祝勇，陳磊

（馬鞍山福永智能科技有限公司，安徽 馬鞍山 243000）

單排交叉滾柱式回轉(zhuǎn)支承故障分析與對策研究

祝勇，陳磊

（馬鞍山福永智能科技有限公司，安徽 馬鞍山 243000）

單排交叉滾柱式回轉(zhuǎn)支承能夠承受綜合載荷的大型軸承，尤其是能夠同時承受較大的徑向、軸向負(fù)荷與傾覆力矩，具有較高的旋轉(zhuǎn)精度，工業(yè)實(shí)用性較高。本文主要探討了回轉(zhuǎn)支承的運(yùn)輸、安全以及維護(hù)保養(yǎng)等方面的相關(guān)技術(shù)，診斷了單排交叉滾柱式回轉(zhuǎn)支承的常見故障問題。

回轉(zhuǎn)支承；單排交叉滾柱式；安裝；維護(hù)保養(yǎng)；常見故障

回轉(zhuǎn)支承主要是指兩物體相互之間做相對稱的規(guī)律性回轉(zhuǎn)運(yùn)動，在回轉(zhuǎn)運(yùn)動期間，兩物體會同時來自于徑向力、軸向力和傾覆力矩方面的壓力，所以回轉(zhuǎn)支承應(yīng)該是機(jī)械設(shè)備中最關(guān)鍵的機(jī)械部件之一?；剞D(zhuǎn)支承有許多種，例如單雙排球式、單排交叉滾柱式等等，本文所著重介紹的是單排交叉滾柱式回轉(zhuǎn)軸承。

1 單排交叉滾柱式回轉(zhuǎn)支承的運(yùn)輸與安裝

回轉(zhuǎn)支承在運(yùn)輸過程中應(yīng)該保持固定狀態(tài)，最好將其水平固定在木板、木架或者木箱中，并做到輕運(yùn)輕放，避免出現(xiàn)徑向碰撞問題。在對回轉(zhuǎn)支承的倉儲管理方面，由于考慮到它需要進(jìn)行長期倉儲，所以必須為其外部表面部分涂抹防銹油或防銹漆，再配合防油塑料薄膜或油紙進(jìn)行包裹覆蓋，并保存于空氣條件密閉干燥的空間內(nèi)。需要在回轉(zhuǎn)支承安裝前對其接觸面齒輪保護(hù)涂層位置進(jìn)行反復(fù)清洗處理，同時調(diào)整好裝配間隙?？衫萌叩葴y量工具進(jìn)行安裝接觸面的平直度調(diào)整，對回轉(zhuǎn)支承中所存在的配合面不平度進(jìn)行直接調(diào)整。另外，回轉(zhuǎn)支承的接觸面安裝還需要通過機(jī)械加工方法來實(shí)施進(jìn)一步操作，消除可能存在的平面誤差，要在回轉(zhuǎn)支承結(jié)構(gòu)件全部焊接以后展開，基于結(jié)構(gòu)件剛性檢測來測試其在最大額定載荷狀況下是否存在安裝面偏差超出范圍問題。另外，應(yīng)該做好定壓圈與轉(zhuǎn)動齒圈的固定工作，定義外齒圈為正向、內(nèi)齒圈為負(fù)向。

在安裝小齒輪過程中，必須結(jié)合大齒圈調(diào)整過程為小齒輪嚙合部位涂漆，滿足嚙合間隙的裝配間隙技術(shù)要求，最后對螺栓加以固定。需要注意的是，如果存在螺栓螺距誤差問題，要進(jìn)行滾壓螺栓調(diào)校。最后在安裝回轉(zhuǎn)支承方面不能采用彈簧墊圈，因?yàn)閺椈蓧|圈會大幅度降低螺栓頭與支撐接觸面的壓力作用，最好選擇那些已經(jīng)經(jīng)過調(diào)質(zhì)處理的圓平墊圈。

2 單排交叉滾柱式回轉(zhuǎn)支承的使用與維護(hù)保養(yǎng)

在使用單排交叉滾柱式回轉(zhuǎn)支承之前，要首先為滾道加注足量的潤滑脂，邊旋轉(zhuǎn)邊加注，直到密封條位置出現(xiàn)油脂外溢。另外在齒圈部分也需要涂抹一定量的齒輪專用油脂，并保證在回轉(zhuǎn)支承的定期潤滑（每運(yùn)轉(zhuǎn)50~55h后）。因?yàn)槟承┑貐^(qū)存在溫濕度偏高且灰塵環(huán)境嚴(yán)重，早晚溫差偏大等外界環(huán)境因素問題，所以在這種環(huán)境下為了確?；剞D(zhuǎn)支承能夠連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，必須調(diào)整潤滑油涂抹頻率，確保一周涂抹一次。齒輪部分則要進(jìn)行定期涂抹齒輪專用油脂，并對其運(yùn)轉(zhuǎn)狀況進(jìn)行試驗(yàn)檢測，具體的檢測方法如下：首先在空載運(yùn)轉(zhuǎn)工作范圍內(nèi)運(yùn)轉(zhuǎn)2h左右，其主要目的就是測量傳動電機(jī)電流，觀察傳動電機(jī)電流是否在額定值范圍以內(nèi)，同時保證大小齒輪的接觸面積不能小于70%。如果不符合標(biāo)準(zhǔn)就要對回轉(zhuǎn)支承進(jìn)行重新調(diào)整甚至重新安裝。

在回轉(zhuǎn)支承的維護(hù)保養(yǎng)環(huán)節(jié)，還要測量它的最大允許磨損量，將回轉(zhuǎn)支承的上下座圈圓周調(diào)整到八等分位置，并一一做好標(biāo)記備用。第二步給回轉(zhuǎn)支承一定程度的傾覆力矩，將首個基準(zhǔn)點(diǎn)的測量總軸向間隙計入到數(shù)據(jù)表中。然后再推動懸臂到第二基準(zhǔn)點(diǎn)位置，并按照上一步同理將第二基準(zhǔn)點(diǎn)測量軸向間隙計入數(shù)據(jù)表中。在測量時間方面，第一次測量應(yīng)該在設(shè)備首次使用前進(jìn)行，然后保證每年進(jìn)行一次測量，測量方法不變。在每次測量過程中都要觀察回轉(zhuǎn)支承的磨損狀態(tài)，看其磨損是否存在顯著增加，如果有則必須適當(dāng)縮短測量間隔時間。如果檢查發(fā)現(xiàn)回轉(zhuǎn)支承磨損間隙量超過其允許范圍最大值，就必須更換回轉(zhuǎn)支承。由于回轉(zhuǎn)支承在長期運(yùn)轉(zhuǎn)后其固定螺栓擰緊力矩都會有所變化，所以要在首次運(yùn)行100h后進(jìn)行一次擰緊力矩加固，以后在每運(yùn)轉(zhuǎn)500～600h左右再重新擰緊加固一次，具體來講要視情況而定。

3 單排交叉滾柱式回轉(zhuǎn)支承的故障分析

單排交叉滾柱式回轉(zhuǎn)支承在長期工作運(yùn)轉(zhuǎn)進(jìn)程中肯定會出現(xiàn)各種故障問題，本文將基于它的三點(diǎn)常見故障進(jìn)行分析。

如圖1所示，單排交叉滾柱式回轉(zhuǎn)支承的主要結(jié)構(gòu)從1～4分別為內(nèi)座圈、外座圈、滾柱以及上下結(jié)合面退刀槽。該設(shè)備主要會面臨以下三點(diǎn)故障問題。

圖1 單排交叉滾柱式回轉(zhuǎn)支承的基本結(jié)構(gòu)示意圖

如果回轉(zhuǎn)支承在轉(zhuǎn)動過程中出現(xiàn)了“嚓、嚓”的異常響聲，就要對它的滾柱進(jìn)行檢查，可能是滾柱長度超過允許范圍，此時滾柱端面與回轉(zhuǎn)支承上下座圈滾道位置會相互不斷摩擦，最終導(dǎo)致“嚓、嚓”異常響聲發(fā)出。另外，這種“嚓、嚓”的響聲也可能來自于墊圈與滾道之間的相互摩擦作用，當(dāng)所裝配的墊圈孔徑大于螺栓直徑時，如果螺栓預(yù)緊力欠缺，墊圈就很可能竄入到滾道位置與滾柱圓角產(chǎn)生不斷摩擦，直接影響回轉(zhuǎn)支承穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)。

如果回轉(zhuǎn)支承在轉(zhuǎn)動過程中出現(xiàn)了“咯、咯”的異常響聲，可以總結(jié)兩方面內(nèi)容。首先可能是因?yàn)樗妮S向間隙過小，間隙越小，回轉(zhuǎn)支承的轉(zhuǎn)動靈活性就越高。但是如果回轉(zhuǎn)支承局部的軸向間隙過小甚至趨于0值，滾柱位置與座圈之間就會產(chǎn)生大摩擦阻力，在回轉(zhuǎn)支承整體的大驅(qū)動力作用下產(chǎn)生“咯、咯”響聲。

如果回轉(zhuǎn)支承安裝基準(zhǔn)面或滾道存在扭曲不平整問題，且平面跳動大于軸向間隙，一旦發(fā)生滾柱變形且其形變接近軸向間隙時，也會導(dǎo)致回轉(zhuǎn)支承發(fā)生“咯、咯”響聲，并使得回轉(zhuǎn)支承轉(zhuǎn)動困難。另外，某些回轉(zhuǎn)支承在退刀槽位置會殘留一些切削后的毛刺及鐵屑，它們同樣能夠造成回轉(zhuǎn)支承在轉(zhuǎn)動時發(fā)生異常響聲。

當(dāng)回轉(zhuǎn)支承滾道出現(xiàn)剝落、局部平面扭曲等嚴(yán)重缺陷時，再加之外部重載作用，回轉(zhuǎn)支承內(nèi)部的局部壓力就會快速增大，最終超過滾道接觸強(qiáng)度，使回轉(zhuǎn)支承出現(xiàn)疲勞破壞現(xiàn)象。久而久之滾道還會因?yàn)檫^度干摩擦而發(fā)生銹蝕，一旦出現(xiàn)局部強(qiáng)烈沖擊，滾道內(nèi)部就會出現(xiàn)硬層斷裂。究其原因，回轉(zhuǎn)支承可能長時間在固定位置發(fā)生靜態(tài)振動，如此造成軸向間隙增大，其滾柱母線在不斷沖擊軌道后，導(dǎo)致上述問題的發(fā)生。

而滾道、滾柱局部也會產(chǎn)生麻點(diǎn)或點(diǎn)蝕，其原因主要是因?yàn)闈L道內(nèi)存在沙粒、鐵屑等硬雜物。考慮到局部滾道會長期工作于較高的接觸強(qiáng)度環(huán)境下，它就很容易發(fā)生局部疲勞故障。而如果對滾道、滾柱的密封條件達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)，雨水或清洗液也會不斷浸入滾道，造成滾道、滾柱局部產(chǎn)生麻點(diǎn)或點(diǎn)蝕問題。

最后，如果滾道面出現(xiàn)大量規(guī)則性線狀壓痕，就可以判定是因?yàn)榛剞D(zhuǎn)支承長期處于固定位置靜態(tài)振動狀態(tài)，比如汽車起重機(jī)長時間在山區(qū)地帶行駛，由于路面不平整所導(dǎo)致的汽車顛簸，其軸向間隙就會不斷變大，此時導(dǎo)致滾柱母線就會持續(xù)沖擊滾道，促使?jié)L道中產(chǎn)生間距相等的多條線狀壓痕。

4 結(jié)語

綜上所述，單排交叉滾柱式回轉(zhuǎn)支承擁有剛性好、承載力大且結(jié)構(gòu)緊湊的優(yōu)勢，但由于它所面對的外界因素較多，所以在對它的保養(yǎng)維護(hù)與故障診斷過程應(yīng)該基于多方面因素考慮，并就此具體問題具體分析，作出相應(yīng)優(yōu)化改善。

[1]羅太景.單排交叉滾柱式回轉(zhuǎn)支承保養(yǎng)維護(hù)與故障診斷分析[J].煤礦機(jī)械,2009,30(3):208-209.

[2]杜睿,吳志軍.單排球式回轉(zhuǎn)支承的承載能力分析[J].機(jī)械設(shè)計與制造,2006(9):56-58.

[3]鄭巖.回轉(zhuǎn)支承承載性能分析與優(yōu)化[D].合肥工業(yè)大學(xué)，2014.

[4]陳張亮.分析回轉(zhuǎn)支承運(yùn)行狀態(tài)的若干監(jiān)測方法[J].科技創(chuàng)業(yè)家，2013(16):61.

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