关于回转支承断齿分析及解决对策的研究

2015-07-27马鞍山方圆回转支承股份有限公司安徽马鞍山243041

山东工业技术 2015年6期

江　勇（马鞍山方圆回转支承股份有限公司,安徽马鞍山243041）

关于回转支承断齿分析及解决对策的研究

江勇
（马鞍山方圆回转支承股份有限公司,安徽马鞍山243041）

目前挖掘机广泛应用于建筑工程建设中，但是在使用中经常遇到回转支承断齿的情况，一般解决断齿问题，前期的解决对策是装配时选择合适的大小齿轮啮合间隙，后期选用三十七度斜角的齿轮式回转支承，这些措施有一定的效果，但是还不不够完善。因此本文主要是具体分析回转支承断齿的原因，同时结合目前的解决方法提出新的解决对策。

回转支承；断齿分析；齿侧间隙；鼓形齿

1　前言

每一种品牌的国产挖掘机使用回转支承的断齿概率都存在一定的差异，而挖掘机的售后配件市场反映的回转支承断齿率却非常的高，甚至有些国产品牌的挖掘机出现过两位数百分比的大面积回转支承断齿问题。通常情况下，回转支承出现断齿的部位主要是内啮合和硬齿面，但是外啮合和软齿面的回转支承却很少出现断齿的问题。下文主要是阐述回转支承内啮合和硬齿面容易出现断齿的原因，以及对其提出采用鼓形齿回转支承的解决对策，更好地解决断齿问题。

2　分析回转支承出现断齿的原因

回转支承出现断齿现象绝大部分出现在整机出厂早期的一年以内，并且是由径向倾斜挤压造成的。与回转齿圈啮合的小齿轮主要采用的是浮动轴传动，如图1所示：

从图中我们可以看出回转支承自身存在一定的间隙，挖掘机在工作的过程中，容易产生一定的倾翻力矩，从而导致小齿轮的中心线出现一定的倾斜角度和径向位移，由此齿轮传动的中心距会相应产生一定的变化，齿侧间隙也不例外。通常情况下，挖掘机使用的回转支承的出厂间隙最好要小于0.2毫米，在经过一段时间的投入使用后，回转支承的间隙会有一定程度的变大。其实，在挖掘机的实际工作中，回转支承的滚道一般都会产生一定的变形。

3　回转支承断齿的解决对策

一般来说，回转支承的挤压断齿现象通常发生在沿齿宽方向的上半部位置，此时断裂面与轮齿的上半部位置相交，形成一定的夹角，就算是全齿脱落，它的裂纹也是由上到下发生扩展现象[1]。同时由于轮齿受挤压，导致的塑性变形也非常的明显，而且上半部比下半部要严重很多，整圈齿槽宽都会产生一定程度的变化，从下到上，也就是说从齿根至齿顶，齿槽宽呈递增趋势。

解决回转支承的挤压断齿现象主要有三个措施：第一，保证大小齿轮啮合的齿侧间隙不大于0.06倍模数。对于20t级的挖掘机，回转支承最合适的模数是十毫米，同时大齿轮和小齿轮啮合的齿侧间隙要大于或等于0.6毫米[2]。在挖掘机售后配件市场，客户一般都不是很注重大齿轮和小齿轮啮合的齿侧间隙，因此回转支承断齿概率一直非常的高，针对这个问题，相关工作人员应该对客户说明断齿与齿侧间隙的关系，使他们了解如果齿侧间隙控制不好的话，回转支承断齿是一定会发生的。根据某公司的实践表明，经过几年的施行后，发现挖掘机售后配件市场回转支承的断齿概率在一定程度上有所改善。

第二，选用合适的斜角齿轮式回转支承。把回转支承齿圈由全齿宽改为具有37°的倒角，需要注意的是改变的回转支承齿圈是非安装面上的轮齿部分，进而将回转支承经常发生断裂的一部分切掉，这样小齿轮产生位移时挤压力就不会集中在齿宽的上半部分[3]。通过这样的方法，回转支承的轮齿部分将不会在使用初期的时候，就产生挤压裂纹，可以在一定程度上延迟回转支承轮齿断裂的时间，延长挖掘机的使用寿命。根据相关数据的统计，挖掘机售后配件市场采用这种类型的回转支承后，发现断齿率有所下降。

第三，采用鼓形齿回转支承。上文提到回转支承的断齿归根究底是由挤压造成的，所以如何预防大齿轮和小齿轮之间的挤压是解决断齿的关键。鼓形齿回转支承在降低挤压方面具有很大的优势，首先鼓形齿回转支承在大齿轮和小齿轮啮合时角位移补偿量相对比较大，很大程度上改变了大小齿轮啮合时的接触条件，降低齿轮副在传动过程中引起的振动，这样一来就可以很大程度上减少大齿轮和小齿轮的挤压；其次，一般情况下，由于操作人员操作不正确以及驱动小齿轮旋臂安装刚性等方面的原因，常常导致大小齿轮在啮合或者转动的过程中发生很大的角位移，但是鼓形齿回转支承能够避免这种情况的发生，从而降低挤压力，避免应应力集中而导致断齿的出现。根据相关数据统计，发现挖掘机售后配件市场在采用这种类型的回转支承后，并没有发生断齿的问题。鼓形齿回转支承回转支承在解决断齿故障上，取得了良好的效果。