三排滚柱式回转支承承载能力曲线图

回转支承轴承结构图文回转支承轴承虽然有不同的种类，但在结构上都是大同小异。

都是由外圈、密封装置、滚动体和加油嘴四部分组成的。

接下来就有宜阳龙马轴承来说道说道这几类回转支承轴承结构吧：第一类，三排圆柱滚子组合转盘轴承，这类轴承有三个座圈，而且不论是上下滚道还是径向滚道都是分开的，这样的结构能够保证负载的方向得以确定，从而使承载能力大大提高。

结构决定了三排圆柱滚子组合转盘轴承适合于重型机械。

第二类，双排角接触推力球转盘轴承。

这类轴承同样有三个座圈，它的结构特点就是钢球以及隔离块可以不受外力作用而直接进入到滚道中，而且钢球的直径因为受力的需求安排了两种。

它的尺寸较大，比较适合较大直径的起重机。

第三类，交叉滚子轴承。

它的座圈有两个，尺寸和重量都比较小，因为小巧的缘故对安装的要求也比较精准。

这种轴承都用于军事中，在工业等方面也多有运用。

第四类，四点接触球转盘轴承。

它也是两个座圈的轴承，同交叉滚子轴承来比较的话，它的特点就是钢球和轨道有四点是接触的，同样能够承载轴向、径向等方向的力。

除此之外，比较常见的还有单排四点接触球式回转支承（HS 系列）单排四点接触球式回转支承由两个座圈组成，结构紧凑、钢球与圆弧滚道四点接触。

主要用于汽车起重机、塔式起重机、挖掘机、打桩机、工程作业车、雷达扫描设备等承受倾翻力矩、垂直轴向力、水平倾向力作用的机械上。

单排交叉滚柱式回转支承（HJ 系列）单排交叉滚柱式回转支承，由两个座圈组成，结构紧凑、制造精度高，装配间隙小，对安装精度要求高，滚柱为1:1交叉排列，能同时承受轴向力，倾翻力矩和较大的径向力，被广泛地用于其中运输、工程机械和军工产品上。

回转支承选型计算（JB2300-1999)•转支承受载情况回转支承在使用过程中，一般要承受轴向力Fa 、径向力Fr 以及倾覆力矩M 的共同作用，对不同的应用场合，由于主机的工作方式及结构形式不同，上述三种荷载的作用组合情况将有所变化，有时可能是两种载荷的共同作用，有时也有可能仅仅是一个载荷的单独作用。

通常，回转支承的安装方式有以下两种形式—座式安装和悬挂式安装。

两种安装形式支承承受的载荷示意如下：二、回转支承选型所需的技术参数•回转支承承受的载荷•每种载荷及其所占有作业时间的百分比•在每种载荷作用下回转支承的转速或转数•作用在齿轮上的圆周力•回转支承的尺寸•其他的运转条件主机厂家可根据产品样本所提供的信息，利用静承载能力曲线图，按回转支承选型计算方法初步选择回转支承，然后，与我公司技术部共同确认。

也可向我公司提供会和转支承相关信息，由我公司进行设计选型。

每一型号回转支承都对应一个承载力曲线图，曲线图可帮助用户初步的选择回转支承。

曲线图中有二种类型曲线，一类为静止承载曲线（ 1 线），表示回转支承保持静止状态时所能承受的最大负荷。

另一类为回转支承螺栓极限负荷曲线（8.8 、10.9 ），它是在螺栓夹持长度为螺栓工称直径 5 倍，预紧力为螺栓材料屈服极限70% 是确定的。

•回转支承选型计算方法•静态选型1 ）选型计算流程图2 ）静态参照载荷Fa' 和M' 的计算方法：•单排四点接触球式：单排四点接触球式回转支承的选型计算分别按承载角45 °和60 °两种情况进行。

I、a=45° II、a=60°Fa'=(1.225*Fa+2.676*Fr)*fs Fa'=(Fa+5.046*Fr)*fsM'=1.225*M*fs M'=M*fs然后在曲线图上找出以上二点，其中一点在曲线以下即可。

•单排交叉滚柱式Fa'=(Fa+2.05Fr)*fsM'=M*fs•双排异径球式对于双排异径球式回转支承选型计算，但Fr ≦10%Fa 时，Fr 忽略不计。

回转支承的应用范围及选型计算（万达回转支承技术科，徐州，2010-12-12）一、应用范围新一代的回转支承应用已经非常广泛了，只要符合使用回转支承的条件就行，以下是应用范围明细：工程机械回转支承应用广泛，工程机械是回转支承最初应用也是应用最广泛的地方，如土方机械、挖掘机、解体机、堆取料机、平地机、压路机、强夯机、凿岩机械、掘进机等。

其他的还有：混凝土机械：混凝土泵车、混凝土搅拌布料杆一体机、带式布料机给料机械：圆盘式给料机、混砂机起重机械：轮式起重机、履带式起重机、门座式起重机、塔式起重机、叉式起重机、随吊机、龙门起重机地基处理机械：冲击式反循环钻机、回转式钻机、冲击式回转式钻机、旋挖钻机、反循环回转钻机、正循环回转钻机、长螺旋工程钻机、潜水工程钻机、静压桩机、打桩机工程船舶：挖泥船专用车：桥梁检测车、消防车、擦窗机、平板运梁车、高空作业车、自行式高空作业平台轻工机械:饮料机械、吹瓶机、包装机械、灌装机、回转理瓶机、注塑机船用起重机各种设备平台除了各种工程机械之外，回转支承的应用范围已经在逐渐扩大，目前类似港口设备、冶金设备、钻进平台等设备平台已经开始大范围使用回转支承代替原始轴承。

港口设备：港口起重机、正面吊新能源设备:风力发电设备、太阳能发电设备冶金设备:冶金起重机、钢包回转台、抓钢机、泥炮、吹氧装置游乐设备:摩天轮等机场设备:机场加油机军工设备:雷达、坦克等机器人:码垛机器人、焊接机器人、机械手医疗设备:伽马刀环保设备:刮泥机停车设备:塔式车库钻井平台设备、厨具设备、数控设备（线切割机、淬火机床）、砖机建筑结构：迪拜旋转塔二、回转支承选型计算回转支承承载能力曲线万达产品样本中每个型号的回转支承都对应一个承载能力曲线图，曲线图可以帮助用户初步地选择回转支承。

曲线图中有二种类型的曲线，一类为静态曲线（1线），表示回转支承保持静止状态时所能承受的最大负荷。

另一类为回转支承螺栓负荷曲线（8.8、10.9、12.9线），它是在螺栓夹持长度为螺栓公称直径的5倍，预紧力为螺栓材料屈服极限的70%时确定的。

三排滚柱式回转支承(13系列)--外齿式结构特点、性能、适用范围三排滚柱式回转支承有三个座圈，上下及径向滚道各自分开，使得每一排滚柱的负载都能确切地加以确定。

能够同时承受各种载荷，是四种产品中承载能力最大的一种，轴、径向尺寸都较大，结构牢固，特别适用于要求较大直径的重型机械，如斗轮式挖掘机、轮式起重机、船用起重机、港口起重机、钢水运转台及大吨位汽车起重机等机械上。

序外齿式外型尺寸安装尺寸结构尺寸齿轮参数外齿参数齿轮圆周力参考号DL重量mm D d H D 1 D 2n Ø dm L n 1H 1h bxm D ez正火Z104N调质T104Nkgmm mm mm mm mm mm mm mm mm mm mm mm mm mm1131.25.5006343661485984022418M163241032800.556641305 6.7224 132.25.5006664.81082131.25.5606944261486584622418M163241032800.557241425 6.7240 132.25.5606724.81183131.25.6307644961487285322818M163241032800.56808.813268270 132.25.6308806.4984131.25.7108445761488086122818M163241032800.56886.814568300 132.25.7108886.41085131.32.8009646361829206803622M2040410401200.581006.412312.116.7500 132.32.800101008986131.32.900106473618210207803622M2040410401200.581102.413512.116.7600 132.32.9001011081087131.32.1000116483618211208804022M2040510401200.510121811915.120.9680 132.32.1000121221.6998131.32.11201284956182124010004022M2040510401200.510133813115.120.9820 132.32.1120121341.61099131.40.125014451055220139311074526M2448510501500.5121509.612322.931.41200 132.40.1250141509.210510131.40.140015951205220154312574526M2448510501500.5121665.613622.931.41300 132.40.1400141663.211611131.40.160017951405220174314574826M2448610501500.5141873.213126.336.61520 132.40.1600161868.811412131.40.180019951605220194316574826M2448610501500.5142069.214526.336.61750 132.40.1800162076.812713131.45.200022211779231215518456033M3060612541600.5162300.814132.244.52400 132.45.2000182300.412514131.45.224024612019231239520856033M3060612541600.5162556.815732.244.52700 132.45.2240182552.413915131.45.250027212279231265523457233M3060812541600.5182822.415436.250.13000 132.45.250020281613816131.45.280030212579231295526457233M3060812541600.5183110.417036.250.13400 132.45.280020311615317131.50.315034322868270334229587245M4284812651800.520353617445.262.65000 132.50.3150223537.6158注：1、n1为润滑油孔数，均布：油杯M10×1 JB/T7940.1-JB/ T7940.22、安装孔n-dn1、n-dn2可改用螺孔；齿宽b可改为H-h。

【回转支承选型计算方法】：静态选型：静态参照载荷Fa’和M’的计算方法●单排四点接触球式单排四点接触球式回转支承的选型计算分别按承载角45°和60°两种情况进行。

I、a＝45°Ⅱ、a＝60°Fa’＝(1.225·Fa+2.676·Fr)·fs Fa’＝(Fa+5.046·Fr)·fsM’＝1.225·M·fs M’＝M·fS然后在曲线图上找出以上两点，其中一点在曲线以下即可。

●单排交叉滚柱式Fa’＝(Fa+2.05·Fr)·fsM’＝M·fs●双排异径球式对于双排异径球式回转支承选型计算，当Fr≤10％Fa时，Fr忽略不计。

当Fr>10％Fa时，必须考虑滚道内压力角的变化，其计算请与我们联系。

Fa’＝Fa·fsM’＝M·fs●三排滚柱式三排滚柱式回转支承选型时，仅对轴向滚道负荷和倾覆力矩的作用进行计算。

Fa’＝Fa·fsM’＝M·fs3、回转支承选型计算单排球式回转支承(1)、计算额定静容量Co = f •D•d式中：Co ——额定静容量，Nf ——静容量系数，110 N / mm2D ——滚道中心直径，mmd ——钢球公称直径，mm(2)、根据组合后的外载荷，计算当量轴向载荷Cp = P + 4370 M／D + 3.44 Fr式中：Cp ——当量轴向载荷，NM ——总倾覆力矩，N•mP ——总轴向力，NFr——总径向力，N(3)、计算安全系数fs = Co / Cp式中：fs值可按下表选取。

三排柱式回转支承(1)、计算额定静容量Co = f •D•d式中：Co ——额定静容量，Nf ——静容量系数，147 N / mm2D ——滚道中心直径，mmd ——上排滚柱直径，mm(2)、根据组合后的外载荷，计算当量轴向载荷Cp = P + 4500 M／D式中：Cp ——当量轴向载荷，NM ——总倾覆力矩，N•mP ——总轴向力，N(3)、计算安全系数fs = Co / Cp式中：fs值可按下表所示选取。

回转支承轴承主要技术表回转支承选型计算方法1静态选型：静态参照载荷Fa’和M’的计算方法●单排四点接触球式单排四点接触球式回转支承的选型计算分别按承载角45°和60°两种情况进行。

I、a＝45°Ⅱ、a＝60°Fa’＝(1.225·Fa+2.676·Fr)·fs Fa’＝(Fa+5.046·Fr)·fsM’＝1.225·M·fs M’＝M·fS然后在曲线图上找出以上两点，其中一点在曲线以下即可。

●单排交叉滚柱式Fa’＝(Fa+2.05·Fr)·fsM’＝M·fs●双排异径球式对于双排异径球式回转支承选型计算，当Fr≤10％Fa时，Fr忽略不计。

当Fr>10％Fa 时，必须考虑滚道内压力角的变化，其计算请与我们联系。

Fa’＝Fa·fsM’＝M·fs●三排滚柱式三排滚柱式回转支承选型时，仅对轴向滚道负荷和倾覆力矩的作用进行计算。

Fa’＝Fa·fsM’＝M·fs2动态选型：对于连续运转、高速回转和其它对回转支承的寿命有具体要求的应用场合，请与我公司技术部联系。

3螺栓承载能力验算：1）把回转支承所承受的最大载荷(没有乘静态安全系数fs)作为选择螺栓的载荷；2）查对载荷是否落在所需等级螺栓极限负荷曲线以下；3）若螺栓承载能力不够，可重新选择回转支承，或与我公司技术部联系。

安装螺栓副●回转支承所用螺栓尺寸应符合GB／T5782-2000和GB／T5783-2000的规定，其强度等级不低于GB／T3098.1-2000规定的8.8级，并根据支承受力情况选择合适的强度等级。

●螺母尺寸应符合GB／T6170-2000和GB／T6175-2000规定，其机械性能应符合GB3098.2-2000规定。

●垫圈尺寸应符合GB／T97.1-1985和GB／T97.2-1985，需调质处理。

影响回转支承承载能力的四个参数回转支承的失效形式有两种，一是滚道损坏，二是断齿，而滚道损坏占的比例达98%以上，因此我们说，滚道质量是回转支承质量的核心问题，影响回转支承滚道质量的因素较多，其中滚道淬火硬度、淬硬层深度、滚道曲率半径和接触角无疑是最重要的四个影响因素，它们以不同的方式影响着滚道质量，并决定了回转支承的承载能力和使用寿命。

•滚道硬度回转支承滚道淬火硬度对其额定静容量影响较大，如以HRC55时额定静容量为标准1，则滚道硬度与额定静容量有下列对应关系：标准规定的最低硬度为HRC55，通常实际平均淬火硬度在HRC57左右，因此绝大多数回转支承实际承载能力均高于按HRC55计算的理论值。

从上表也可看出当硬度低于HRC53时，即使留有1.2的安全系数，使用也不安全了，特别当硬度只有HRC50时，1.7倍的安全系数也形同虚设，非常危险。

硬度不够极易造成回转支承失效，从滚道表面点蚀开始到坍塌结束。

•滚道淬硬层深度滚道淬硬层深度目前尚无无损检测的方法，主要靠工艺和装备来保证，必要的淬硬层深度是回转支承滚道不产生剥落的保证。

当回转支承受外负荷作用时，钢球与滚道的点接触就变成了面接触，是一个长半轴为a，短半轴为b的椭圆面，滚道除受压应力外，还受到剪切应力作用，最大剪切应力发生在表面下0.47a深处，因此滚道淬硬层深度须大于0.47a（一般取0.6a），这也是标准中根据钢球直径大小，而不是根据回转支承直径大小来规定淬硬层深度的原因，同时给出了具体最小保证值。

深度不够又会对回转支承的承载能力产生什么样的影响呢？它定量化的描述是：额定静容量CO与淬硬层深度H0.908成正比，由此可计算出，将要求为4mm的淬硬层深度只淬到2.5mm，那么CO将由1降至0.65，由此而产生的回转支承失效形式为滚道剥落，即使采取焊补措施也无济于事。

•滚道曲率半径这里的滚道曲率半径是指滚道在垂直剖面内的曲率半径，它与钢球半径的比值t（一般为1.04~1.08）的大小也显著影响着回转支承的额定静容量和动容量（寿命Lh），设t=1.04时为额定静容量和寿命均为1，则有下列对比关系：从表中可看出半径比越大额定静容量越低，使用寿命越短，即使滚道热处理硬度和淬硬层深度都符合标准要求，而不能有效控制该半径比，回转支承的承载能力和使用寿命仍达不到标准值，而这一点往往被忽视，但它却是影响回转支承性能的重要参数。

回转支承选型计算：一、单排球式回转支承的选型计算1、计算额定静容量C0 = f ·D·d式中：Co ——额定静容量，kNf ——静容量系数，0.108 kN / mm2D ——滚道中心直径，mmd ——钢球公称直径，mm2、根据组合后的外载荷，计算当量轴向载荷式中：Cp ——当量轴向载荷，kNM ——总倾覆力矩，kN·mFa ——总轴向力，kNFr ——总倾覆力矩作用平面的总径向力，kN 3、计算安全系数fs = Co / Cpfs值可按下表选取。

二、三排柱式回转支承的选型计算1、计算额定静容量C0 = f ·D·d式中：Co ——额定静容量，kNf ——静容量系数，0.172 kN / mm2D ——滚道中心直径，mmd ——上排滚柱直径，mm2、根据组合后的外载荷，计算当量轴向载荷式中：Cp ——当量轴向载荷，kNM ——总倾覆力矩，kN·mFa ——总轴向力，kN3、计算安全系数fs = Co / Cpfs值可按下表选取。

回转支承安全系数fs工作类型工作特性机械举例fs堆取料机，汽车起重机，非港口用轻型不经常满负荷，回转平稳冲击小1.00～1.15轮式起重机塔式起重机，船用起重机，履带起中型不经常满负荷，回转较快，有冲击1.15～1.30重机抓斗起重机，港口起重机，单斗挖1.30～1.45重型经常满负荷，回转快冲击大掘机，集装箱起重机斗轮式挖掘机，隧道掘进机，冶金特重型满负荷，冲击大或工作场所条件恶劣1.45～1.70起重机，海上作业平台起重机回转支承产品标准对合理选型的影响《建筑机械》2002年第三期现行的单排球式回转支承有两个行业标准JJ36.1-91《建筑机械用回转支承》和JB/T2300-99《回转支承》，也就是在以前的建设部标准JJ36-86和机械部标准JB2300-84的基础上重新修订的。

在JJ36.1的基本参数系列表中列出了145种基本参数的145种型号单排球式回转支承，在JB/T2300中列出了120种基本参数的220种型号单排球式回转支承。

回转支承轴承主要技术表回转支承选型计算方法1静态选型：静态参照载荷Fa’和M’的计算方法●单排四点接触球式单排四点接触球式回转支承的选型计算分别按承载角45°和60°两种情况进行。

I、a＝45°Ⅱ、a＝60°Fa’＝(1.225·Fa+2.676·Fr)·fs Fa’＝(Fa+5.046·Fr)·fsM’＝1.225·M·fs M’＝M·fS然后在曲线图上找出以上两点，其中一点在曲线以下即可。

●单排交叉滚柱式Fa’＝(Fa+2.05·Fr)·fsM’＝M·fs●双排异径球式对于双排异径球式回转支承选型计算，当Fr≤10％Fa时，Fr忽略不计。

当Fr>10％Fa 时，必须考虑滚道内压力角的变化，其计算请与我们联系。

Fa’＝Fa·fsM’＝M·fs●三排滚柱式三排滚柱式回转支承选型时，仅对轴向滚道负荷和倾覆力矩的作用进行计算。

Fa’＝Fa·fsM’＝M·fs2动态选型：对于连续运转、高速回转和其它对回转支承的寿命有具体要求的应用场合，请与我公司技术部联系。

3螺栓承载能力验算：1）把回转支承所承受的最大载荷(没有乘静态安全系数fs)作为选择螺栓的载荷；2）查对载荷是否落在所需等级螺栓极限负荷曲线以下；3）若螺栓承载能力不够，可重新选择回转支承，或与我公司技术部联系。

安装螺栓副●回转支承所用螺栓尺寸应符合GB／T5782-2000和GB／T5783-2000的规定，其强度等级不低于GB／T3098.1-2000规定的8.8级，并根据支承受力情况选择合适的强度等级。

●螺母尺寸应符合GB／T6170-2000和GB／T6175-2000规定，其机械性能应符合GB3098.2-2000规定。

●垫圈尺寸应符合GB／T97.1-1985和GB／T97.2-1985，需调质处理。

回转支承选型计算选型计算：回转支承的回转承载在使用回转支承时，通常需要承受轴向力Fa、径向力Fr和倾覆力矩M的作用。

不同的应用场合会有不同的载荷组合方式，有时可能是两种载荷的共同作用，有时也有可能仅仅是一个载荷的单独作用。

回转支承的安装方式分为座式安装和悬挂式安装，两种安装形式所承受的载荷不同。

如果所用回转支承为座式安装，可以参考下面的选型计算进行选型。

如果所用回转支承为悬挂式安装或其他安装型式，请与我们的技术部联系。

回转支承的选型1、结构型式的选择常用回转支承的结构型式有四种：单排球式、交叉滚柱式、双排球式和三排柱式。

根据我们的经验和计算，有以下结论：当Do≤1800时，单排球式为首选型式；当Do＞1800时，优先选用三排柱式回转支承。

相同外形尺寸的回转支承中，单排球式的承载能力高于交叉滚柱式和双排异径式。

Q系列单排球式回转支承尺寸更紧凑，重量更轻，具有更好的性价比，为单排球式的首选系列。

2、回转支承的选型计算单排球式回转支承的选型计算：①计算额定静容量CO= 0.6×DO×do0.5式中：CO───额定静容量，kN；DO───滚道中心直径，mm；do───钢球公称直径，mm。

②根据组合后的外载荷，计算当量轴向载荷Cp = Fa + 4370M/DO+ 3.44Fr式中：Cp───当量轴向载荷，kN；M───倾覆力矩，kN·m；Fa───轴向力，kN；Fr───径向力，kN。

③安全系数fs = Co / Cp安全系数fs的值可以参考下表：回转支承安全系数fs工作类型轻型light duty 中型middle duty 重型heavy duty 特重型extremely heavy duty安全系数fs 2.5~3 2~2.5 1.5~2 1~1.5三排柱式回转支承的选型计算：①计算额定静容量Co= 0.534×DO×do0.75式中：CO───额定静容量，kN；DO───滚道中心直径，mm；do───上排滚柱直径，mm。

三排滚子转盘轴承承载能力分析和寿命计算摘要多排滚柱式回转支撑，能够承受较大的倾覆力矩，是回转支承中承载能力最大的一种。

多排滚柱式回转支承特别适用于承受大载荷、大冲击工况条件下运行的重型机械，而三排滚柱式回转支承是其中最具典型的结构形式，因此对三排滚子转盘轴承的研究具有一定的现实意义和社会效益。

以Hertz接触理论为基础，结合三排滚子转盘轴承的特殊结构，推导出计算三排滚子转盘轴承接触强度校核的有关理论公式，并绘制了静、动承载能力曲线。

然后，用Lundberg-Palmgren寿命理论，推导计算三排滚子转盘轴承的疲劳寿命。

通过以上的分析计算可为轴承的选型和设计提供理论基础。

通过以上分析推导的公式，建立数值求解模型，用Matlab编程语言进行计算求解，解出三排滚子转盘轴承的最大承受载荷和寿命，进而绘制承载能力曲线。

之后，再用ANSYS有限元，建立简单的模型进行形变和应力的分析。

关键词：三排滚子转盘轴承，承载能力，疲劳寿命，经典数值分析，ANSYS有限元分析。

CARRYING CAPACITY ANALYSIS AND LIFETIME CALCULATIONS OF THREE-ROWROLLER SLEWING BEARINGSABSTRACTIn slewing bearings, the multi-row roller slewing bearings has the most load carrying capacity, which can withstand large overturning moment. The multi-row roller slewing bearings is especially suitable for heavy machinery which withstand large loads or impact of working conditions under running. However, three-row roller slewing bearings is one of the most typical form in the structure of multi-row roller slewing bearings. So, it has a certain practical significanc e and social benefits for studing three-row roller slewing bearings.It can deduce to the theoretical formula that used to calculating contact strength check of the three-row roller slewing bearings and can draw static and dynamic carrying capacity curves,based on the Hertz contact theory and combined with the special structure of the three-row roller slewing bearings. Then, using the lifetime expectancy theory of Lundberg-Palmgren to derived and calculate the fatigue lifetime of the three-row roller slewing bearings. It can provide a theoretical basis for bearing type selection and design by the above anal ysis and calculations.Through the formula which anal ysis and derive above,we can build the numerical solution model. Computing f or Matlab programming language, solve three-row roller slewing bearings maximum load carrying and lifetime, and then draw the carrying capacity curve. After then, build a simple model by the ANSYS finite element to deformation and stress analysis.KEY WORDS:three-row roller slewing bearings, carrying capacity, fatigue lifetime, Classical numerical analysis, ANSYS finite element analysis.目录前言 (1)第1章绪论 (2)§1.1研究对象 (2)§1.1.1研究对象及特点 (2)§1.1.2国内外对比 (3)§1.2研究的意义 (3)第2章静承载能力分析 (4)§2.1负荷和变形 (4)§2.1.1负荷与弹性变形 (4)§2.2 接触应力和变形计算 (5)§2.2.1赫兹弹性理论的基本假设 (5)§2.2.2计算公式 (5)§2.3平衡方程 (6)§2.3.1静态平衡方程的建立 (6)§2.3.2力平衡方程 (6)§2.3.3力矩平衡方程 (8)§2.4承载曲线的绘制 (8)§2.4.1分析计算过程 (8)§2.4.2静承载曲线的绘制 (11)第3章额定寿命和动态承载能力的计算 (13)§3.1理论公式的推导 (13)§3.1.1额定滚动体负荷计算 (13)§3.1.2当量滚动体负荷计算 (13)§3.1.3单个套圈额定寿命计算 (13)§3.2多排滚子的合成寿命计算 (15)§3.3动承载能力曲线的绘制 (15)§3.4动静承载能力合成曲线 (17)第4章承载能力的有限元分析 (18)§4.1有限元模型的确定 (18)§4.2 承载能力的有限元求解 (18)§4.2.1 求解步骤 (18)§4.2.2 网格划分过程 (19)§4.2.3 求解和分析 (20)§4.3 求解之后的结论 (21)结论 (22)参考文献 (23)致谢 (25)附录 (26)§1.1求转盘轴承滚子参数的主函数 (26)§1.2求转盘轴承参数的子函数 (30)§1.3求转盘轴承寿命的主函数 (33)§1.4求转盘轴承寿命的子函数 (35)前言由于现在对转盘轴承的研究只限制在四点接触转盘轴承上，对三排滚子转盘轴承的研究很少，多排滚柱式回转支承与球式回转支承相比特别适用于承受大载荷、大冲击工况条件下运行的重型机械，而三排滚柱式回转支承是其中最具典型的结构形式，因此对三排滚子转盘轴承的研究具有一定的现实意义和社会效益。

58 建筑机械挖掘机回转支承载荷分析及选型侯文峰，赵光，张洋，闫春艳（徐州徐工挖掘机械有限公司，江苏徐州 221004）［摘要］回转支承作为液压挖掘机重要的组成部分，主要起回转、连接及承载作用，其至少承载了整个液压挖掘机总重的60%。

另外，挖掘机回转工作比重也占到整个液压挖掘机工作循环的50%-70%，因此，回转支承选型不仅对液压挖掘机整机性能影响甚大，而且还关乎整机安全，合理地对回转支承进行载荷分析和选型至关重要，本文以某国产大型挖掘机回转支承为例，详细地分析了其在6种典型工况下，受到的载荷情况，并指出了载荷分析中需要注意的问题，最后，对回转支承进行了选型校核计算。

本文为挖掘机回转支承载荷分析和选型计算，提供了理论指导和依据，对于挖掘机行业工程技术人员，具有一定参考实用价值。

［关键词］挖掘机；回转支承；载荷分析；挖掘反力；典型工况；选型计算［中图分类号］TU64 ［文献标识码］B ［文章编号］1001-554X（2020）01-0058-08Load analysis and selection of excavator slewing bearingHOU Wen-feng，ZHAO Guang，ZHANG Yang，YAN Chun-yan液压挖掘机是目前工程机械行业应用较为广泛的设备，其工况恶劣，复杂多变。

回转支承作为液压挖掘机重要的组成部分，主要起回转、连接及承载作用，其至少承载了整个液压挖掘机总重的60%，另外，挖掘机回转工作比重也占到整个液压挖掘机工作循环的50%～70%，还消耗了挖掘机25%～40%的能量。

因此，回转支承选型不仅对液压挖掘机整机性能影响甚大，而且还关乎整机安全，合理地对回转支承进行载荷分析对回转支承选型至关重要。

本文以某国产大型挖掘机回转支承为例，分析了其在6种典型工况下，受到的载荷情况，并指出了载荷分析中需要注意的问题，最后，对回转支承进行了选型校核计算。

回转支承虽然种类较多，但基本结构构成几乎一样，主要有内齿或外齿的内、外座圈、滚动体、隔离体、调整垫片以及自带的密封、润滑装置和连接安装孔等构成。

回转支承螺栓承载曲线的计算和绘制回转支承上螺栓承载能力的校核，是回转支承设计中关键的步骤。

在机械行业标准JB/T2300中只有标准型号的螺栓曲线图，没有理论推导，本文将理论推导螺栓曲线的计算方法，为非标回转支承设计过程中螺栓曲线图的绘制提供理论基础。

标签：回转支承；螺栓强度；螺栓曲线回转支承是一种能够承受综合载荷的大型轴承，可以同时承受较大的轴向力、径向力和倾覆力矩。

回转支承在现实工业中应用很广泛，被人们称为：“机器的关节”，是两物体之间需作相对回转运动，又需同时承受轴向力、径向力、倾翻力矩的机械所必需的重要传动部件。

随着机械行业的迅速发展，回转支承在船舶设备、工程机械、轻工机械、冶金机械、医疗机械、工业机械等行业得到了广泛的应用。

本文将理论计算螺栓曲线：下面以JB/T2300《回转支承》标准中的010.30.1000为例进行分析，外圈安装孔分布圆直径D=922，安装孔36个M20螺纹孔。

1 螺栓受力分析在不同工况下，螺栓受力情况也不尽相同，一般回转支承在工作时会受到轴向载荷Fa，径向载荷Fr与倾覆力矩M，当回转支承内圈与机架联接时，首先施加预紧力，内圈与机架产生的静摩擦可以抵消径向力，下面假设工况中无径向载荷。

所有螺栓此时均受到预紧力，大部分螺栓还受到倾覆力矩产生的拉力，轴向力此时是分担螺栓的受力，故先将轴向力也消除分析。

M20螺纹底孔直径17.7mm，截面面积As=245mm2。

3 螺栓使用注意事项回转支承上螺栓在承受交变载荷时会容易松动，也容易产生疲劳破坏，施加预紧力则会有效避免此类问题的发生。

合适的预紧力可以增强联接的紧密性与可靠性。

防止螺栓断裂：改善螺栓结构设计，避免应力集中；改善螺栓制造工艺，减小机械加工缺陷；改进装配工艺，保证预紧力，并持续保持；注意维护检查，避免故障隐患。

4 小结回轉支承中的承载曲线上附带螺栓曲线，使用该方法可准确计算并绘制非标回转支承的螺栓曲线。

参考文献：[1]吴润才，杜玉霞，张明亮等.JB/T2300-2011中华人民共和国机械行业标准[S].[2]闻邦椿等.机械设计手册第五版（第二卷）[K].2010.作者简介：彭荣慈（1990-），男，安徽蚌埠人，本科，助理工程师，研究方向：机械设计制造。

三排滚柱式回转支承疲劳寿命分析戴永奋; 高盟; 刘荣; 王华【期刊名称】《《机械设计与制造》》【年(卷),期】2019(000)007【总页数】6页(P147-152)【关键词】三排滚柱式回转支承; 非线性弹簧; 有限元; 理论计算; 疲劳寿命【作者】戴永奋; 高盟; 刘荣; 王华【作者单位】马鞍山方圆精密机械有限公司安徽马鞍山 243041; 南京工业大学江苏南京 211816【正文语种】中文【中图分类】TH16; TH117.11 引言回转支承是一种低速重载轴承，滚圈带有传动齿，与驱动齿轮啮合传递动力，是实现相对回转运动的机械关键部件，广泛应用在挖掘机、起重机、风电发电机、冶金机械、军事装备坦克、雷达、火箭发射台等[1]。

三排滚柱式回转支承是回转支承所有类型中综合承载能力最大的一种，也是最典型的结构形式，如图1所示。

回转支承工作时，98%的故障来源于滚道接触疲劳失效。

滚动体在内、外滚道之间连续回转运动，交变应力的长期作用导致滚道表面出现裂纹，引起噪声变大、振动加剧、工作温度升高，严重情况下还会导致回转支承卡死现象[2]。

近些年对回转支承疲劳寿命的研究发展迅速。

国外，文献[3]采用Monte-Calo方法，对回转支承进行了疲劳模拟实验，并对比选用不同轴承钢材料寿命大小。

文献[4]对双排异径球式回转支承进行疲劳寿命研究，建立了疲劳寿命分析模型，分析了滚圈变形和硬化层厚度对疲劳寿命的影响。

文献[5]采用线弹性断裂力学的方法，利用有限元方法模拟疲劳裂纹的萌生和扩展。

文献[6]建立双排球式偏航回转支承模型，分析径向间隙对回转支承承载能力和疲劳寿命的影响，研究指出随着径向间隙的增加，最大接触载荷先降低后增加，疲劳寿命先提高后降低。

文献[7]通过S-N和σ-N疲劳寿命分析方法计算得到单排四点接触球式回转支承疲劳寿命，并分析了滚道淬硬层尺寸和深度对疲劳寿命的影响。

国内，文献[8]以L-P理论和Hertz理论为理论基础，推导出回转支承疲劳寿命公式，为结构设计和选型提供了依据。

技术部图纸绘图规范技术部日常工作所绘制的图纸一般分为两种类型：面对客户的技术沟通交流图纸和生产车间所需要的生产用图纸，现分别对这两种类型图纸的绘图注意事项加以说明：一、客户交流图纸：拿到客户的原始图纸，首先确定一下该回转支承是什么系列的，并且是什么齿形的产品，然后确定一个绘图模板开始绘制。

绘图过程中应注意以下几点：a.滚动体直径大小的确定：首先初步判定滚动体大小，根据回转支承内、外圈的高度，参照标准件的型号来设计滚动体，然后再计算安装孔的孔壁距滚道的最小距离，此距离大小参照标准件。

最后根据产品的总高度计算轨道中心高，判断该型号滚动体所对应的堵塞大小，在加工时是否合适，即堵塞的边缘距离产品非基准面的距离，如果太薄则不允许，具体可参照标准件。

b.齿的参数确定：根据原图纸提供的齿的参数来判定该齿型为标准齿还是短齿，是公制齿还是英制齿，注意齿形压力角是多少度，判断依据主要是齿顶高参数和齿根高参数，判断好齿型之后，再准确计算出齿顶圆、齿根圆和分度圆以及公法线等，最后算一下齿根圆距安装孔的距离，参照标准件，如有止口，则也需计算齿根距止口的距离，以免制齿时干涉。

产品是斜齿的，齿参数除了在主视图中标注，还必须在齿参数表中详细标注。

c.公差要求：如果要求在图纸上标注公差，除非客户特殊要求的公差，其外径和内径尺寸则按照我公司自由公差标注，公司企业标准公差一般按10级计算。

高度尺寸公差一般规定总高为±1mm，内外圈高度为±0.5mm，如果原图纸尺寸公差过于严格，则考虑我公司加工能力，如需和客户沟通的，应及时沟通。

安装孔的中心距公差：①、如果安装孔孔径比通过其螺栓的公称直径大3mm，则中心距公差为±0.8mm，可以在图纸上不予标注，②、如果安装孔孔径比通过其螺栓的公称直径大2mm，则中心距公差为±0.5mm，可以在图纸上不予标注，③、如果安装孔孔径比通过其螺栓的公称直径大1mm，则安装孔中心距公差为±0.3mm，必须在图纸上予以标注。