單排交叉滾柱式回轉支承故障分析與對策研究

董德營 曾坤龍 王慧

摘 要：本文針對單排交叉滾柱式回轉支承使用過程中出現的典型故障進行分析，提出了回轉支承日常維護對策。為單排交叉滾柱式回轉支承合理維護及故障的準確處理提供參考。

關鍵詞：單排交叉滾柱式回轉支承；故障；分析；研究

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.24.006

1 引言

回轉支承包括內外圈和滾動體等部分，同時承受軸向載荷、徑向載荷及傾覆力矩的作用。回轉支承有多種類型，本文對單排交叉滾柱式回轉支承進行分析。單排交叉滾柱式回轉支承結構特點是滾柱呈1：1交叉排列，結構緊湊，回轉精度高，承受綜合載荷能力較強，在工程機械和軍工產品上發揮著重要的作用，一旦回轉支承出現故障，整個設備將無法運行，因此，本文針對單排交叉滾柱式回轉支承典型的故障進行分析，并制定相應的維修措施及保養對策。對提高回轉支承的使用壽命，降低設備的故障率有重要的意義。

2 常見的故障分析

單排交叉滾柱式回轉支承結構緊湊，滾柱呈1：1交叉排列，對制造精度及安裝精度要求較高，使用過程中由于多種原因會導致回轉支承產生故障。主要表現在：

2.1 轉動時出現“嚓-嚓”的聲音

（1）滾柱的端面與滾道之間發生摩擦，回轉支承滾柱長度有規定的公差范圍，若滾柱的長度超過規定的公差長，其端面就會與滾道因摩擦出現 “嚓-嚓”的聲音。

（2）調整墊圈竄入滾道與滾柱端面圓角摩擦產生的聲音，墊圈孔徑大于螺栓直徑，如果螺栓沒有充分預緊，調整墊圈摩擦力不足，容易發生移位進入軌道。

2.2 轉動時有“咯-咯”的聲音

（1）首先要排除回轉支承滾柱與滾道之間有沒有發生干摩擦，加入對應牌號的鈣基潤滑脂，觀察聲音有沒有消失。

（2）滾道軸向間隙偏小，在保證回轉支承轉動靈活的前提下，軸向間隙越小回轉精度越高。加工過程中滾道表面不可避免的存在誤差，如果安裝時局部位置的軸向間隙過小，滾柱與滾道間的壓力升高，摩擦力增大，轉動時會產生響聲。

（3）安裝面平面度不符合要求，安裝面的不平度不能超過回轉支承的軸向間隙。因為座圈全周用高強度螺栓擰緊，壓緊后齒圈與安裝面貼合度很高，安裝面不平整會造成滾道發生扭曲。滾柱不在同一圓周上轉動，回轉支承轉動困難并產生響聲。

（4）滾道與退刀槽相交位置加工不到位，有凸起存在。制造過程中上下壓圈滾道面組合在一塊采用磨削加工，上下壓圈接合面與滾道相交處由于不方便磨削，需要在壓圈上設計退刀槽，退刀槽與滾道面交叉處存在尖角。尖角處造成砂輪損耗快，較長的滾道面靠近退刀槽位置就有可能磨削不到位，轉動時產生響聲。

（5）滾柱之間間隙太小，轉動時滾柱外表面相互摩擦產生響聲。這是加工精度超差造型的，加工及裝配時應保證滾柱之間的合理間隙，回轉支承才能轉動靈活。

2.3 轉動阻力大或轉不動

滾道軸向間隙小于規定的公差下限，滾道與滾柱之間摩擦阻力大；滾柱長度過長，滾柱端面壓在滾道上，回轉阻力大；回轉支承長時間存放，滾道內部缺潤滑油，會造成滾道銹蝕，摩擦阻力大，干摩擦造成滾道燒傷。設備安裝過程中由于焊接結構件時引起滾道燒傷。

2.4 滾道面缺陷

2.4.1 滾道面剝落

回轉支承滾道面承受較大的綜合載荷，與滾柱之間為線接觸，采用淬火處理的工藝方法提高其表面的硬度及耐磨性能。如果齒圈原材料帶狀組織沒有消除，會使基體材料性能呈各向異性，受壓時造成淬硬層剝落；滾道淬硬層厚度不均，受壓時淬硬層自身產生內應力，造成淬硬層剝落；滾道平面度超差會引起局部壓強超過接觸強度；超負荷使用，滾道接觸應力長期超過需用應力，滾道發生疲勞破壞；保養不當，滾道被繡蝕，滾道表面不光滑，受壓時產生應力集中產生裂紋。

2.4.2 滾道局部產生麻點或點蝕

由于清理不干凈，滾道內存在硬度較大的雜物刮傷滾道，滾道面不平整，局部滾道面接觸應力超過疲勞極限，發生局部疲勞；維護不當或缺少潤滑油，滾道局部發生銹蝕或點蝕；滾道面軸向間隙過大，傾翻力矩作用下滾柱與滾道邊緣接觸應力升高并發生相對位移，引起滾道面產生點蝕。

2.4.3 滾道面出現線狀壓痕

壓痕常發生在振動較劇烈的工程設備上，主要原因是長時間的靜態振動引起的局部壓強超過表層的屈服極限，滾道局部發生塑性變形。另外，軸向間隙增大，也會引起滾柱母線與滾道之間的沖擊，產生壓痕。

3 單排交叉滾柱式回轉支承維護及保養

3.1 合理添加潤滑脂

回轉支承使用前，滾道內需要添加潤滑脂，直到新油脂略向外擠出。齒圈上按規定牌號涂滿油脂。正常情況下工作運轉50小時潤滑一次，溫差大、高溫、高濕、粉塵較多環境中需要縮短滾道及齒輪的潤滑周期。

3.2 最大允許磨損量的測量

磨損量的測量是掌握回轉支承運行狀態的重要方法，測量時將上下座圈八等分，施加適當的傾翻力矩，依次將8個位置的測量值記錄存檔。首次測量是設備使用前進行，正常工況下每年測量一次。如磨損值增加顯著，應縮短測量周期。便于及時修復或更換回轉支承。同時，回轉支承首次運轉100h后，應規定的擰緊力矩重新緊固連接螺栓。正常運行后連接螺栓每600h緊固一次。

4 結論

本文針對單排交叉滾柱式回轉支承典型故障進行分析，并提出了回轉支承的日常維護對策。正確的使用回轉支承并做好日常的保養工作，及時發現并有針對性的排除故障是提高回轉支承使用壽命的關鍵。

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作者簡介：董德營（1987-），男，河南駐馬店人，本科，初級工程師，研究方向：機械設計。