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影響回轉(zhuǎn)支承承載能力的四個參數(shù)

回轉(zhuǎn)支承的失效形式有兩種，一是滾道損壞，二是斷齒，而滾道損壞占的比例達(dá)98%以上，因此我們說，滾道質(zhì)量是回轉(zhuǎn)支承質(zhì)量的中心問題，影響回轉(zhuǎn)支承滾道質(zhì)量的因素較多，其中滾道淬火硬度、淬硬層深度、滾道曲率半徑和接觸角無疑是重要的四個影響因素，它們以不同的方式影響著滾道質(zhì)量，并決定了回轉(zhuǎn)支承的承載能力和使用壽命。

*滾道硬度

回轉(zhuǎn)支承滾道淬火硬度對其額定靜容量影響較大，如以HRC55時額定靜容量為標(biāo)準(zhǔn)1，則滾道硬度與額定靜容量有下列對應(yīng)關(guān)系:

標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的硬度為HRC55，通常實(shí)際平均淬火硬度在HRC57左右，因此絕大多數(shù)回轉(zhuǎn)支承實(shí)際承載能力均高于按HRC55計算的理論值。從上表也可看出當(dāng)硬度低于HRC53時，即使留有1.2的安全系數(shù)，使用也不安全了，特別當(dāng)硬度只有HRC50時，1.7倍的安全系數(shù)也形同虛設(shè)，非常危險。硬度不夠極易造成回轉(zhuǎn)支承失效，從滾道表面點(diǎn)蝕開始到坍塌結(jié)束。

*滾道淬硬層深度

滾道淬硬層深度目前尚無無損檢測的方法，主要靠工藝和裝備來保證，必要的淬硬層深度是回轉(zhuǎn)支承滾道不產(chǎn)生剝落的保證。當(dāng)回轉(zhuǎn)支承受外負(fù)荷作用時，鋼球與滾道的點(diǎn)接觸就變成了面接觸，是一個長半軸為a，短半軸為b的橢圓面，滾道除受壓應(yīng)力外，還受到剪切應(yīng)力作用，剪切應(yīng)力發(fā)生在表面下0.47a深處，因此滾道淬硬層深度須大于0.47a(一般取0.6a)，這也是標(biāo)準(zhǔn)中根據(jù)鋼球直徑大小，而不是根據(jù)回轉(zhuǎn)支承直徑大小來規(guī)定淬硬層深度的原因，同時給出了具體小保證值。深度不夠又會對回轉(zhuǎn)支承的承載能力產(chǎn)生什么樣的影響呢?它定量化的描述是:額定靜容量CO與淬硬層深度H0.908成正比，由此可計算出，將要求為4mm的淬硬層深度只淬到2.5mm，那么CO將由1降至0.65，由此而產(chǎn)生的回轉(zhuǎn)支承失效形式為滾道剝落，即使采取焊補(bǔ)措施也無濟(jì)于事。

*滾道曲率半徑

這里的滾道曲率半徑是指滾道在垂直剖面內(nèi)的曲率半徑，它與鋼球半徑的比值t(一般為1.04~1.08)的大小也顯著影響著回轉(zhuǎn)支承的額定靜容量和動容量(壽命Lh)，設(shè)t=1.04時為額定靜容量和壽命均為1，則有下列對比關(guān)系:

從表中可看出半徑比越大額定靜容量越低，使用壽命越短，即使?jié)L道熱處理硬度和淬硬層深度都符合標(biāo)準(zhǔn)要求，而不能有效控制該半徑比，回轉(zhuǎn)支承的承載能力和使用壽命仍達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)值，而這一點(diǎn)往往被忽視，但它卻是影響回轉(zhuǎn)支承性能的重要參數(shù)。

滾道曲面是通過成型砂輪磨削得到的，砂輪的修整精度直接復(fù)印到滾道上，砂輪修正時主要有三個誤差源:半徑對刀誤差，上、下圓弧偏心距誤差和修正筆回轉(zhuǎn)誤差，其中前二個誤差的大小除與裝備水平有關(guān)外，很大程度上取決于操作工的責(zé)任心和操作水平，因此有很大的不確定性，對刀誤差影響著滾道半徑，且它和偏心距誤差共同影響著滾道接觸角。

滾道接觸角α

該接觸角是指鋼球在滾道上的接觸點(diǎn)和鋼球球心連線與回轉(zhuǎn)支承徑向剖面(水平面)之間的夾角?；剞D(zhuǎn)支承的額定靜容量CO與sinα成線性正比，一般原始接觸角α取45o，之所以稱之謂原始接觸角，是因它是滾道設(shè)計計算和測量的角度，在回轉(zhuǎn)支承軸、徑向間隙為0時，原始接觸角和裝配后的實(shí)際接觸角一致，當(dāng)回轉(zhuǎn)支承有間隙時，實(shí)際接觸角大于原始接觸角，間隙越大，實(shí)際接觸角越大，在標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的間隙范圍內(nèi)一般將增加2o~10o,即實(shí)際接觸角將達(dá)到47o~55o,這是一個對承載能力有利的變化，如果原始接觸角和間隙都較大，實(shí)際接觸角超過60o,隨著滾道的磨損間隙將進(jìn)一步加大，實(shí)際接觸角也將增大，也就是鋼球的落點(diǎn)向滾道邊緣靠近，這時將出現(xiàn)接觸橢圓面超出滾道邊緣，滾道實(shí)際受力將高于理論計算應(yīng)力，而造成滾道邊緣壓潰，回轉(zhuǎn)支承失效。因此控制好原始接觸角和裝配間隙已不是一個簡單的精度問題，而是保證承載能力和使用壽命的大事。