關于回轉支承斷齒分析及解決對策的研究

江　勇（馬鞍山方圓回轉支承股份有限公司,安徽馬鞍山243041）

關于回轉支承斷齒分析及解決對策的研究

江勇
（馬鞍山方圓回轉支承股份有限公司,安徽馬鞍山243041）

目前挖掘機廣泛應用于建筑工程建設中，但是在使用中經常遇到回轉支承斷齒的情況，一般解決斷齒問題，前期的解決對策是裝配時選擇合適的大小齒輪嚙合間隙，后期選用三十七度斜角的齒輪式回轉支承，這些措施有一定的效果，但是還不不夠完善。因此本文主要是具體分析回轉支承斷齒的原因，同時結合目前的解決方法提出新的解決對策。

回轉支承；斷齒分析；齒側間隙；鼓形齒

1　前言

每一種品牌的國產挖掘機使用回轉支承的斷齒概率都存在一定的差異，而挖掘機的售后配件市場反映的回轉支承斷齒率卻非常的高，甚至有些國產品牌的挖掘機出現過兩位數百分比的大面積回轉支承斷齒問題。通常情況下，回轉支承出現斷齒的部位主要是內嚙合和硬齒面，但是外嚙合和軟齒面的回轉支承卻很少出現斷齒的問題。下文主要是闡述回轉支承內嚙合和硬齒面容易出現斷齒的原因，以及對其提出采用鼓形齒回轉支承的解決對策，更好地解決斷齒問題。

2　分析回轉支承出現斷齒的原因

回轉支承出現斷齒現象絕大部分出現在整機出廠早期的一年以內，并且是由徑向傾斜擠壓造成的。與回轉齒圈嚙合的小齒輪主要采用的是浮動軸傳動，如圖1所示：

從圖中我們可以看出回轉支承自身存在一定的間隙，挖掘機在工作的過程中，容易產生一定的傾翻力矩，從而導致小齒輪的中心線出現一定的傾斜角度和徑向位移，由此齒輪傳動的中心距會相應產生一定的變化，齒側間隙也不例外。通常情況下，挖掘機使用的回轉支承的出廠間隙最好要小于0.2毫米，在經過一段時間的投入使用后，回轉支承的間隙會有一定程度的變大。其實，在挖掘機的實際工作中，回轉支承的滾道一般都會產生一定的變形。

3　回轉支承斷齒的解決對策

一般來說，回轉支承的擠壓斷齒現象通常發生在沿齒寬方向的上半部位置，此時斷裂面與輪齒的上半部位置相交，形成一定的夾角，就算是全齒脫落，它的裂紋也是由上到下發生擴展現象[1]。同時由于輪齒受擠壓，導致的塑性變形也非常的明顯，而且上半部比下半部要嚴重很多，整圈齒槽寬都會產生一定程度的變化，從下到上，也就是說從齒根至齒頂，齒槽寬呈遞增趨勢。

解決回轉支承的擠壓斷齒現象主要有三個措施：第一，保證大小齒輪嚙合的齒側間隙不大于0.06倍模數。對于20t級的挖掘機，回轉支承最合適的模數是十毫米，同時大齒輪和小齒輪嚙合的齒側間隙要大于或等于0.6毫米[2]。在挖掘機售后配件市場，客戶一般都不是很注重大齒輪和小齒輪嚙合的齒側間隙，因此回轉支承斷齒概率一直非常的高，針對這個問題，相關工作人員應該對客戶說明斷齒與齒側間隙的關系，使他們了解如果齒側間隙控制不好的話，回轉支承斷齒是一定會發生的。根據某公司的實踐表明，經過幾年的施行后，發現挖掘機售后配件市場回轉支承的斷齒概率在一定程度上有所改善。

第二，選用合適的斜角齒輪式回轉支承。把回轉支承齒圈由全齒寬改為具有37°的倒角，需要注意的是改變的回轉支承齒圈是非安裝面上的輪齒部分，進而將回轉支承經常發生斷裂的一部分切掉，這樣小齒輪產生位移時擠壓力就不會集中在齒寬的上半部分[3]。通過這樣的方法，回轉支承的輪齒部分將不會在使用初期的時候，就產生擠壓裂紋，可以在一定程度上延遲回轉支承輪齒斷裂的時間，延長挖掘機的使用壽命。根據相關數據的統計，挖掘機售后配件市場采用這種類型的回轉支承后，發現斷齒率有所下降。

第三，采用鼓形齒回轉支承。上文提到回轉支承的斷齒歸根究底是由擠壓造成的，所以如何預防大齒輪和小齒輪之間的擠壓是解決斷齒的關鍵。鼓形齒回轉支承在降低擠壓方面具有很大的優勢，首先鼓形齒回轉支承在大齒輪和小齒輪嚙合時角位移補償量相對比較大，很大程度上改變了大小齒輪嚙合時的接觸條件，降低齒輪副在傳動過程中引起的振動，這樣一來就可以很大程度上減少大齒輪和小齒輪的擠壓；其次，一般情況下，由于操作人員操作不正確以及驅動小齒輪旋臂安裝剛性等方面的原因，常常導致大小齒輪在嚙合或者轉動的過程中發生很大的角位移，但是鼓形齒回轉支承能夠避免這種情況的發生，從而降低擠壓力，避免應應力集中而導致斷齒的出現。根據相關數據統計，發現挖掘機售后配件市場在采用這種類型的回轉支承后，并沒有發生斷齒的問題。鼓形齒回轉支承回轉支承在解決斷齒故障上，取得了良好的效果。

4　總結

以前在解決回轉支承斷齒問題時，主要是采用加大大齒輪和小齒輪之間的齒側間隙，以及選用三十七度斜角齒輪式回轉支承的方法，但是在使用過程中，如果過度的加大齒側間隙將會增大挖掘機動臂的左右擺動量。但是鼓形齒回轉支承能夠避免這個問題的出現，因此應加大鼓形齒回轉支承的推廣力度。

[1]葉國林.回轉支承的安裝和使用[J].工程機械.2012,01(12):20-25.

[2]陳曉天.回轉支承的合理使用[J].工程機械.2013,12(11):50-60.

[3]李和明,李建全.回轉支承異常聲響的排除及墊厚計算公式[J].工程機械,2012,09(11):99-110.

江勇（1977—），男，安徽馬鞍山人，工學學士，助理工程師，研究方向：回轉支承生產管理。