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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                     
  CO = 0.6×DO×do0.5
  式中:CO ─── 額定靜容量,   kN            
  DO ─── 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/DO + 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×DO×do0.75
  式中:CO ─── 額定靜容量,    kN           
  DO ─── 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/DO
  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

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

 

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