一种鼓形滚道三排滚柱式回转支承的制作方法

1.本专利涉及回转支承领域，具体涉及一种鼓形滚道三排滚柱式回转支承。


背景技术：

2.回转支承作为工程机械和建筑机械的重要基础元件，是一切两部分之间需作相对回转、又需要承受轴向力、径向力、倾覆力矩的机械所必需的重要传力元件。
3.现有普通三排柱式回转支承的承载能力在实际工作中达不到理论设计要求，滚道与滚子两端接触部位常常会剥落甚至压溃，分析其原因为：轴向和径向存在间隙，使内外套圈在工作时发生相对倾斜，两者叠加，使内外套圈本应平行的内外滚道面，沿滚动体母线全长，最大可产生0.1mm左右的倾斜，因此，滚柱受载沿长度方向是不均匀的，两端应力差最大，最大应力高出平均应力值很多，甚至一倍以上或更多，再加上两端的相对滑动，即使在负载未达到其额定载荷时，其最大应力已超出许用应力，使滚道破坏失效。


技术实现要素：

4.本实用新型提供一种鼓形滚道三排滚柱式回转支承，能够改善滚柱和滚道两端在受倾翻力矩情况下的应力状态，减小滚道两端的应力不均，提高滚道承载能力，进而提高回转支承的工作性能和寿命。
5.为实现上述目的，本实用新型的具体技术方案为：一种鼓形滚道三排滚柱式回转支承，包括外圈、内上圈、内下圈、上排滚子、下排滚子和径向滚子，所述的内上圈与内下圈组合成一个完整的内环，所述外圈套装在内上圈和内下圈组成的内环外侧，在所述内上圈与外圈之间分别设置有上水平滚道和径向滚道，所述的上水平滚道设置为鼓形滚道，所述的径向滚道设置为鼓形滚道；在内下圈与外圈之间设置有下水平滚道，所述的下水平滚道设置为鼓形滚道。
6.进一步地，所述的鼓形滚道为平滑圆弧结构，鼓形滚道与外圈的内圆面平滑连接，鼓形滚道与内上圈的外圆面平滑连接，鼓形滚道与内下圈的外圆面平滑连接，滚道边口圆弧倒角半径一致。
7.进一步地，所述鼓形滚道面的鼓形量范围为0.02mm≤h≤0.05mm。
8.进一步地，所述的内上圈与外圈之间设置竖直橡胶密封条和上水平橡胶密封条；所述的内下圈与外圈之间设置下水平橡胶密封条，具有防止灰尘杂物的进入，有保存滚柱间的润滑脂的作用。
9.进一步地，所述的鼓形滚道三排滚柱式回转支承还包括油嘴，所述油嘴设置在内圈的内侧面，通过油嘴可以往滚道内加注润滑脂，维护滚道。
10.与现有技术相比，本实用新型所提出的鼓形滚道三排滚柱式回转支承，结构简单、使用方便，改善了滚柱和滚道两端在受倾翻力矩情况下的应力状态，减小了滚道两端的应力不均，提高了滚道承载能力，进而提高了回转支承的工作性能和寿命。
附图说明
11.图1为普通三排滚柱式回转支承结构示意图；
12.图2为鼓形三排滚道结构示意图；
13.图3为普通三排滚道结构示意图；
14.图4为鼓形滚道三段弧示意图；
15.图5为普通三排滚道理想受力应力示意图；
16.图6为普通三排滚道应力示意图；
17.图7为鼓形三排滚道应力示意图；
18.1-外圈，2-内上圈，3-内下圈。
具体实施方式
19.为了使本专利实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本专利。
20.参见附图1、3、5和6，现有技术中普通三排滚道理想状态是，当受到外力fa时，滚道面受力σ均匀且垂直于滚道面；由于轴向和径向存在间隙，使内外套圈在工作时发生相对倾斜，两者叠加，使内外套圈本应平行的内外滚道面，沿滚动体母线全长，最大可产生0.1mm左右的倾斜，当受到倾翻力矩m时，滚柱受载沿长度方向是不均匀的，两端应力差最大，最大应力σmax高出平均应力值很多，甚至一倍以上或更多，再加上两端的相对滑动，即使在负载未达到其额定载荷时，其最大应力已超出许用应力，使滚道破坏失效。
21.参见附图2和7，鼓形滚道三排滚柱式回转支承，它包括外圈1、内上圈2和内上圈3，外圈、内上圈和内下圈均为环形件，在内上圈2与外圈1之间分别设置有上水平滚道和径向滚道，所述的上水平滚道上开设鼓形滚道，所述的径向滚道上开设鼓形滚道；在内下圈3与外圈1之间设置有下水平滚道，所述的下水平滚道上开设鼓形滚道。
22.为进一步保障鼓形滚道面的受力均匀，上述的鼓形滚道为平滑圆弧结构，鼓形滚道与外圈的内圆面平滑连接，鼓形滚道与内上圈的外圆面平滑连接，鼓形滚道与内下圈的外圆面平滑连接，滚道边口圆弧倒角半径一致。
23.参见附图4，为减小倾翻力矩对鼓形滚道的影响，同时保障滚动体与鼓形滚道有足够大的接触面，鼓形滚道面的鼓形量范围为0.02mm≤h≤0.05mm。通过编程的方法，用三段弧构成鼓形滚道母线形状。即在车磨程序段中，输入第一段距离e、圆弧半径r1；第二段距离e-2e、圆弧半径r；第三段距离e、圆弧半径r1。其中e为滚道宽度，e为0.25e，r1根据鼓形滚道鼓形量用勾股定理计算确定，r的最高点位于滚道中部较a、b两点高0～0.01mm，然后，用勾股定理计算r值。
24.鼓形三排滚道的加工方法是：首先是应用数控车床进行该种鼓形滚道的半精加工。数控车削的滚道曲面形状规则、表面粗糙度低、滚道边口圆弧倒角半径一致，且与滚道面平滑连接。规则的滚道曲面，使淬硬层深度均匀成为可能，平滑连接的倒角避免了淬火时的“尖角效应”，根除了滚道边口易淬裂的缺陷。数控车削的滚道曲面，除表面粗糙度外，其余尺寸与车磨后的滚道曲面完全一致，因此滚道的车磨余量很小，能够保证滚道车磨拥有足够的淬硬层深度。
25.然后应用中频感应加热的方法对半精加工的滚道进行表面热处理，淬火硬度为55
～62hrc，淬硬层深度大于3.0mm。
26.最后对回火后的鼓形滚道采用以车代磨的方式进行成形加工。采用数控车床，使用陶瓷或立方氮化硼刀具进行滚道硬车，既能保证车削出的滚道形状、表面粗糙度符合设计要求，又可在滚道表面形成冷着硬化层起到提高回转支承使用寿命的作用。
27.上述的实施例中的鼓形滚道回转支承也可以采用内齿式或无齿式结构，其使用效果与实施例相同。
28.尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。


技术特征：
1.一种鼓形滚道三排滚柱式回转支承，包括外圈(1)、内上圈(2)、内下圈(3)、上排滚子、下排滚子和径向滚子，所述的内上圈(2)与内下圈(3)组合成一个完整的内环，所述外圈(1)套装在内上圈(2)和内下圈(3)组成的内环外侧，其特征是，在所述内上圈(2)与外圈(1)之间分别设置有上水平滚道和径向滚道，所述的上水平滚道设置为鼓形滚道，所述的径向滚道设置为鼓形滚道；在内下圈(3)与外圈(1)之间设置有下水平滚道，所述的下水平滚道设置为鼓形滚道。2.根据权利要求1所述的一种鼓形滚道三排滚柱式回转支承，其特征是，所述的鼓形滚道为平滑圆弧结构，鼓形滚道与外圈(1)的内圆面平滑连接，鼓形滚道与内上圈(2)的外圆面平滑连接，鼓形滚道与内下圈(3)的外圆面平滑连接，滚道边口圆弧倒角半径一致。3.根据权利要求1所述的一种鼓形滚道三排滚柱式回转支承，其特征是，所述鼓形滚道面的鼓形量范围为0.02mm≤h≤0.05mm。4.根据权利要求1所述的一种鼓形滚道三排滚柱式回转支承，其特征是，所述的内上圈(2)与外圈(1)之间设置竖直橡胶密封条和上水平橡胶密封条；所述的内下圈(3)与外圈(1)之间设置下水平橡胶密封条。5.根据权利要求1所述的一种鼓形滚道三排滚柱式回转支承，其特征是，所述的鼓形滚道三排滚柱式回转支承还包括油嘴，所述油嘴设置在内圈的内侧面。

技术总结
本实用新型公布了一种鼓形滚道三排滚柱式回转支承，包括外圈、内上圈、内下圈、上排滚子、下排滚子和径向滚子，所述的内上圈与内下圈组合成一个完整的内环，所述外圈套装在内上圈和内下圈组成的内环外侧，在所述内上圈与外圈之间分别设置有上水平滚道和径向滚道，所述的上水平滚道设置为鼓形滚道，所述的径向滚道设置为鼓形滚道；在内下圈与外圈之间设置有下水平滚道，所述的下水平滚道设置为鼓形滚道。本实用新型能够改善滚柱和滚道两端在受倾翻力矩情况下的应力状态，减小滚道两端的应力不均，提高滚道承载能力，进而提高回转支承的工作性能和寿命。作性能和寿命。作性能和寿命。


技术研发人员：董德营 陈武 张殿龙 高盟 薛世祖 王慧 曾坤龙 庞雪梅 何东生
受保护的技术使用者：马鞍山方圆精密机械有限公司
技术研发日：2022.04.19
技术公布日：2022/10/4