單排交叉滾柱式回轉(zhuǎn)支承故障分析與對(duì)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)支承故障分析與對(duì)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(shí)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(duì)稱的規(guī)律性回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，在回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)期間，兩物體會(huì)同時(shí)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(duì)回轉(zhuǎn)支承的倉儲(chǔ)管理方面，由于考慮到它需要進(jìn)行長(zhǎng)期倉儲(chǔ)，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(duì)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(shí)調(diào)整好裝配間隙?？衫萌叩葴y(cè)量工具進(jìn)行安裝接觸面的平直度調(diào)整，對(duì)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(cè)來測(cè)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(dòng)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(duì)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(huì)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(rùn)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(rùn)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(rùn)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(duì)其運(yùn)轉(zhuǎn)狀況進(jìn)行試驗(yàn)檢測(cè)，具體的檢測(cè)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(cè)量傳動(dòng)電機(jī)電流，觀察傳動(dòng)電機(jī)電流是否在額定值范圍以內(nèi)，同時(shí)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(duì)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(cè)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(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)的測(cè)量總軸向間隙計(jì)入到數(shù)據(jù)表中。然后再推動(dòng)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(cè)量軸向間隙計(jì)入數(shù)據(jù)表中。在測(cè)量時(shí)間方面，第一次測(cè)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(cè)量，測(cè)量方法不變。在每次測(cè)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(cè)量間隔時(shí)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(zhǎng)期運(yùn)轉(zhuǎn)后其固定螺栓擰緊力矩都會(huì)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(zhǎng)期工作運(yùn)轉(zhuǎn)進(jìn)程中肯定會(huì)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(huì)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(dòng)過程中出現(xiàn)了“嚓、嚓”的異常響聲，就要對(duì)它的滾柱進(jìn)行檢查，可能是滾柱長(zhǎng)度超過允許范圍，此時(shí)滾柱端面與回轉(zhuǎn)支承上下座圈滾道位置會(huì)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(shí)，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(dòng)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(dòng)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(huì)產(chǎn)生大摩擦阻力，在回轉(zhuǎn)支承整體的大驅(qū)動(dòng)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(dòng)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(shí)，也會(huì)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(dòng)困難。另外，某些回轉(zhuǎn)支承在退刀槽位置會(huì)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(dòng)時(shí)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(shí)，再加之外部重載作用，回轉(zhuǎn)支承內(nèi)部的局部壓力就會(huì)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(huì)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(huì)出現(xiàn)硬層斷裂。究其原因，回轉(zhuǎn)支承可能長(zhǎng)時(shí)間在固定位置發(fā)生靜態(tài)振動(dòng)，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(huì)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?？紤]到局部滾道會(huì)長(zhǎng)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(duì)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(huì)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(zhǎng)期處于固定位置靜態(tài)振動(dòng)狀態(tài)，比如汽車起重機(jī)長(zhǎng)時(shí)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(huì)不斷變大，此時(shí)導(dǎo)致滾柱母線就會(huì)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(shì)，但由于它所面對(duì)的外界因素較多，所以在對(duì)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(jì)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(cè)方法[J].科技創(chuàng)業(yè)家，2013(16):61.

TH133.3

A

1671-0711（2017）07（上）-0040-02