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单排交叉滚柱式回转支承故障分析与对策研究
董德营 曾坤龙 王慧
(马鞍山方圆精密机械有限公司)
  摘 要:本文针对单排交叉滚柱式回转支承使用过程中出现的典型故障进行分析,提出了回转支承日常维护对策。为单排交叉滚柱式回转支承合理维护及故障的准确处理提供参考。
  关键词:单排交叉滚柱式回转支承;故障;分析;研究
  1 引言
  回转支承包括内外圈和滚动体等部分,同时承受轴向载荷、径向载荷及倾覆力矩的作用。回转支承有多种类型,本文对单排交叉滚柱式回转支承进行分析。单排交叉滚柱式回转支承结构特点是滚柱呈1:1交叉排列,结构紧凑,回转精度高,承受综合载荷能力较强,在工程机械和军工产品上发挥着重要的作用,一旦回转支承出现故障,整个设备将无法运行,因此,本文针对单排交叉滚柱式回转支承典型的故障进行分析,并制定相应的维修措施及保养对策。对提高回转支承的使用寿命,降低设备的故障率有重要的意义。
  2 常见的故障分析
  单排交叉滚柱式回转支承结构紧凑,滚柱呈1:1交叉排列,对制造精度及安装精度要求较高,使用过程中由于多种原因会导致回转支承产生故障。主要表现在:
  2.1转动时出现“嚓-嚓”的声音
  (1)滚柱的端面与滚道之间发生摩擦,回转支承滚柱长度有规定的公差范围,若滚柱的长度超过规定的公差长,其端面就会与滚道因摩擦出现“嚓-嚓”的声音。
  (2)调整垫圈窜入滚道与滚柱端面圆角摩擦产生的声音,垫圈孔径大于螺栓直径,如果螺栓没有充分预紧,调整垫圈摩擦力不足,容易发生移位进入轨道。
  2.2转动时有“咯-咯”的声音
  (1)首先要排除回转支承滚柱与滚道之间有没有发生干摩擦,加入对应牌号的钙基润滑脂,观察声音有没有消失。
  (2)滚道轴向间隙偏小,在保证回转支承转动灵活的前提下,轴向间隙越小回转精度越高。加工过程中滚道表面不可避免的存在误差,如果安装时局部位置的轴向间隙过小,滚柱与滚道间的压力升高,摩擦力增大,转动时会产生响声。
  (3)安装面平面度不符合要求,安装面的不平度不能超过回转支承的轴向间隙。因为座圈全周用高强度螺栓拧紧,压紧后齿圈与安装面贴合度很高,安装面不平整会造成滚道发生扭曲。滚柱不在同一圆周上转动,回转支承转动困难并产生响声。
  (4)滚道与退刀槽相交位置加工不到位,有凸起存在。制造过程中上下压圈滚道面组合在一块采用磨削加工,上下压圈接合面与滚道相交处由于不方便磨削,需要在压圈上设计退刀槽,退刀槽与滚道面交叉处存在尖角。尖角处造成砂轮损耗快,较长的滚道面靠近退刀槽位置就有可能磨削不到位,转动时产生响声。
  (5)滚柱之间间隙太小,转动时滚柱外表面相互摩擦产生响声。这是加工精度超差造型的,加工及装配时应保证滚柱之间的合理间隙,回转支承才能转动灵活。
  2.3转动阻力大或转不动
  滚道轴向间隙小于规定的公差下限,滚道与滚柱之间摩擦阻力大;滚柱长度过长,滚柱端面压在滚道上,回转阻力大;回转支承长时间存放,滚道内部缺润滑油,会造成滚道锈蚀,摩擦阻力大,干摩擦造成滚道烧伤。设备安装过程中由于焊接结构件时引起滚道烧伤。
  2.4滚道面缺陷
  2.4.1滚道面剥落
  回转支承滚道面承受较大的综合载荷,与滚柱之间为线接触,采用淬火处理的工艺方法提高其表面的硬度及耐磨性能。如果齿圈原材料带状组织没有消除,会使基体材料性能呈各向异性,受压时造成淬硬层剥落;滚道淬硬层厚度不均,受压时淬硬层自身产生内应力,造成淬硬层剥落;滚道平面度超差会引起局部压强超过接触强度;超负荷使用,滚道接触应力长期超过需用应力,滚道发生疲劳破坏;保养不当,滚道被绣蚀,滚道表面不光滑,受压时产生应力集中产生裂纹。
  2.4.2滚道局部产生麻点或点蚀
  由于清理不干净,滚道内存在硬度较大的杂物刮伤滚道,滚道面不平整,局部滚道面接触应力超过疲劳极限,产生局部疲劳;维护不当或缺少润滑油,滚道局部发生锈蚀或点蚀;滚道面轴向间隙过大,倾翻力矩作用下滚柱与滚道边缘接触应力升高并发生相对位移,引起滚道面产生点蚀。
  2.4.3滚道面出现线状压痕
  压痕常发生在振动较剧烈的工程设备上,主要原因是长时间的静态振动引起的局部压强超过表层的屈服极限,滚道局部发生塑性变形。另外,轴向间隙增大,也会引起滚柱母线与滚道之间的冲击,产生压痕。
  3 单排交叉滚柱式回转支承维护及保养
  3.1合理添加润滑脂
  回转支承使用前,滚道内需要添加润滑脂,直到新油脂略向外挤出。齿圈上按规定牌号涂满油脂。正常情况下工作运转50小时润滑一次,温差大、高温、高湿、粉尘较多环境中需要缩短滚道及齿轮的润滑周期。
  3.2最大允许磨损量的测量
  磨损量的测量是掌握回转支承运行状态的重要方法,测量时将上下座圈八等分,施加适当的倾翻力矩,依次将8个位置的测量值记录存档。首次测量是设备使用前进行,正常工况下每年测量一次。如磨损值增加显著,应缩短测量周期。便于及时修复或更换回转支承。同时,回转支承首次运转100h后,应规定的拧紧力矩重新紧固连接螺栓。正常运行后连接螺栓每600h紧固一次。
  4 结论
  本文针对单排交叉滚柱式回转支承典型故障进行分析,并提出了回转支承的日常维护对策。正确的使用回转支承并做好日常的保养工作,及时发现并有针对性的排除故障是提高回转支承使用寿命的关键。
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  作者简介:董德营(1987-),男,河南驻马店人,本科,初级工程师,研究方向:机械设计。
来源:《山东工业技术》2018年24期

(网络图片)
2019-08-25