關于回轉(zhuǎn)支承斷齒分析及解決對策的研究

江　勇（馬鞍山方圓回轉(zhuǎn)支承股份有限公司,安徽馬鞍山243041）

關于回轉(zhuǎn)支承斷齒分析及解決對策的研究

江勇
（馬鞍山方圓回轉(zhuǎn)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(jīng)常遇到回轉(zhuǎn)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(zhuǎn)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(zhuǎn)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(zhuǎn)支承；斷齒分析；齒側(cè)間隙；鼓形齒

1　前言

每一種品牌的國產(chǎn)挖掘機使用回轉(zhuǎn)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(zhuǎn)支承斷齒率卻非常的高，甚至有些國產(chǎn)品牌的挖掘機出現(xiàn)過兩位數(shù)百分比的大面積回轉(zhuǎn)支承斷齒問題。通常情況下，回轉(zhuǎn)支承出現(xiàn)斷齒的部位主要是內(nèi)嚙合和硬齒面，但是外嚙合和軟齒面的回轉(zhuǎn)支承卻很少出現(xiàn)斷齒的問題。下文主要是闡述回轉(zhuǎn)支承內(nèi)嚙合和硬齒面容易出現(xiàn)斷齒的原因，以及對其提出采用鼓形齒回轉(zhuǎn)支承的解決對策，更好地解決斷齒問題。

2　分析回轉(zhuǎn)支承出現(xiàn)斷齒的原因

回轉(zhuǎn)支承出現(xiàn)斷齒現(xiàn)象絕大部分出現(xiàn)在整機出廠早期的一年以內(nèi)，并且是由徑向傾斜擠壓造成的。與回轉(zhuǎn)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(zhuǎn)支承自身存在一定的間隙，挖掘機在工作的過程中，容易產(chǎn)生一定的傾翻力矩，從而導致小齒輪的中心線出現(xiàn)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(chǎn)生一定的變化，齒側(cè)間隙也不例外。通常情況下，挖掘機使用的回轉(zhuǎn)支承的出廠間隙最好要小于0.2毫米，在經(jīng)過一段時間的投入使用后，回轉(zhuǎn)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(zhuǎn)支承的滾道一般都會產(chǎn)生一定的變形。

3　回轉(zhuǎn)支承斷齒的解決對策

一般來說，回轉(zhuǎn)支承的擠壓斷齒現(xiàn)象通常發(fā)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(fā)生擴展現(xiàn)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(chǎn)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(zhuǎn)支承的擠壓斷齒現(xiàn)象主要有三個措施：第一，保證大小齒輪嚙合的齒側(cè)間隙不大于0.06倍模數(shù)。對于20t級的挖掘機，回轉(zhuǎn)支承最合適的模數(shù)是十毫米，同時大齒輪和小齒輪嚙合的齒側(cè)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(cè)間隙，因此回轉(zhuǎn)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(cè)間隙的關系，使他們了解如果齒側(cè)間隙控制不好的話，回轉(zhuǎn)支承斷齒是一定會發(fā)生的。根據(jù)某公司的實踐表明，經(jīng)過幾年的施行后，發(fā)現(xiàn)挖掘機售后配件市場回轉(zhuǎn)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(zhuǎn)支承。把回轉(zhuǎn)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(zhuǎn)支承齒圈是非安裝面上的輪齒部分，進而將回轉(zhuǎn)支承經(jīng)常發(fā)生斷裂的一部分切掉，這樣小齒輪產(chǎn)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(zhuǎn)支承的輪齒部分將不會在使用初期的時候，就產(chǎn)生擠壓裂紋，可以在一定程度上延遲回轉(zhuǎn)支承輪齒斷裂的時間，延長挖掘機的使用壽命。根據(jù)相關數(shù)據(jù)的統(tǒng)計，挖掘機售后配件市場采用這種類型的回轉(zhuǎn)支承后，發(fā)現(xiàn)斷齒率有所下降。

第三，采用鼓形齒回轉(zhuǎn)支承。上文提到回轉(zhuǎn)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(zhuǎn)支承在降低擠壓方面具有很大的優(yōu)勢，首先鼓形齒回轉(zhuǎn)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(qū)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(zhuǎn)動的過程中發(fā)生很大的角位移，但是鼓形齒回轉(zhuǎn)支承能夠避免這種情況的發(fā)生，從而降低擠壓力，避免應應力集中而導致斷齒的出現(xiàn)。根據(jù)相關數(shù)據(jù)統(tǒng)計，發(fā)現(xiàn)挖掘機售后配件市場在采用這種類型的回轉(zhuǎn)支承后，并沒有發(fā)生斷齒的問題。鼓形齒回轉(zhuǎn)支承回轉(zhuǎn)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(zhuǎn)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(cè)間隙，以及選用三十七度斜角齒輪式回轉(zhuǎn)支承的方法，但是在使用過程中，如果過度的加大齒側(cè)間隙將會增大挖掘機動臂的左右擺動量。但是鼓形齒回轉(zhuǎn)支承能夠避免這個問題的出現(xiàn)，因此應加大鼓形齒回轉(zhuǎn)支承的推廣力度。

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

[2]陳曉天.回轉(zhuǎn)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(zhuǎn)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(zhuǎn)支承生產(chǎn)管理。