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選型計算

　　回轉支承選型計算
一、回轉支承承載

　　回轉支承在使用過程中，一般要承受軸向力Fa，徑向力Fr以及傾覆力矩Ｍ的共同作用，對不同的應用場合，由于主機的工作方式及結構型式不同，上述三種載荷的作用組合情況將有所變化，有時可能是兩種載荷的共同作用，有時也有可能僅僅是一個載荷的單獨作用。

　　通常，回轉支承的安裝方式有以下兩種型式——座式安裝和懸掛式安裝。兩種安裝形式支承承受的載荷示意如下：

　　客戶在選型時，若所用回轉支承為座式安裝，可按下面的選型計算來進行選型；若所用回轉支承為懸掛式安裝或其他安裝型式，請與我公司技術部進行聯系。

　　二、回轉支承的選型

　　1、結構型式的選擇

　　常用回轉支承的結構型式有四種：單排球式、交叉滾柱式、雙排球式、三排柱式。

　　根據我們的經驗和計算,有以下結論：

　　• Do ≤1800時，單排球式為首選型式；Do ＞1800時，優先選用三排柱式回轉支承。

　　• 相同外形尺寸的回轉支承, 單排球式的承載能力高于交叉滾柱式和雙排異徑式。

　　• Q系列單排球式回轉支承，尺寸更緊湊，重量更輕，具有更好的性價比，為單排球式的首選系列。

　　2、回轉支承的選型計算

　　單排球式回轉支承的選型計算

　　① 計算額定靜容量

　　C_O= 0.6×D_O×do^0.5

　　式中：C_O ─── 額定靜容量, kN

　　D_O ─── 滾道中心直徑, mm

　　do─── 鋼球公稱直徑, mm

　　② 根據組合后的外載荷，計算當量軸向載荷

　　Cp = Fa + 4370M/D_O + 3.44Fr

　　式中：Cp ─── 當量軸向載荷， kN

　　M ─── 傾覆力矩， kN·m

　　Fa ─── 軸向力， kN

　　Fr ─── 徑向力， kN

　　③ 安全系數

　　fs = Co / Cp

　　fs值可按下表選取

　　三排柱式回轉支承的選型計算

　　① 計算額定靜容量

　　Co= 0.534×D_O×do^0.75

式中：C_O ─── 額定靜容量, kN

　　D_O ─── 滾道中心直徑, mm

　　do ─── 上排滾柱直徑, mm

　　② 根據組合后的外載荷，計算當量軸向載荷

　　Cp = Fa + 4500M/D_O

式中：C p─── 當量軸向載荷， kN

　　M ─── 傾覆力矩， kN·m

　　Fa ─── 軸向力， kN

　　③ 安全系數

　　fs = Co / Cp

　　fs值可按下表選取

　　回轉支承安全系數f s

工作類型	工作特性	機械舉例	fs
輕型light duty	不經常滿負荷，回轉平穩沖擊小	堆取料機，汽車起重機，非港口用輪式起重機	1.00~1.15
中型middle duty	不經常滿負荷，回轉較快，有沖擊	塔式起重機，船用起重機，履帶起重機	1.15~1.30
重型heavy duty	經常滿負荷，回轉沖擊大	抓斗起重機，港口起重機，單斗挖掘機，集裝箱起重機	1.30~1.45
特重型extremely heavy duty	滿負荷，沖擊大或工作場所條件惡劣	斗輪式挖掘機，隧道挖掘機，冶金起重機，海上作業平臺起重機	1.45~1.70

　　3、利用靜載曲線選型

　　靜態承載曲線表示回轉支承保持靜止狀態時所能承受的最大負荷。產品樣本中每一型號回轉支承都對應一個承載能力曲線圖，曲線圖可幫助用戶初步地選擇回轉支承。

　　① 繪制靜載曲線。客戶先將欲選擇的回轉支承根據其型號繪制靜態承載曲線，如下：

　　圖中：P1=Co

　　M1=Co * Do/4370（三排柱式：M1=Co * Do/4500）

　　② 靜態工況下計算出來的總軸向力Fa和總傾覆力矩M分別乘以安全系數后的交點，應落在靜態承載曲線的下方。

　　③ 實例：繪制QUA1000.32的靜載曲線。

　　P1=Co=0.108*1000*32=3456kN

　　M1=Co * Do/4370=3456*1000/4370=790 kN•m

　　其靜載曲線圖如下：

　　4、回轉支承選型所需技術參數

　　客戶進行初步選型后，可與我公司技術部共同確認，也可向我公司提供回轉支承相關信息，由我公司進行設計選型時，請索取《馬鞍山統力回轉支承選型技術參數表》，并詳細填寫，以便我們能盡快向您提交準確而經濟實用的回轉支承選型方案。

馬鞍山統力回轉支承有限公司回轉支承選型參數表
公司：地址：姓名：部門：電話：傳真：
應用場合：（主機型號、名稱）			支承安裝方式：（座式或懸掛）
齒形要求：（內齒、外齒、無齒或不限）			應用性質：僅定位用間歇轉動連續轉動			每分鐘轉速（rpm）：正常：最大：
載荷數據
載荷類型		最大工作載荷			最大試驗載荷		災難性載荷
軸向載荷（kN）
徑向載荷（kN）
傾翻力矩（kNm）
回轉支承所受驅動扭矩（kNm）：正常最大驅動小齒輪個數：
特殊說明：（例：特殊工況、溫度、配合尺寸、外形尺寸限制等）
載荷工況詳細描述	軸向載荷（kN）		徑向載荷(kN)	傾翻力矩(kNm)		轉速(rpm)		工作時間(%)
1)
2)
3)
4)
。。。
								100%
連續運轉工況壽命：在平均轉速為 rpm時，最少小時
間歇運轉工況需要的工作壽命：在角度+/- 度時，最少循環
請完整填寫好該表，以便能盡快向您提交準確而經濟實用的回轉支承選型方案簽名：日期：

　　附：回轉支承外載荷的確定

　　客戶在選型時，首先要確定回轉支承上的外載荷，單排球式　　回轉支承上的外載荷是組合后的總載荷，包括：

　　a. 傾覆力矩M，N•mm；

　　b. 總軸向力 Fa，N；

　　c. 總傾覆力矩M作用平面的總徑向力Fr，N。

　　機械的外力組合成外載荷時，應按機械的工作類型，在M、Fa、Fr計算過程中考慮工作條件系數K。下面以起重機和挖掘機為例，說明回轉支承外載荷的確定（所列出的計算位置不一定代表最惡劣的計算工況，用戶應按實際最大工況計算）。

　　1、起重機（見圖1）

圖1 起重機計算簡圖

　　式中：Q——滿斗時斗中物料質量，kg；

　　G₁——鏟斗質量，kg；

　　G₂——變幅部分質量，kg；

　　G₃——轉臺部分非變幅部分質量，kg；

　　W₁——回轉工況的水平慣性力，N；

　　W₂——風力，N；

　　W₃——齒輪嚙合力，N；

　　W₄——垂直挖掘力，N；

　　W₅——水平挖掘力，N；

　　L₁——鏟斗及鏟斗中物料質量到回轉中心的水平距離，mm；

　　L₂——變幅部分質量G₂到回轉中心的水平距離，mm；

　　L₃——轉臺部分非變幅部分質量G₃到回轉中心的水平距離，mm

　　L₄——回轉時水平慣性力W₁到回轉支承的垂直距離，mm；

　　L₅——水平挖掘力W₅到回轉支承的垂直距離，mm；

　　L₆——垂直挖掘力W₄到回轉中心的水平距離，mm；

　　L₇——風力W₂作用點到回轉支承的垂直距離，mm；

　　β——水平慣性力W₂與M作用平面的夾角，( ° )

　　γ——齒輪嚙合力W₃與M作用平面的夾角，( ° )

　　K——工作條件系數，由表1確定。

　　2、挖掘機（見圖2）

　　式中：Q——滿斗時斗中物料質量，kg；

　　G1——鏟斗質量，kg；

　　G2——變幅部分質量，kg；

　　G3——轉臺部分非變幅部分質量，kg；

　　W1——回轉工況的水平慣性力，N；

　　W2——風力，N；

　　W3——齒輪嚙合力，N；

　　W4——垂直挖掘力，N；

　　W5——水平挖掘力，N；

　　L1——鏟斗及鏟斗中物料質量到回轉中心的水平距離，mm；

　　L2——變幅部分質量G2到回轉中心的水平距離，mm；

　　L3——轉臺部分非變幅部分質量G3到回轉中心的水平距離，mm

　　L4——回轉時水平慣性力W1到回轉支承的垂直距離，mm；

　　L5——水平挖掘力W5到回轉支承的垂直距離，mm；

　　L6——垂直挖掘力W4到回轉中心的水平距離，mm；

　　L7——風力W2作用點到回轉支承的垂直距離，mm；

　　β——水平慣性力W2與M作用平面的夾角，( ° )

　　γ——齒輪嚙合力W3與M作用平面的夾角，( ° )

　　K——工作條件系數，由表1確定。

　　表1 工作條件系數K

工作類型	機械舉例	K
輕型	堆料機，汽車起重機，非港口用輪胎起重機	1.10~1.25
中型	塔式起重機，船用起重機，履帶起重機	1.20~1.35
重型	抓斗起重機，港口起重機，集裝箱起重機	1.30~1.50
重型	單斗挖掘機，挖泥船，海上作業平臺起重機	1.40~1.70
特重型	斗輪式挖掘機，隧道掘進機，冶金用起重機	1.60~2.00