回转支承断齿轮分析及解决措施探析
刘曙晖
摘? 要：回转支承是一种能够承受综合载荷的大型轴承，可以同时承受较大的轴向、径向负荷和倾覆力矩。随着我国工业自动化发展程度的不断提升，回转支承在工业生产中的应用越来越广，较好地提升了整个工业的自动化水平和生产能力，但是回转支承断齿轮问题严重给整个使用情况带来了较大的影响。该文将回转支承断齿轮作为研究对象，从回转支承断齿的安装、运行和使用等各方面原因分析入手，并针对相关问题提出了回转支承断齿的有效解决措施，以保障设备的正常运转。
关键词：回转支承断齿轮;分析;解决措施
中图分类号：TH17? ? ? ? ? ? ? 文献标志码：A
0 引言
所有使用到齿轮传动，导致回转支承断齿的概率都不同，但是据售后市场反馈回转支承断齿率都是很高的。一般来说，内啮合与硬齿面是出现回转支承断齿的部位，但在外啮合与软齿面却很少出现断齿。所以，首先明确回转支承断齿的原因，并且对其问题提出专门的解决措施，才能够更好地解决回转支承断齿的问题。
1 回转支承断齿的原因
断齿的部位主要是齿轮的上部发生断齿，长度大约是整个齿宽的1/3，发生断裂的部分呈现三角状。回转支承断齿的作用力并不是周向的回转作用力，而是和他进行啮合的小齿轮施加的径向的挤压力，这种力发生于地面对机器的反作用力。工程机械回转支承的断齿大部分是因为材料、齿部淬硬层深度、硬度不均匀等一些制造的问题或一些客观的问题，导致齿轮热处理不合格而断齿，可能会使设备无法正常工作。对于断齿，应该做出正确的判断，出现有问题一般不容易在外表看到。断齿而使回转支承失效的最根本的原因是在设计、制作、选择和材料等方面的问题，回转支承断齿的出现往往通常是与安装、使用2个方面相关。
1.1 齿轮运转时的间距不合适
在进行安装的时候因为大齿轮与小齿轮间隙调整不够恰当，没能达到标准，最终导致在齿轮工作时因为两齿轮啮合不正确而导致了断齿。大齿轮与小齿轮的轴线不平行，导致两者不正常的进行啮合，减少了内外齿轮的有效啮合部分，安装后大齿轮与小齿轮啮合不好，所以导致断齿，因此必须确保两齿轮的轴线处于平行。
1.2 回转支承齿轮安装不合适
没有根据所提出的要求在齿跳的最大位置调整大小齿轮啮合侧隙，导致在工作时小齿轮在和大齿轮最大的位置时出现卡顿的情况，导致最后的断齿，所以必须严格调整大小齿轮啮合侧隙，另一个原因是回转支承螺栓固定过松，大齿轮与小齿轮之间咬合不紧密，导致断齿，所以必须定期紧固螺栓。在进行组装回转支承时，因为没有使用塞尺检查回转支承平面与安装平面的间隙，如果有间隙存在却没有用垫片来填充，因为间隙，将螺栓固定后回转支承的内圈与外圈发生变形，导致轴线不平行，啮合不好。
1.3 回转支承齿轮使用不科学
因为在使用回转支承齿轮时，对其参数的选择不正确，选择齿轮的工作人员没有对齿轮工作时的动态变化进行考虑。还因为违背了操作工序，过载旋转，主机受到障碍物的冲击，所以必须要严格按照操作流程进行工作，回转支承在与小齿轮啮合的时候如果有异物出现，也会造成断齿，所以必须要使大小齿轮保持干净，而且要定期进行检查。
2 回转支承断齿的解决措施
回转支承的断齿现象往往会在齿宽的上半部分出现，上端面与断裂面相互交叉，而且形成45°到60°的夹角。即便出现全齿脱落的现象，它的裂纹也是从上往下延伸的。齿轮因为受到挤压而产生的变形也非常明显，并且上半部分比下半部分严重，整个齿轮凹槽宽窄也会有很大的改变，从上到下，齿轮凹槽会逐渐变宽，对于回转支承断齿的问题有3点解决措施。
2.1 要保证齿轮啮合时的侧隙
例如就20吨级的挖掘机来说，10 mm是回转支承的模数，大齿轮与小齿轮咬啮合的侧隙必须是0.30～0.50，还因为顾客不看重大齿轮与小齿轮啮合时的侧隙，使断齿率一直很高。齿轮间距如果把控不到位就会出现回转支承断齿的现象。
2.2 使用37°的斜角的齿轮进行回转支承
将回转支承齿轮圈上非安装部分的齿轮全部由原来的全齿宽变为有37°的斜角，人为切去回转支承发生断裂的部位，以此来使小齿轮工作时挤压力不会全部集中到齿宽的上面，如此回转支承的齿轮就不会在使用的初期产生裂纹，能够高效地减少回转支承齿轮在使用初期出现断齿。
也可以使用鼓形齿的回转支承，回转支承断齿主要就是因为挤压才出现的，因此要避免大小齿轮间出现问题解决的重要步骤，鼓形齿回转支承对降低挤压情况有极大的优点。1） 鼓形回转支承在大小齿轮啮合过程中位移补偿较大，可有效变更大小齿轮的啮合状况，进而改善齿轮运行的抖动情况。2）通常，由于操作不正确等原因，常导致大齿轮与小齿轮在工作时位移大，而鼓形的齿轮回转支承就可以防止这些情况的发生，因此鼓形回转支承在解决回转支承方面有极好的效果。
2.3 使用渐变硬度进行齿轮的回转支承
挤压也是造成回转支承断齿的原因，所以应该研究怎样防止大齿轮与小齿轮间发生挤压。当齿轮进行淬火时，把齿轮加热部分分为正常的硬度区、过渡区和软区这3部分，硬区为50-56HRC的硬度，软区的硬度是钢材料基础的硬度。在大齿轮与小齿轮进行咬合而发生挤压时，回转支承齿轮上部分的软区会发生塑料变形而不会被挤断。当渐变硬度式回转支承齿轮的软区部分因为受到挤压而受到2 mm的改变时，大齿轮与小齿轮仍然可以进行咬合的工作，工作完好;当软区的齿轮变形达到3 mm时，其他2个区就会出现断裂，渐变硬度式回转支承能够极好地处理断齿问题。之前用来处理回转支承断齿时是通过增大大齿轮与小齿轮之间间隙，但如果仅增大间隙就会使机器手臂的摆动量增大。渐变硬度式的回转支承能够解决这个问题。
在进行许多回转支承断齿情况的收集与梳理，而且对性质、参数进行测试、检验、分析、探究，可以得到：回转支承的断齿问题大部分发生原因为：参数不正确、内外圈热处理方式不恰当与回转支承内外齿的平行度不高，并且没有在最大的齿跳点根据要求来调整齿轮的间隙。
回转支承发生断齿后的修复方法：首先把回转支承里的钢球拿出来，使它的内圈与外圈相互分离，之后使用汽油對滚道的里面进行清洁，之后再用砂轮细致地将已经剥层部分和已经产生裂纹的淬硬层磨掉，再将剥层的底部进行磨平，之后再把滚道上必须焊接的地方进行预热，再用烘干后的焊条进行焊接，还需要使焊接的部分稍微高于滚道的表层，但是如果剥层面积大，就应该使用分层进行焊接的方法，不可以使用材料温度过高而导致变形;这也避免了因为急速冷却而出现了焊接的裂纹，经焊接后要立刻进行保护温度的措施，使之慢慢冷却。经冷却后需要使用磨光的机器来将补焊层磨平，使它稍微高于滚道的表层，使用油石、砂纸渐渐磨焊接层，使它和滚道普通的表层的高度一样，使用相对的原曲的样板进行测试，直至合格;并且使用汽油来清洗钢球上涂抹润滑脂，直至装成一体就可以了。
3 结语
回转支承被广泛地应用到工厂机械中，保障了多类设施的正常运行，但是回转支承断齿问题发生率极高，所以只有深入了解回转支承断齿问题的原因，并根据此提出解决的措施，才能够更好地推进回转支承的工作。
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