單排交叉滾柱式回轉支承故障分析與對策研究

祝勇，陳磊

（馬鞍山福永智能科技有限公司，安徽 馬鞍山 243000）

單排交叉滾柱式回轉支承故障分析與對策研究

祝勇，陳磊

（馬鞍山福永智能科技有限公司，安徽 馬鞍山 243000）

單排交叉滾柱式回轉支承能夠承受綜合載荷的大型軸承，尤其是能夠同時承受較大的徑向、軸向負荷與傾覆力矩，具有較高的旋轉精度，工業實用性較高。本文主要探討了回轉支承的運輸、安全以及維護保養等方面的相關技術，診斷了單排交叉滾柱式回轉支承的常見故障問題。

回轉支承；單排交叉滾柱式；安裝；維護保養；常見故障

回轉支承主要是指兩物體相互之間做相對稱的規律性回轉運動，在回轉運動期間，兩物體會同時來自于徑向力、軸向力和傾覆力矩方面的壓力，所以回轉支承應該是機械設備中最關鍵的機械部件之一。回轉支承有許多種，例如單雙排球式、單排交叉滾柱式等等，本文所著重介紹的是單排交叉滾柱式回轉軸承。

1 單排交叉滾柱式回轉支承的運輸與安裝

回轉支承在運輸過程中應該保持固定狀態，最好將其水平固定在木板、木架或者木箱中，并做到輕運輕放，避免出現徑向碰撞問題。在對回轉支承的倉儲管理方面，由于考慮到它需要進行長期倉儲，所以必須為其外部表面部分涂抹防銹油或防銹漆，再配合防油塑料薄膜或油紙進行包裹覆蓋，并保存于空氣條件密閉干燥的空間內。需要在回轉支承安裝前對其接觸面齒輪保護涂層位置進行反復清洗處理，同時調整好裝配間隙。可利用塞尺等測量工具進行安裝接觸面的平直度調整，對回轉支承中所存在的配合面不平度進行直接調整。另外，回轉支承的接觸面安裝還需要通過機械加工方法來實施進一步操作，消除可能存在的平面誤差，要在回轉支承結構件全部焊接以后展開，基于結構件剛性檢測來測試其在最大額定載荷狀況下是否存在安裝面偏差超出范圍問題。另外，應該做好定壓圈與轉動齒圈的固定工作，定義外齒圈為正向、內齒圈為負向。

在安裝小齒輪過程中，必須結合大齒圈調整過程為小齒輪嚙合部位涂漆，滿足嚙合間隙的裝配間隙技術要求，最后對螺栓加以固定。需要注意的是，如果存在螺栓螺距誤差問題，要進行滾壓螺栓調校。最后在安裝回轉支承方面不能采用彈簧墊圈，因為彈簧墊圈會大幅度降低螺栓頭與支撐接觸面的壓力作用，最好選擇那些已經經過調質處理的圓平墊圈。

2 單排交叉滾柱式回轉支承的使用與維護保養

在使用單排交叉滾柱式回轉支承之前，要首先為滾道加注足量的潤滑脂，邊旋轉邊加注，直到密封條位置出現油脂外溢。另外在齒圈部分也需要涂抹一定量的齒輪專用油脂，并保證在回轉支承的定期潤滑（每運轉50~55h后）。因為某些地區存在溫濕度偏高且灰塵環境嚴重，早晚溫差偏大等外界環境因素問題，所以在這種環境下為了確保回轉支承能夠連續運轉，必須調整潤滑油涂抹頻率，確保一周涂抹一次。齒輪部分則要進行定期涂抹齒輪專用油脂，并對其運轉狀況進行試驗檢測，具體的檢測方法如下：首先在空載運轉工作范圍內運轉2h左右，其主要目的就是測量傳動電機電流，觀察傳動電機電流是否在額定值范圍以內，同時保證大小齒輪的接觸面積不能小于70%。如果不符合標準就要對回轉支承進行重新調整甚至重新安裝。

在回轉支承的維護保養環節，還要測量它的最大允許磨損量，將回轉支承的上下座圈圓周調整到八等分位置，并一一做好標記備用。第二步給回轉支承一定程度的傾覆力矩，將首個基準點的測量總軸向間隙計入到數據表中。然后再推動懸臂到第二基準點位置，并按照上一步同理將第二基準點測量軸向間隙計入數據表中。在測量時間方面，第一次測量應該在設備首次使用前進行，然后保證每年進行一次測量，測量方法不變。在每次測量過程中都要觀察回轉支承的磨損狀態，看其磨損是否存在顯著增加，如果有則必須適當縮短測量間隔時間。如果檢查發現回轉支承磨損間隙量超過其允許范圍最大值，就必須更換回轉支承。由于回轉支承在長期運轉后其固定螺栓擰緊力矩都會有所變化，所以要在首次運行100h后進行一次擰緊力矩加固，以后在每運轉500～600h左右再重新擰緊加固一次，具體來講要視情況而定。

3 單排交叉滾柱式回轉支承的故障分析

單排交叉滾柱式回轉支承在長期工作運轉進程中肯定會出現各種故障問題，本文將基于它的三點常見故障進行分析。

如圖1所示，單排交叉滾柱式回轉支承的主要結構從1～4分別為內座圈、外座圈、滾柱以及上下結合面退刀槽。該設備主要會面臨以下三點故障問題。

圖1 單排交叉滾柱式回轉支承的基本結構示意圖

如果回轉支承在轉動過程中出現了“嚓、嚓”的異常響聲，就要對它的滾柱進行檢查，可能是滾柱長度超過允許范圍，此時滾柱端面與回轉支承上下座圈滾道位置會相互不斷摩擦，最終導致“嚓、嚓”異常響聲發出。另外，這種“嚓、嚓”的響聲也可能來自于墊圈與滾道之間的相互摩擦作用，當所裝配的墊圈孔徑大于螺栓直徑時，如果螺栓預緊力欠缺，墊圈就很可能竄入到滾道位置與滾柱圓角產生不斷摩擦，直接影響回轉支承穩定運轉。

如果回轉支承在轉動過程中出現了“咯、咯”的異常響聲，可以總結兩方面內容。首先可能是因為它的軸向間隙過小，間隙越小，回轉支承的轉動靈活性就越高。但是如果回轉支承局部的軸向間隙過小甚至趨于0值，滾柱位置與座圈之間就會產生大摩擦阻力，在回轉支承整體的大驅動力作用下產生“咯、咯”響聲。

如果回轉支承安裝基準面或滾道存在扭曲不平整問題，且平面跳動大于軸向間隙，一旦發生滾柱變形且其形變接近軸向間隙時，也會導致回轉支承發生“咯、咯”響聲，并使得回轉支承轉動困難。另外，某些回轉支承在退刀槽位置會殘留一些切削后的毛刺及鐵屑，它們同樣能夠造成回轉支承在轉動時發生異常響聲。

當回轉支承滾道出現剝落、局部平面扭曲等嚴重缺陷時，再加之外部重載作用，回轉支承內部的局部壓力就會快速增大，最終超過滾道接觸強度，使回轉支承出現疲勞破壞現象。久而久之滾道還會因為過度干摩擦而發生銹蝕，一旦出現局部強烈沖擊，滾道內部就會出現硬層斷裂。究其原因，回轉支承可能長時間在固定位置發生靜態振動，如此造成軸向間隙增大，其滾柱母線在不斷沖擊軌道后，導致上述問題的發生。

而滾道、滾柱局部也會產生麻點或點蝕，其原因主要是因為滾道內存在沙粒、鐵屑等硬雜物。考慮到局部滾道會長期工作于較高的接觸強度環境下，它就很容易發生局部疲勞故障。而如果對滾道、滾柱的密封條件達不到標準，雨水或清洗液也會不斷浸入滾道，造成滾道、滾柱局部產生麻點或點蝕問題。

最后，如果滾道面出現大量規則性線狀壓痕，就可以判定是因為回轉支承長期處于固定位置靜態振動狀態，比如汽車起重機長時間在山區地帶行駛，由于路面不平整所導致的汽車顛簸，其軸向間隙就會不斷變大，此時導致滾柱母線就會持續沖擊滾道，促使滾道中產生間距相等的多條線狀壓痕。

4 結語

綜上所述，單排交叉滾柱式回轉支承擁有剛性好、承載力大且結構緊湊的優勢，但由于它所面對的外界因素較多，所以在對它的保養維護與故障診斷過程應該基于多方面因素考慮，并就此具體問題具體分析，作出相應優化改善。

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1671-0711（2017）07（上）-0040-02