回转支承选型计算及结构.docx

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回转支承选型计算及结构

回转支承选型计算〔2300-1999）

• 转支承受载情况

回转支承在使用过程中，一般要承受轴向力Fa、径向力Fr以与倾覆力矩M的共同作用，对不同的应用场合，由于主机的工作方式与结构形式不同，上述三种荷载的作用组合情况将有所变化，有时可能是两种载荷的共同作用，有时也有可能仅仅是一个载荷的单独作用。

通常，回转支承的安装方式有以下两种形式—座式安装和悬挂式安装。

两种安装形式支承承受的载荷示意如下：

二、回转支承选型所需的技术参数

• 回转支承承受的载荷

• 每种载荷与其所占有作业时间的百分比

• 在每种载荷作用下回转支承的转速或转数

• 作用在齿轮上的圆周力

• 回转支承的尺寸

• 其他的运转条件

主机厂家可根据产品样本所提供的信息，利用静承载能力曲线图，按回转支承选型计算方法初步选择回转支承，然后，与我公司技术部共同确认。

也可向我公司提供会和转支承相关信息，由我公司进行设计选型。

每一型号回转支承都对应一个承载力曲线图，曲线图可帮助用户初步的选择回转支承。

曲线图中有二种类型曲线，一类为静止承载曲线〔1线〕，表示回转支承保持静止状态时所能承受的最大负荷。

另一类为回转支承螺栓极限负荷曲线〔8.8、10.9〕，它是在螺栓夹持长度为螺栓工称直径5倍，预紧力为螺栓材料屈服极限70%是确定的。

• 回转支承选型计算方法

• 静态选型

1〕选型计算流程图

2〕静态参照载荷Fa'和M'的计算方法：

• 单排四点接触球式：

单排四点接触球式回转支承的选型计算分别按承载角45°和60°两种情况进行。

I、a=45°II、a=60°

Fa'=（1.225*Fa+2.676*Fr）*fsFa'=（Fa+5.046*Fr）*fs

M'=1.225*M*fsM'=M*fs

然后在曲线图上找出以上二点，其中一点在曲线以下即可。

• 单排交叉滚柱式

Fa'=（Fa+2.05Fr）*fs

M'=M*fs

• 双排异径球式

对于双排异径球式回转支承选型计算，但Fr≦10%Fa时，Fr忽略不计。

当Fr≧10%Fa时，必须考虑轨道内侧压力角的变化，其计算请与我们联系。

Fa'=Fa*fs

M'=M*fs

• 三排滚柱式

三排滚柱式回转支承选型时，仅对轴向滚道负荷和倾覆力矩的作用进行计算。

Fa'=Fa*fs

M'=M*fs

• 动态选型

对于连续运转、高速回转和其它对回转支承的寿命有具体要求的应用场合，请与我公司联系。

• 螺栓承载力验算：

• 把回转支承所承受的最大载荷〔没有乘静态安全系数fs〕作为选择螺栓的载荷。

• 查对载荷是否在所需等级螺栓极限负荷曲线以下；

• 若螺栓承载能力不够，可重新选择回转支承，或与我公司联系。

• 选型计算距离-门坐式起重机〔抓斗〕

表一

注：

fl为动态安全系数，他必须结合动态承载曲线使用〔动态承载曲线不包含次样本中〕。

它来源于经验和实验。

是基于最大工作载荷情况下的一个参照值。

采用承载能力曲线选型时，最大负荷的计算方法推荐如下：

在选择回转支承之前，首先确定对该主机应考虑的静安全系数fs，可由表1查得。

门坐式起重机〔抓斗〕：

fs=1.45

已知最大静载荷出现在幅度最大时，其载荷计算公式如下：

• 计八级风力的最大工作载荷

轴向力Fa=Q+A+O+G

倾覆力矩：

M=Q*lmax+A*amax+W*r-O*o-G*g

2）不计风力，考虑25%实验负荷的载荷

轴向力：

Fa=1.25Q+A+O+G

倾覆力：

M=1.25Q*lmax+A*amax-O*o-G*g

例：

已知一抓斗港口吊最大幅度时的工作负荷和幅值为：

Q=260KNlmax=23m

A=75KNamax=11m

O=450KNo=0.75m

G=900KNg=3m

W=27KNr=6.5m

• 八级风力时的最大工作载荷：

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）不计风力，考虑25%试验负载时的最大工作载荷

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

• 不计风力时最大工作载荷

Fa=1685KN

M=Q*lmax+A*amax-O*o-G*g=260*23+75*11-450*0.75-900*3=3767.5KNm

选用符合情况2作为静态计算的工作载荷。

回转支承静态参照载荷为：

Fa'=1750KN*1.45=2537.5KN

M'=5566.3KNm*1.45=8071.1KNm

而螺栓的计算载荷为：

Fa=1750KN

M=5566.3KNM

按上述计算结果，在承载能力曲线中选择，可确定选用13*.45.2000.002回转支承。

l线为静态承载能力曲线

8.8、10.9为螺栓承载曲线

1'-静态载荷点

2'-螺栓载荷点

1'点再滚道静态承载曲线1下方，因此满足要求

2'点在10.9级螺栓承载曲线下方，因此选择0.9级螺栓可以满足要求。

回转装置由转台、回转支承和回转机构等组成，回转支承的外座圈用螺栓与转台连接，带齿的内座圈与底架用螺栓连接，内、外座圈之间设有滚动体。

挖掘机工作装置作用在转台上的垂直载荷、水平载荷和倾覆力矩通过回转支承的外座圈、滚动体和内座圈传给底架。

回转机构的壳体固定在转台上，用小齿轮与回转支承内座圈上的齿圈相啮合。

小齿轮既可绕自身的轴线自转，又可绕转台中心线公转，当回转机构工作时，转台就相对底架进行回转。

  一、回转支承

  小松挖掘机回转支承采用的是滚动轴承式回转支承，回转支承的构造如图2一n所示。

回转机构的构造如图2一12所示，履带架和缓冲弹簧如图2一13所示。

  小松液压挖掘机采用的是转柱式回转支承，回转部分的转角一般等于或小于180。

结构如图2一14所示。

它由焊接在回转体上的上、下支承轴与上、下轴承座等组成。

轴承应用螺栓固定在机架上，通过插装在支撑轴上的液压马达使回转体转动。

  二、转台结构

  转台的主要承载部分是由钢板焊成的抗扭和抗弯刚度很大的箱形结构，主架、动臂与其液压缸就支承在主梁的凸耳上。

小松PCZOO一5型挖掘机转台结构如图2一15所示

    液压挖掘机工作时转台上部自重和载荷的合力位置是经常变化的，并偏向载荷方向。

为平衡载荷力矩，转台上的各个装置需要合理布置，并在尾部设置配重，以改善转台下部结构的受力，减轻回转支承的磨损，保证整机的稳定性。

小松PC200-66型挖掘机转台布置如图2-16所示。

   三、传动工作原理

  小松液压挖掘机的传动回路中安装了液压蓄能器，如图2一17所示。

蓄能器接通分配阀的高压油路，液压泵的一部分油经过单向阀进入蓄能器，另一部分进入回转马达。

随着转速的增加，回转马达所需的流量也增加。

当液压泵的油全部供给回转马达时，启动的第一阶段结束。

蓄能器在这一瞬间放出其能量，于是液压泵和蓄能器的油液一起供给回转马达，加快了回转马达的转速，这是启动的第二阶段。

  蓄能器的能量完全释放后上部转台靠惯性力仍以最大角速度转动，分配阀压力腔的压力降低，回转马达的油液由其排油路经单向阀得到补充。

由于阻力和液压制动的作用，书部转台速度慢慢降低，从而达到与液压泵的流量相符合的速度。

但当回转角度为60。

一90〞时，上部转台基本不滑转，因为在这个X围内几乎只是制动或启动阶段。

基本结构

材料

本公司选择最好的材料以用作回转支承制造，由此可适用于可预见的多种用途。

这些材料由认可的钢厂生产过程中为了确保产品质量，所以每一重要步骤都进行了检查。

我们常常选用高级碳钢，使产品符合多种工作要求。

产品承受较大应力时进行透硬淬火与回火的热处理工艺。

标准等级

正火状态

淬火状态

改进XC45

代号z

代号X

42CrMo4

代号N

代号D

国外等同的规格

下表所示我们的标准钢材牌号与其它国家相应的钢材牌号

国家

标准

XC45代码Z/X

42CrMo4代码N/D

中国

GB

45

42CrMo

德国

DIN

CK45

42CrMo4

英国

B.S.

080M46

708M40

美国

AISI

16B45

4142

意大利

UNI

C45

42CrMo4

日本

JIS

S45C

SNB7

西班牙

UNE

C45K〔Fll40〕

42CrMo4（F8232）

瑞典

SSSTAHL

1672

2244

澳大利亚

ASAAS

1442-1045

AS1444-4140

其它材料某些应用的特殊因素或功能要求都将导致使用下列材料：

不锈钢,铝基轻合金,淬火结构钢或合金,钦合金,在保护气氛下淬火的特种钢,低温特种钢,渗碳钢或渗氮钢,塑性复合材料