回轉支承斷齒輪分析及解決措施探析

劉曙暉

摘? 要：回轉支承是一種能夠承受綜合載荷的大型軸承，可以同時承受較大的軸向、徑向負荷和傾覆力矩。隨著我國工業自動化發展程度的不斷提升，回轉支承在工業生產中的應用越來越廣，較好地提升了整個工業的自動化水平和生產能力，但是回轉支承斷齒輪問題嚴重給整個使用情況帶來了較大的影響。該文將回轉支承斷齒輪作為研究對象，從回轉支承斷齒的安裝、運行和使用等各方面原因分析入手，并針對相關問題提出了回轉支承斷齒的有效解決措施，以保障設備的正常運轉。

關鍵詞：回轉支承斷齒輪;分析;解決措施

中圖分類號：TH17? ? ? ? ? ? ? 文獻標志碼：A

0 引言

所有使用到齒輪傳動，導致回轉支承斷齒的概率都不同，但是據售后市場反饋回轉支承斷齒率都是很高的。一般來說，內嚙合與硬齒面是出現回轉支承斷齒的部位，但在外嚙合與軟齒面卻很少出現斷齒。所以，首先明確回轉支承斷齒的原因，并且對其問題提出專門的解決措施，才能夠更好地解決回轉支承斷齒的問題。

1 回轉支承斷齒的原因

斷齒的部位主要是齒輪的上部發生斷齒，長度大約是整個齒寬的1/3，發生斷裂的部分呈現三角狀。回轉支承斷齒的作用力并不是周向的回轉作用力，而是和他進行嚙合的小齒輪施加的徑向的擠壓力，這種力發生于地面對機器的反作用力。工程機械回轉支承的斷齒大部分是因為材料、齒部淬硬層深度、硬度不均勻等一些制造的問題或一些客觀的問題，導致齒輪熱處理不合格而斷齒，可能會使設備無法正常工作。對于斷齒，應該做出正確的判斷，出現有問題一般不容易在外表看到。斷齒而使回轉支承失效的最根本的原因是在設計、制作、選擇和材料等方面的問題，回轉支承斷齒的出現往往通常是與安裝、使用2個方面相關。

1.1 齒輪運轉時的間距不合適

在進行安裝的時候因為大齒輪與小齒輪間隙調整不夠恰當，沒能達到標準，最終導致在齒輪工作時因為兩齒輪嚙合不正確而導致了斷齒。大齒輪與小齒輪的軸線不平行，導致兩者不正常的進行嚙合，減少了內外齒輪的有效嚙合部分，安裝后大齒輪與小齒輪嚙合不好，所以導致斷齒，因此必須確保兩齒輪的軸線處于平行。

1.2 回轉支承齒輪安裝不合適

沒有根據所提出的要求在齒跳的最大位置調整大小齒輪嚙合側隙，導致在工作時小齒輪在和大齒輪最大的位置時出現卡頓的情況，導致最后的斷齒，所以必須嚴格調整大小齒輪嚙合側隙，另一個原因是回轉支承螺栓固定過松，大齒輪與小齒輪之間咬合不緊密，導致斷齒，所以必須定期緊固螺栓。在進行組裝回轉支承時，因為沒有使用塞尺檢查回轉支承平面與安裝平面的間隙，如果有間隙存在卻沒有用墊片來填充，因為間隙，將螺栓固定后回轉支承的內圈與外圈發生變形，導致軸線不平行，嚙合不好。

1.3 回轉支承齒輪使用不科學

因為在使用回轉支承齒輪時，對其參數的選擇不正確，選擇齒輪的工作人員沒有對齒輪工作時的動態變化進行考慮。還因為違背了操作工序，過載旋轉，主機受到障礙物的沖擊，所以必須要嚴格按照操作流程進行工作，回轉支承在與小齒輪嚙合的時候如果有異物出現，也會造成斷齒，所以必須要使大小齒輪保持干凈，而且要定期進行檢查。

2 回轉支承斷齒的解決措施

回轉支承的斷齒現象往往會在齒寬的上半部分出現，上端面與斷裂面相互交叉，而且形成45°到60°的夾角。即便出現全齒脫落的現象，它的裂紋也是從上往下延伸的。齒輪因為受到擠壓而產生的變形也非常明顯，并且上半部分比下半部分嚴重，整個齒輪凹槽寬窄也會有很大的改變，從上到下，齒輪凹槽會逐漸變寬，對于回轉支承斷齒的問題有3點解決措施。

2.1 要保證齒輪嚙合時的側隙

例如就20噸級的挖掘機來說，10 mm是回轉支承的模數，大齒輪與小齒輪咬嚙合的側隙必須是0.30～0.50，還因為顧客不看重大齒輪與小齒輪嚙合時的側隙，使斷齒率一直很高。齒輪間距如果把控不到位就會出現回轉支承斷齒的現象。

2.2 使用37°的斜角的齒輪進行回轉支承

將回轉支承齒輪圈上非安裝部分的齒輪全部由原來的全齒寬變為有37°的斜角，人為切去回轉支承發生斷裂的部位，以此來使小齒輪工作時擠壓力不會全部集中到齒寬的上面，如此回轉支承的齒輪就不會在使用的初期產生裂紋，能夠高效地減少回轉支承齒輪在使用初期出現斷齒。

也可以使用鼓形齒的回轉支承，回轉支承斷齒主要就是因為擠壓才出現的，因此要避免大小齒輪間出現問題解決的重要步驟，鼓形齒回轉支承對降低擠壓情況有極大的優點。1） 鼓形回轉支承在大小齒輪嚙合過程中位移補償較大，可有效變更大小齒輪的嚙合狀況，進而改善齒輪運行的抖動情況。2）通常，由于操作不正確等原因，常導致大齒輪與小齒輪在工作時位移大，而鼓形的齒輪回轉支承就可以防止這些情況的發生，因此鼓形回轉支承在解決回轉支承方面有極好的效果。

2.3 使用漸變硬度進行齒輪的回轉支承

擠壓也是造成回轉支承斷齒的原因，所以應該研究怎樣防止大齒輪與小齒輪間發生擠壓。當齒輪進行淬火時，把齒輪加熱部分分為正常的硬度區、過渡區和軟區這3部分，硬區為50-56HRC的硬度，軟區的硬度是鋼材料基礎的硬度。在大齒輪與小齒輪進行咬合而發生擠壓時，回轉支承齒輪上部分的軟區會發生塑料變形而不會被擠斷。當漸變硬度式回轉支承齒輪的軟區部分因為受到擠壓而受到2 mm的改變時，大齒輪與小齒輪仍然可以進行咬合的工作，工作完好;當軟區的齒輪變形達到3 mm時，其他2個區就會出現斷裂，漸變硬度式回轉支承能夠極好地處理斷齒問題。之前用來處理回轉支承斷齒時是通過增大大齒輪與小齒輪之間間隙，但如果僅增大間隙就會使機器手臂的擺動量增大。漸變硬度式的回轉支承能夠解決這個問題。

在進行許多回轉支承斷齒情況的收集與梳理，而且對性質、參數進行測試、檢驗、分析、探究，可以得到：回轉支承的斷齒問題大部分發生原因為：參數不正確、內外圈熱處理方式不恰當與回轉支承內外齒的平行度不高，并且沒有在最大的齒跳點根據要求來調整齒輪的間隙。

回轉支承發生斷齒后的修復方法：首先把回轉支承里的鋼球拿出來，使它的內圈與外圈相互分離，之后使用汽油對滾道的里面進行清潔，之后再用砂輪細致地將已經剝層部分和已經產生裂紋的淬硬層磨掉，再將剝層的底部進行磨平，之后再把滾道上必須焊接的地方進行預熱，再用烘干后的焊條進行焊接，還需要使焊接的部分稍微高于滾道的表層，但是如果剝層面積大，就應該使用分層進行焊接的方法，不可以使用材料溫度過高而導致變形;這也避免了因為急速冷卻而出現了焊接的裂紋，經焊接后要立刻進行保護溫度的措施，使之慢慢冷卻。經冷卻后需要使用磨光的機器來將補焊層磨平，使它稍微高于滾道的表層，使用油石、砂紙漸漸磨焊接層，使它和滾道普通的表層的高度一樣，使用相對的原曲的樣板進行測試，直至合格;并且使用汽油來清洗鋼球上涂抹潤滑脂，直至裝成一體就可以了。

3 結語

回轉支承被廣泛地應用到工廠機械中，保障了多類設施的正常運行，但是回轉支承斷齒問題發生率極高，所以只有深入了解回轉支承斷齒問題的原因，并根據此提出解決的措施，才能夠更好地推進回轉支承的工作。

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