回转支承选型计算
2019-07-14 09:49:55
一、回转支承承载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型式不同…
一、回转支承承载
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型式不同，上述三种载荷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型式——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：
客户在选型时，若所用回转支承为座式安装，可按下面的选型计算来进行选型；若所用回转支承为悬挂式安装或其他安装型式，请与我公司技术部进行联系。
二、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、三排柱式。
根据我们的经验和计算,有以下结论：
• Do ≤1800时，单排球式为首选型式；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, 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
fs值可按下表选取
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
2. 根据组合后的外载荷，计算当量轴向载荷
Cp = Fa + 4500M/DO
式中：C p─── 当量轴向载荷， kN
M ─── 倾覆力矩， kN·m
Fa ─── 轴向力， kN
3. 安全系数
fs = Co / Cp
fs值可按下表选取
回转支承安全系数f s
工作类型 | 工作特性 | 机械举例 | fs |
轻型light duty | 不经常满负荷，回转平稳冲击小 | 堆取料机，汽车起重机，非港口用轮式起重机 | 1.00~1.15 |
中型middle duty | 不经常满负荷，回转较快，有 冲击 | 塔式起重机，船用起重机，履带起重机 | 1.15~1.30 |
重型heavy duty | 经常满负荷，回转冲击大 | 抓斗起重机，港口起重机，单斗 挖掘机，集装箱起重机 | 1.30~1.45 |
特重型extremely heavy duty | 满负荷，冲击大或工作场所条件恶劣 | 斗轮式挖掘机，隧道挖掘机，冶金起重机，海上作业平台起重机 | 1.45~1.70 |
三、利用静载曲线选型
静态承载曲线表示回转支承保持静止状态时所能承受的最大负荷。产品样本中每一型号回转支承都对应一个承载能力曲线图，曲线图可帮助用户初步地选择回转支承。
1. 绘制静载曲线。客户先将欲选择的回转支承根据其型号绘制静态承载曲线，如下：
图中：P1=Co
M1=Co * Do/4370（三排柱式：M1=Co * Do/4500）
2. 静态工况下计算出来的总轴向力Fa和总倾覆力矩M分别乘以安全系数后的交点，应落在静态承载曲线的下方。
3. 实例：绘制QUA1000.32的静载曲线。
P1=Co=0.108*1000*32=3456kN
M1=Co * Do/4370=3456*1000/4370=790 kN•m
其静载曲线图如下 ：
四、回转支承选型所需技术参数
客户进行初步选型后，可与我公司技术部共同确认，也可向我公司提供回转支承相关信息，由我公司进行设计选型时，请索取《万达回转支承选型技术参数表》，并详细填写，以便我们能尽快向您提交准确而经济实用的回转支承选型方案。
附：回转支承外载荷的确定
客户在选型时，首先要确定回转支承上的外载荷，单排球式 回转支承上的外载荷是组合后的总载荷，包括：
a. 倾覆力矩M，N•mm；
b. 总轴向力 Fa，N；
c. 总倾覆力矩M作用平面的总径向力Fr，N。
机械的外力组合成外载荷时，应按机械的工作类型，在M、Fa、Fr计算过程中考虑工作条件系数K。下面以起重机和挖掘机为例，说明回转支承外载荷的确定（所列出的计算位置不一定代表最恶劣的计算工况，用户应按实际最大工况计算）。
1、起重机（见图1）
图1 起重机计算简图
式中：
Q——满斗时斗中物料质量，kg；
G1——铲斗质量，kg；
G2——变幅部分质量，kg；
G3——转台部分非变幅部分质量，kg；
W1——回转工况的水平惯性力，N；
W2——风力，N；
W3——齿轮啮合力，N；
W4——垂直挖掘力，N；
W5——水平挖掘力，N；
L1——铲斗及铲斗中物料质量到回转中心的水平距离，mm；
L2——变幅部分质量G2到回转中心的水平距离，mm；
L3——转台部分非变幅部分质量G3到回转中心的水平距离，mm
L4——回转时水平惯性力W1到回转支承的垂直距离，mm；
L5——水平挖掘力W5到回转支承的垂直距离，mm；
L6——垂直挖掘力W4到回转中心的水平距离，mm；
L7——风力W2作用点到回转支承的垂直距离，mm；
β——水平惯性力W2与M作用平面的夹角，( ° )
γ——齿轮啮合力W3与M作用平面的夹角，( ° )
K——工作条件系数，由表1确定。
2、挖掘机（见图2）
式中：
Q——满斗时斗中物料质量，kg；
G1——铲斗质量，kg；
G2——变幅部分质量，kg；
G3——转台部分非变幅部分质量，kg；
W1——回转工况的水平惯性力，N；
W2——风力，N；
W3——齿轮啮合力，N；
W4——垂直挖掘力，N；
W5——水平挖掘力，N；
L1——铲斗及铲斗中物料质量到回转中心的水平距离，mm；
L2——变幅部分质量G2到回转中心的水平距离，mm；
L3——转台部分非变幅部分质量G3到回转中心的水平距离，mm
L4——回转时水平惯性力W1到回转支承的垂直距离，mm；
L5——水平挖掘力W5到回转支承的垂直距离，mm；
L6——垂直挖掘力W4到回转中心的水平距离，mm；
L7——风力W2作用点到回转支承的垂直距离，mm；
β——水平惯性力W2与M作用平面的夹角，( ° )
γ——齿轮啮合力W3与M作用平面的夹角，( ° )
K——工作条件系数，由表1确定。
表1 工作条件系数K
工作类型 | 机械举例 | K |
轻型 | 堆料机，汽车起重机，非港口用轮胎起重机 | 1.10~1.25 |
中型 | 塔式起重机，船用起重机，履带起重机 | 1.20~1.35 |
重型 | 抓斗起重机，港口起重机，集装箱起重机 | 1.30~1.50 |
单斗挖掘机，挖泥船，海上作业平台起重机 | 1.40~1.70 | |
特重型 | 斗轮式挖掘机，隧道掘进机，冶金用起重机 | 1.60~2.00 |
