，用小齒輪與回轉(zhuǎn)支承內(nèi)座圈上的齒圈相嚙合。小齒輪既可繞自身的軸線自轉(zhuǎn)，又可繞轉(zhuǎn)臺(tái)中心線公轉(zhuǎn)，當(dāng)回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)工作時(shí)，轉(zhuǎn)臺(tái)就相對(duì)底架進(jìn)行回轉(zhuǎn)。 一、回轉(zhuǎn)支承 小松挖掘機(jī)回轉(zhuǎn)支承采用的是滾動(dòng)軸承式回轉(zhuǎn)支承，回轉(zhuǎn)支承的構(gòu)

9、造如圖 2 一 n 所示?；剞D(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的構(gòu)造如圖 2 一 12 所示，履帶架和緩沖彈簧如圖 2 一 13 所示。 小松液壓挖掘機(jī)采用的是轉(zhuǎn)柱式回轉(zhuǎn)支承，回轉(zhuǎn)部分的轉(zhuǎn)角一般等于或小于 180。 結(jié)構(gòu)如圖 2 一 14 所示。它由焊接在回轉(zhuǎn)體上的上、下支承軸及上、下軸承座等組成。軸承應(yīng)用螺栓固定在機(jī)架上，通過(guò)插裝在支撐軸上的液壓馬達(dá)使回轉(zhuǎn)體轉(zhuǎn)動(dòng)。 二、轉(zhuǎn)臺(tái)結(jié)構(gòu) 轉(zhuǎn)臺(tái)的主要承載部分是由鋼板焊成的抗扭和抗彎剛度很大的箱形結(jié)構(gòu)，主架、動(dòng)臂及其液壓缸就支承在主梁的凸耳上。小松 PCZOO 一 5 型挖掘機(jī)轉(zhuǎn)臺(tái)結(jié)構(gòu)如圖 2 一 15 所示 液壓挖掘機(jī)工作時(shí)轉(zhuǎn)臺(tái)上部自重和載荷的合力位置是經(jīng)常變化的，并偏向載荷方向

10、。為平衡載荷力矩，轉(zhuǎn)臺(tái)上的各個(gè)裝置需要合理布置，并在尾部設(shè)置配重，以改善轉(zhuǎn)臺(tái)下部結(jié)構(gòu)的受力，減輕回轉(zhuǎn)支承的磨損，保證整機(jī)的穩(wěn)定性。小松 PC200-6 6 型挖掘機(jī)轉(zhuǎn)臺(tái)布置如圖2-16 所示。三、傳動(dòng)工作原理 小松液壓挖掘機(jī)的傳動(dòng)回路中安裝了液壓蓄能器，如圖 2 一 17 所示。蓄能器接通分配閥的高壓油路，液壓泵的一部分油經(jīng)過(guò)單向閥進(jìn)入蓄能器，另一部分進(jìn)入回轉(zhuǎn)馬達(dá)。隨著轉(zhuǎn)速的增加，回轉(zhuǎn)馬達(dá)所需的流量也增加。當(dāng)液壓泵的油全部供給回轉(zhuǎn)馬達(dá)時(shí)，啟動(dòng)的第一階段結(jié)束。蓄能器在這一瞬間放出其能量，于是液壓泵和蓄能器的油液一起供給回轉(zhuǎn)馬達(dá)，加快了回轉(zhuǎn)馬達(dá)的轉(zhuǎn)速，這是啟動(dòng)的第二階段。 蓄能器的能量完全釋放后上

11、部轉(zhuǎn)臺(tái)靠慣性力仍以最大角速度轉(zhuǎn)動(dòng)，分配閥壓力腔的壓力降低，回轉(zhuǎn)馬達(dá)的油液由其排油路經(jīng)單向閥得到補(bǔ)充。由于阻力和液壓制動(dòng)的作用，書部轉(zhuǎn)臺(tái)速度慢慢降低，從而達(dá)到與液壓泵的流量相符合的速度。但當(dāng)回轉(zhuǎn)角度為 60 。一 90 ”時(shí)，上部轉(zhuǎn)臺(tái)基本不滑轉(zhuǎn)，因?yàn)樵谶@個(gè)范圍內(nèi)幾乎只是制動(dòng)或啟動(dòng)階段?；窘Y(jié)構(gòu)材料本公司選擇最好的材料以用作回轉(zhuǎn)支承制造，由此可適用于可預(yù)見(jiàn)的多種用途。這些材料由認(rèn)可的鋼廠生產(chǎn)過(guò)程中為了確保產(chǎn)品質(zhì)量，所以每一重要步驟都進(jìn)行了檢查。我們常常選用高級(jí)碳鋼，使產(chǎn)品符合多種工作要求。產(chǎn)品承受較大應(yīng)力時(shí)進(jìn)行透硬淬火及回火的熱處理工藝。標(biāo)準(zhǔn)等級(jí)正火狀態(tài)淬火狀態(tài)改進(jìn)XC45代號(hào)z代號(hào)X42CrMo4代號(hào)N代號(hào)D國(guó)外等同的規(guī)格下表所示我們的標(biāo)準(zhǔn)鋼材牌號(hào)與其它國(guó)家相應(yīng)的鋼材牌號(hào)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)XC45代碼Z/X42CrMo4代碼N/D中國(guó)GB4542CrMo德國(guó)DINCK4542CrMo4英國(guó)B.S.080M46708M40美國(guó)AISI16B454142意大利UNIC4542CrMo4日本JISS