设备设计/诊断维修/再制造
现代制造工程2010年第11期
液压控掘机回转轴承接触应力分析
贺继林"？，危丹锋"，张秋阳"，姜饶宝”，夏哗（1中南大学机电工程学院，长沙410083；
2湖南山河智能机械股份有限公司，长沙410100）
确要：首先运用赫慈理论对单排四点接触球式回转轴承承受径向载荷和轴向载荷时的接触向题进行分析，给出回转轴承接触应力、接角和变形量的计算公式，然后根据计算公式编写回转轴承计算程序。结合液压挖掘机实例，计算出在
不同工况下的接触应力和接触角，进而分析影响回转轴承接触应力的因索，给出避免轴承过早失效的方法。关键词：回转轴承；接触应力；接触角；魅兹理论
中图分类号：TP319;TP212.9文献标识码：A文章编号：1671—3133(2010)11—0089—05
Analysisthecontactstressofhydraulicexcavator slewingbearing
HE Ji-lin'-2, WEI Dan-feng',ZHANG Qiu-yang",JIANG Rao-bao",XIA Ye
(1 College of Mechanical and Electrical Engineering,Central South University,Changsha 410083,China;
2 Hunan Sunward Intelligent Machinery Co. Ltd. ,Changsha 410100,China)
Abstract; Analysis the contact problem of single-row four points contact ball type slewing is exposed to bearing radial load and axial load with Hertz theory,given slewing bearing contact stress,contact angle and deformation formula,then VB program was compiled according to the slewing bearing calculation formula. Calculation the contact stress and contact angle in the different conditions with examples of hydraulic excavators, Analysis the influencing factor of slewing bearing contact stress,given means to prevent premature bearing failure for reference.
Key words:slewing bearing;contact stress;contact angle; Hertz theory
0引言
回转轴承是机械行业的重要部件，是上、下两部分需要做相对回转运动的机械传力元件，可以同时承受径向载荷、轴向载荷和倾翻力矩，被称为“机器的关节”。在液压挖掘机中，回转轴承也是最容易受摄的部件之一。当液压挖掘机在运行中出现上回转体不能回转、回转过程中有噪声，或者是同转运动终止时铲斗摆动等现象时，这些都可能是由回转轴承的故障引起的。因此，通过理论计算分析轴承故障出现的主要原因，并采取相应的措施是避免事故出现的有效手段。
1回转轴承接触应力计算公式的推导
液压挖掘机采用的轴承为单排四点接触球式回转轴承，其可以同时承受轴向载荷、径向载荷和倾翻力矩的联合作用，接触角的变化对普通轴承影响不明
*国家863计划项目（2003AA430200）万方数据
显，但是对回转轴承的影响很大。本文以单排四点接触球式回转轴承为例，对其承受径向载荷和轴向载荷时接触角的变化进行分析1]。
单排四点接触球式回转轴承内、外圈上各有两条滚道，每个滚圈上的两条滚道是由两段圆弧组成的，滚道的端面半径R=0.52D（D。为滚珠直径），其端面中心偏离滚珠的中心，形成了四点接触（内圈和外圈分别有两个圆弧，总共四个圆弧，每一个圆弧和滚珠内切，形成一个内切点，即形成四点接触），其原始接触角一般为45°，当对其施加载荷时，每个滚珠只接触内、外圈的一条滚道，其工作情况和角接触轴承类似，在载荷的作用下，轴承内阖产生径向位移和轴向位移，形成两个新的接触点，接触点的连线形成新的接触角α,
1.1理论公式推导
现对球轴承做以下的假设：1)初始接触角为α，外
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