一種改善雙排接觸球式回轉(zhuǎn)支承受力狀況的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及接觸球式回轉(zhuǎn)支承的設(shè)計(jì)技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種改善雙排接觸球式回 轉(zhuǎn)支承受力狀況的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 回轉(zhuǎn)支承是機(jī)械行業(yè)中普遍使用的一種軸承，廣泛使用于重型機(jī)械中，如起重機(jī)、 風(fēng)力發(fā)電機(jī)等，如圖1、2所示，該回轉(zhuǎn)支承由內(nèi)圈（20)、外圈（30)和位于內(nèi)圈（20)、外圈 (30)滾道中兩排并列鋼球（10)構(gòu)成，其存在的問(wèn)題是：承受傾覆力矩時(shí)，同一周向位置的 兩個(gè)鋼球（10)的變形量不同，導(dǎo)致同一周向位置各圈滾道與鋼球（10)的接觸力在上、下兩 排上分配不均勻，容易導(dǎo)致滾道上過(guò)早萌生疲勞裂紋。
[0003] 該問(wèn)題可通過(guò)回轉(zhuǎn)支承受傾覆力矩時(shí)內(nèi)、外圈相對(duì)運(yùn)動(dòng)的幾何關(guān)系給出清晰的解 釋：如圖2所示，以現(xiàn)有的雙排球式回轉(zhuǎn)支承為例，作出回轉(zhuǎn)支承的回轉(zhuǎn)中心線和上、下排 鋼球（10)的對(duì)稱中心線，將兩中心線的交點(diǎn)定義為回轉(zhuǎn)支承的中心〇點(diǎn)。回轉(zhuǎn)支承外圈 (30)受圖2示的傾覆力矩M的作用，為方便說(shuō)明問(wèn)題，假設(shè)內(nèi)圈（20)固定不動(dòng)，僅考慮外圈 (30)繞0點(diǎn)沿順時(shí)針?lè)较虻霓D(zhuǎn)動(dòng)，且視內(nèi)圈（20)、外圈（30)為剛體，即只產(chǎn)生位置和姿態(tài) 的變化，不產(chǎn)生形狀的變化。
[0004] 如圖2和圖3所示，A和B為外圈（30)上與鋼球（10)接觸的兩個(gè)傳力點(diǎn)，C和D 為內(nèi)圈（20)上與鋼球（10)接觸的兩個(gè)傳力點(diǎn)，用直線連接(^、08、八0、8(：，對(duì)于現(xiàn)有的雙排 球式回轉(zhuǎn)支承，初始時(shí)，即未受傾覆力矩M的作用，AD和BC與水平方向成45°角。如圖3 所示，設(shè)外圈（30)繞0點(diǎn)沿順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)過(guò)一個(gè)微小角度，由幾何關(guān)系易知外圈（30)上、 下滾道的傳力點(diǎn)A和B點(diǎn)產(chǎn)生的位移分別為g和&，大小近似相等，都設(shè)為S，方向不同， 在AB連線的右側(cè)，而@在其左側(cè)，設(shè)^與線段AD的夾角為a與線段BC的夾角 為0，顯然a> 0，一般情況下a比0大4°至5°。通過(guò)向量分解，巧在AD方向上的 分量大小為：
[0005] 8 8 ?cosa
[0006] 在BC方向上的分量大小為：
[0007] 8 BC= 8 ?cos0
[0008] 因a> 0，故SBC>SAD。視鋼球（10)為彈性體，并設(shè)其剛度為k，由胡克定律 知：
[0009]A點(diǎn)傳遞的推力：
[0010] Fa=k? 8ad
[0011] B點(diǎn)傳遞的推力：
[0012] FB=k? 8BC
[0013] 因SBC>S仙，故FB>FA，即B點(diǎn)傳遞的推力大于A點(diǎn)傳遞的推力。
[0014] 由此可見(jiàn)，現(xiàn)有的雙排球式回轉(zhuǎn)支承在承受傾覆力矩時(shí)，同一周向位置各圈滾道 與鋼球的接觸力分配不均勻，同理可以證明出C、D點(diǎn)的接觸力分配不均勻。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0015] 本發(fā)明的目的在于：針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種改善雙排接觸球式回轉(zhuǎn) 支承受力狀況的方法，該確定方法很好的解決了同一周向位置滾道與鋼球的接觸力在上、 下兩排上分配不均的問(wèn)題。
[0016] 本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：
[0017] 一種改善雙排接觸球式回轉(zhuǎn)支承受力狀況的方法，先調(diào)整支承外圈的滾道型線， 使鋼球在外圈滾道型線上的所有接觸點(diǎn)（即外圈接觸點(diǎn)）共球面，球心為支承中心，再調(diào)整 支承內(nèi)圈的滾道型線，使內(nèi)圈接觸點(diǎn)和與之對(duì)應(yīng)傳力的外圈接觸點(diǎn)的連線過(guò)鋼球球心；或 先調(diào)整支承內(nèi)圈的滾道型線，使內(nèi)圈接觸點(diǎn)共球面，球心為支承中心，再調(diào)整支承外圈的滾 道型線，使外圈接觸點(diǎn)和與之對(duì)應(yīng)傳力的內(nèi)圈接觸點(diǎn)的連線過(guò)鋼球球心。
[0018] 所述調(diào)整支承內(nèi)、外圈的滾道型線的具體方法是：
[0019] -將視線調(diào)整至與支承回轉(zhuǎn)軸線垂直，并以通過(guò)支承回轉(zhuǎn)軸線且與視線垂直的平 面將支承剖開(kāi)，當(dāng)傾覆力矩由外圈傳入時(shí)，設(shè)內(nèi)圈固定不動(dòng)，外圈相對(duì)于內(nèi)圈做順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng) (此時(shí)由外圈傳遞傾覆力矩），以支承中心為圓心，以鋼球在外圈滾道型線上的任一初始接 觸點(diǎn)與支承中心的距離為半徑畫(huà)圓弧，該圓弧與鋼球表面的所有交點(diǎn)即所求的鋼球上所有 外圈接觸點(diǎn)，又由任一外圈接觸點(diǎn)和與之對(duì)應(yīng)傳力的內(nèi)圈接觸點(diǎn)的連線過(guò)鋼球球心，可確 定鋼球上所有內(nèi)圈接觸點(diǎn)，調(diào)整外圈滾道型線在外圈上的位置，使其與上、下兩排鋼球的所 有外圈接觸點(diǎn)接觸，并調(diào)整內(nèi)圈滾道型線在內(nèi)圈上的位置，使其與上、下兩排鋼球的所有內(nèi) 圈接觸點(diǎn)接觸；
[0020] 或
[0021] _將視線調(diào)整至與支承回轉(zhuǎn)軸線垂直，并以通過(guò)支承回轉(zhuǎn)軸線且與視線垂直的平 面將支承剖開(kāi)，當(dāng)傾覆力矩由外圈傳入時(shí)，設(shè)外圈固定不動(dòng)，內(nèi)圈相對(duì)于外圈做順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng) (此時(shí)由內(nèi)圈傳遞傾覆力矩），以支承中心為圓心，以鋼球在內(nèi)圈滾道型線上的任一初始接 觸點(diǎn)與支承中心的距離為半徑畫(huà)圓弧，該圓弧與鋼球表面的所有交點(diǎn)即所求的鋼球上所有 內(nèi)圈接觸點(diǎn)，又由任一內(nèi)圈接觸點(diǎn)和與之對(duì)應(yīng)傳力的外圈接觸點(diǎn)的連線過(guò)鋼球球心，可確 定鋼球上所有外圈接觸點(diǎn)，調(diào)整內(nèi)圈滾道型線在內(nèi)圈上的位置，使其與上、下兩排鋼球的所 有內(nèi)圈接觸點(diǎn)接觸，并調(diào)整外圈滾道型線在外圈上的位置，使其與上、下兩排鋼球的所有外 圈接觸點(diǎn)接觸。
[0022] 本發(fā)明的有益效果：
[0023] 通過(guò)對(duì)滾道型線的上述改進(jìn)，在回轉(zhuǎn)支承承受傾覆力矩時(shí)，同一周向位置各圈滾 道與鋼球的接觸力在上、下兩排上分配均勻，避免滾道上過(guò)早萌生疲勞裂紋。
【附圖說(shuō)明】
[0024] 圖1是雙排球式回轉(zhuǎn)支承的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0025] 圖2是圖1的軸向剖面視圖。
[0026] 圖3是圖2中A處的局部放大圖。
[0027] 圖4是本發(fā)明的一種軌道型線調(diào)整示意圖。
[0028] 圖5是本發(fā)明的另一種軌道型線調(diào)整示意圖。
[0029] 圖中代號(hào)含乂 ：1〇-鋼球；20-內(nèi)圈；30-外圈；1 一鋼球；2-內(nèi)圈；3-外圈；4一 內(nèi)圈軌道型線；5-外圈