一种改善双排接触球式回转支承受力状况的方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及接触球式回转支承的设计技术领域，具体是一种改善双排接触球式回 转支承受力状况的方法。
【背景技术】
[0002] 回转支承是机械行业中普遍使用的一种轴承，广泛使用于重型机械中，如起重机、 风力发电机等，如图1、2所示，该回转支承由内圈（20)、外圈（30)和位于内圈（20)、外圈 (30)滚道中两排并列钢球（10)构成，其存在的问题是：承受倾覆力矩时，同一周向位置的 两个钢球（10)的变形量不同，导致同一周向位置各圈滚道与钢球（10)的接触力在上、下两 排上分配不均匀，容易导致滚道上过早萌生疲劳裂纹。
[0003] 该问题可通过回转支承受倾覆力矩时内、外圈相对运动的几何关系给出清晰的解 释：如图2所示，以现有的双排球式回转支承为例，作出回转支承的回转中心线和上、下排 钢球（10)的对称中心线，将两中心线的交点定义为回转支承的中心〇点。回转支承外圈 (30)受图2示的倾覆力矩M的作用，为方便说明问题，假设内圈（20)固定不动，仅考虑外圈 (30)绕0点沿顺时针方向的转动，且视内圈（20)、外圈（30)为刚体，即只产生位置和姿态 的变化，不产生形状的变化。
[0004] 如图2和图3所示，A和B为外圈（30)上与钢球（10)接触的两个传力点，C和D 为内圈（20)上与钢球（10)接触的两个传力点，用直线连接(^、08、八0、8(：，对于现有的双排 球式回转支承，初始时，即未受倾覆力矩M的作用，AD和BC与水平方向成45°角。如图3 所示，设外圈（30)绕0点沿顺时针方向转过一个微小角度，由几何关系易知外圈（30)上、 下滚道的传力点A和B点产生的位移分别为g和&，大小近似相等，都设为S，方向不同， 在AB连线的右侧，而@在其左侧，设^与线段AD的夹角为a与线段BC的夹角 为0，显然a> 0，一般情况下a比0大4°至5°。通过向量分解，巧在AD方向上的 分量大小为：
[0005] 8 8 ?cosa
[0006] 在BC方向上的分量大小为：
[0007] 8 BC= 8 ?cos0
[0008] 因a> 0，故SBC>SAD。视钢球（10)为弹性体，并设其刚度为k，由胡克定律 知：
[0009]A点传递的推力：
[0010] Fa=k? 8ad
[0011] B点传递的推力：
[0012] FB=k? 8BC
[0013] 因SBC>S仙，故FB>FA，即B点传递的推力大于A点传递的推力。
[0014] 由此可见，现有的双排球式回转支承在承受倾覆力矩时，同一周向位置各圈滚道 与钢球的接触力分配不均匀，同理可以证明出C、D点的接触力分配不均匀。
【发明内容】
[0015] 本发明的目的在于：针对上述现有技术的不足，提供一种改善双排接触球式回转 支承受力状况的方法，该确定方法很好的解决了同一周向位置滚道与钢球的接触力在上、 下两排上分配不均的问题。
[0016] 本发明采用的技术方案是：
[0017] 一种改善双排接触球式回转支承受力状况的方法，先调整支承外圈的滚道型线， 使钢球在外圈滚道型线上的所有接触点（即外圈接触点）共球面，球心为支承中心，再调整 支承内圈的滚道型线，使内圈接触点和与之对应传力的外圈接触点的连线过钢球球心；或 先调整支承内圈的滚道型线，使内圈接触点共球面，球心为支承中心，再调整支承外圈的滚 道型线，使外圈接触点和与之对应传力的内圈接触点的连线过钢球球心。
[0018] 所述调整支承内、外圈的滚道型线的具体方法是：
[0019] -将视线调整至与支承回转轴线垂直，并以通过支承回转轴线且与视线垂直的平 面将支承剖开，当倾覆力矩由外圈传入时，设内圈固定不动，外圈相对于内圈做顺时针转动 (此时由外圈传递倾覆力矩），以支承中心为圆心，以钢球在外圈滚道型线上的任一初始接 触点与支承中心的距离为半径画圆弧，该圆弧与钢球表面的所有交点即所求的钢球上所有 外圈接触点，又由任一外圈接触点和与之对应传力的内圈接触点的连线过钢球球心，可确 定钢球上所有内圈接触点，调整外圈滚道型线在外圈上的位置，使其与上、下两排钢球的所 有外圈接触点接触，并调整内圈滚道型线在内圈上的位置，使其与上、下两排钢球的所有内 圈接触点接触；
[0020] 或
[0021] _将视线调整至与支承回转轴线垂直，并以通过支承回转轴线且与视线垂直的平 面将支承剖开，当倾覆力矩由外圈传入时，设外圈固定不动，内圈相对于外圈做顺时针转动 (此时由内圈传递倾覆力矩），以支承中心为圆心，以钢球在内圈滚道型线上的任一初始接 触点与支承中心的距离为半径画圆弧，该圆弧与钢球表面的所有交点即所求的钢球上所有 内圈接触点，又由任一内圈接触点和与之对应传力的外圈接触点的连线过钢球球心，可确 定钢球上所有外圈接触点，调整内圈滚道型线在内圈上的位置，使其与上、下两排钢球的所 有内圈接触点接触，并调整外圈滚道型线在外圈上的位置，使其与上、下两排钢球的所有外 圈接触点接触。
[0022] 本发明的有益效果：
[0023] 通过对滚道型线的上述改进，在回转支承承受倾覆力矩时，同一周向位置各圈滚 道与钢球的接触力在上、下两排上分配均匀，避免滚道上过早萌生疲劳裂纹。
【附图说明】
[0024] 图1是双排球式回转支承的结构示意图。
[0025] 图2是图1的轴向剖面视图。
[0026] 图3是图2中A处的局部放大图。
[0027] 图4是本发明的一种轨道型线调整示意图。
[0028] 图5是本发明的另一种轨道型线调整示意图。
[0029] 图中代号含乂 ：1〇-钢球；20-内圈；30-外圈；1 一钢球；2-内圈；3-外圈；4一 内圈轨道型线；5-外圈