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公道选用反转展转支承

公布工夫:2014-8-19 10:52:07                  点击次数:3684 次

公道选用反转展转支承
《修建机器》1996年第八期

  反转展转支承作为修建机器的紧张底子元件,近十年来,随着主机行业的敏捷生长,失掉了遍及的使用,除为发掘机、塔吊、汽车吊及各种起重机配套外,还遍及使用于轻工机器、冶金机器、医疗机器、产业呆板人、隧道掘进机、堆取料机、旋转舞台等。总之,它是统统两部门之间需作绝对反转展转活动,又需同时蒙受轴向力、径向力、颠覆力矩的机器所必须的紧张传力元件。 
   我国反转展转支承行业从创建至今凌驾了近20年的进程,它从无到有,从小到大,渐渐走向成熟。现在已具有了满意各种主机必要的反转展转支承的设计、制造、测试的综合开辟本领,为主机行业的生长做出了肯定的孝敬。特殊是马鞍山反转展转支承厂,自1984年与设置装备摆设部北京修建机器综合研讨所互助,乐成地开辟出具有80年月国际先辈程度的单排球式反转展转支承后,冲破了我国反转展转支承行业以3片式交织滚柱和双排球式为主的落伍场合排场,大减少了与兴旺国度之间的差距,动员了我国反转展转支承行业的敏捷生长。11年来马鞍山反转展转支承厂作为反转展转支承专业厂,共为海内外用户提供四大类反转展转支承2万余套,产物笼罩天下25个省、市、自治区,为十几个行业的200余种主机配套。
  随着各主机行业的敏捷生长,无论是自行开辟,照旧引进技能、合股、互助,对反转展转支承的要求都在日益进步,作为反转展转支承专业厂,增强新品开辟,不停进步产物质量,满意主机生长必要,是我们义不容辞的责任,也是市场竞争和自我生长的基础要求。但主机怎样准确挑选反转展转支承的布局型式(单排球式、交织滚柱式、双排球式、三排柱式等)和规格尺寸(滚道中央直径D0,转动体直径d0),却由于外负荷是个庞大力系以及滚道承载本领的机理未被深入明白,在选用中存在着一些分歧理的状态,影响了主机行业的经济效益,乃至招致庞大质量变乱,从而惹起主机行业和反转展转支承行业的配合器重。本文便是以恒久的反转展转支承设计消费和为主机选型办事的履历来探究公道的选型,以降服利用的自觉性,包管主机利用的牢靠性。 
   ▲ 布局型式的挑选 
常用反转展转支承的布局型式有四种:单排球式、交织滚柱式、双排球式、三排柱式。为使选型迷信公道,先辈行数据比拟。
1.1 单排球式和交织滚柱式额外静容量、额外动容量比拟
额外静容量C0和额外动容量Ca的大小决议了反转展转支承的承载本领和利用寿命,现以外型及安置尺寸完全雷同的单排球式Q1600*50和交织滚柱式J1600*36为例剖析比拟如下:
  → 单排球式Q1600*50额外静、动容量(C01,Ca1) 
    C01=f0·d02·Z·sinα
     =38×502×89×sin50°=6476906(N)
     式中 f0——滚道硬度系数,55HRC时为38N/mm2
     Z—— 转动体个数
     α——滚道打仗角,一样平常机器取α=50°
   Ca1= 95·f1·fs·fc·fα·fd·Z2/3·fH
     =95×0.299052×3.74244×0.837510×0.651309×872.672×19.9339×0.732247
     = 738760(N)
     式中各标记寄义及子式从略。
  → 交织滚柱式J1600*36的额外静、动容量(C02,Ca2)
   C02= f0·d0·L0·(Z/2) ·sinα
     =76×36×0.8×36×(122/2)×sin45°
     =3398783(N)
     式中L0 —转动体有用打仗长度
   Ca2= 410·f1·fc·fα·f07/9·d020/27·(Z/2)3/4 ×fH
     =410×0.390100×0.874740×0.682713×13.6484×46.9444×21.8272×0.732247
     = 978133(N)
  从上述盘算,失掉单排球的静载本领较交织滚柱式高90%,但动载本领小25%,任选二种基本参数雷同的单排球式和交织滚柱式比拟盘算,其结论是同等的。
  必要阐明的是,交织滚柱的动、静载本领现实上远达不到实际盘算值。缘故原由有二:第一,滚道角度偏差,90°±3’;第二,轴径向间隙的存在,使内、外衣圈在事情时产生绝对倾斜,两者叠加,使内、外衣圈本应平行的对应滚道面,沿转动体母线全长,最大可孕育发生0.1mm左右的倾斜,因而,滚柱受载沿长度偏向是不匀称的,两头应和差最大,最大应力超过跨过均匀应力许多,乃至一倍以上或更多,再加上两头的绝对滑动,纵然其负载尚未到达其额外载荷时,其最大应力已凌驾许用应力,而使滚道粉碎生效。只管腰鼓形滚子的利用使上述环境有所改进,但结果并不显着。这是由于,滚柱两头的微量修缘,并不克不及赔偿滚道角度偏差及表里套圈对应面在事情历程的倾斜;并且,一种修缘尺寸,只实用于肯定的D0、d0及轴径向间隙,要想获得较好的结果,除对滚道角度公役有较高要求外,还应将轴、径向间隙控制在0.05mm以内。显然,现在无论是制造照旧利用都难以到达(一样平常要求与反转展转支承毗连的平台的立体度公役为反转展转支承轴、径向间隙的1/2)。纵然到达了,交织滚柱的现实动、静载本领也只是向实际消息载本领接近了一点,差距的存在是一定的。
1.2 单排球式和双排球式比拟
  有一种错觉,以为双排球较单排球多一排球,因而承载本领较统一滚道中央直径的单排球式高。我们一同来做一个改型设计,看看实际盘算结果:
以JB2300—84中双排球021*30*1120为工具,先盘算其额外静容量C03 。
   C03= f0·d02·Z ·sin90°
     =38×302×103×1=3522600(N)
  若连结其滚道中央直径、安置孔组节圆直径和孔径稳定,将它改型设计为单排球,可摆设d0=50~60的钢球。若取d0=50,则单排球Q1120*50的额外静容量为:
   C04= f0·d02·Z ·sin50°
     =38×502×62·sin50°=4512002(N)
很显着C04 >C03,大28%。
  同理,别的规格的改型设计失掉的结论与此是雷同的。不光云云,因双排球为三片式、双滚道,质料用度,加工制造,运输用度都较单排球高,一样平常统一D0的差价达60~100%,并且,滚道的外形精度和外貌粗糙度因不易磨削而很差。因而,能否可以说双排球式是一种质次、价高的落伍布局呢?
1.3 三排柱式是重载的首选型式
  三排柱式较别的三种型式有着承载本领大的显着长处,但其造价也是最高的(统一D0)。为什么它能成为重载机器的首选型式呢?我们没关系在引进单元本钱额外静容量r这一果断选用反转展转支承型式的经济技能指数后,来剖析四种型式随着D0的变革与r值变革的纪律,需阐明的是,r值越大,单元本钱的额外静容量越大。
  笔者对JJ36-91和JB2300-84尺度中全部型式种种规格的r值都举行了细致盘算,并以D0为横坐标,r值为纵坐标,绘制了D0—r曲线图,从图中可显着看出:①随着D0的增长,四种型式的r值都在增长;②在D0≤1800时,单排球式的r线最高。当D0>1800时,三排柱式的r线最高。也便是说在D0≤1800范畴内蒙受异样的载荷,用单排球式造价最低;D0>1800时,蒙受异样的载荷,用三排柱式造价最低。
要是赞同以上的剖析和盘算,那么结论是显着的:中小规格的反转展转支承应以单排球式为首选型式,大规格是三排柱式。近几年来,有些主机厂由于型式挑选恰当,已为此支付了极重繁重的价钱,历史的履历值得细致。
   ▲ 规格尺寸的挑选 
  反转展转支承的滚道中央直径(转动体组节圆直径)D0和转动体直径d0是组成反转展转支承基本参数的焦点主参数,当型式选定后,怎样准确挑选D0—d0呢?
  可以将外负载折算成当量静容量,再乘以公道的宁静系数后与反转展转支承的额外静容量比拟来挑选D0—d0,但我国反转展转支承就业既有现行的两个尺度划定的数百个规格,又有自行设计或引进技能和入口主机所带来的规格,特殊是单排球式规格相近的甚多,怎样才气迷信、公道地挑选D0—d0呢?
  笔者对四种布局型式近千个种类的额外动、静容量用盘算机举行了细致盘算,并联合主机就业对寿命实验的有关划定,得出如下结论:任一型式的反转展转支承其D0/d0的比都有一个公道取值范畴,该值的大小是凭据额外动、静载本领立室的条件盘算失掉的。盘算结果是:单排球式D0/d0=30~35,交织滚柱式D0/d0=50~60,双排球式D0/d0=35~40,三排柱式D0/d0=80~100。大于上述值则在额外静容量下利用寿命不敷,反之利用寿命过剩,前者形成反转展转支承过早生效,后者形成糜费。比方将单排球式1400*32(D0/d0=43.75)用于25t汽车吊,固然其额外静容量满意利用工况盘算,利用寿命仅为4500次循环。海内客岁就有过这种例子,固然超载25%,静容量实验没有题目,但当举行到5000余次循环时,滚道孕育发生了剥落,后改用1400*40(D0/d0=35)经过稽核。我们对JB2300—84的功能曲线图中动、静载曲线举行了剖析比力,也能得出雷同的结论。
  固然,在一些因布局限定和一些特别要求的利用场所,应凭据详细环境确定D0—d0。比方发掘机,反转展转支承负载最大的工况是发掘历程中,而反转展转历程中反转展转支承的负载较发掘历程中要小得多。因而,只需凭据静容量确定D0—d0就行了。
  以上看法,供主机挑选反转展转支承时参考。
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