一种改善双排接触球式回转支承受力状况的方法技术

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。本发明专利技术解决了同一周向位置滚道与钢球的接触力在上、下两排上彼此分配不均的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种改善双排接触球式回转支承受力状况的方法
本专利技术涉及接触球式回转支承的设计
，具体是一种改善双排接触球式回转支承受力状况的方法。
技术介绍
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。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O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O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。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OA、OB、AD、BC，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O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和大小近似相等，都设为δ，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α，与线段BC的夹角为β，显然α＞β，一般情况下α比β大4°至5°。通过向量分解，在AD方向上的分量大小为：δAD＝δ·cosα在BC方向上的分量大小为：δBC＝δ·cosβ因α＞β，故δBC＞δAD。视钢球(10)为弹性体，并设其刚度为k，由胡克定律知：A点传递的推力：FA＝K·δADB点传递的推力：FB＝k·δBC因δBC＞δAD，故FB＞FA，即B点传递的推力大于A点传递的推力。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。
技术实现思路
本专利技术的目的在于：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。本专利技术采用的技术方案是：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；其中，所述调整支承内、外圈的滚道型线的具体方法是：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，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，使其与上、下两排钢球的所有内圈接触点接触；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；其中，所述调整支承内、外圈的滚道型线的具体方法是：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，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，使其与上、下两排钢球的所有外圈接触点接触。本专利技术的有益效果：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。附图说明图1是双排球式回转支承的结构示意图。图2是图1的轴向剖面视图。图3是图2中A处的局部放大图。图4是本专利技术的一种轨道型线调整示意图。图5是本专利技术的另一种轨道型线调整示意图。图中代号含义：10—钢球；20—内圈；30—外圈；1—钢球；2—内圈；3—外圈；4—内圈轨道型线；5—外圈轨道型线。具体实施方式实施例一如图4所示，设内圈2固定不动，外圈3相对于内圈2做顺时针转动，此时由外圈传递倾覆力矩,以支承中心O为圆心，以钢球1在外圈滚道型线5上的任一初始接触点(本例为B点，一般支承上的初始接触点处的接触角都为45°)与中心O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A’、H、B、F，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，可依次确定钢球上所有内圈接触点D’、G、C、E，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A’、H、B、F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D’、G、C、E接触。在图4中，A是改进前钢球在外圈滚道上的初始接触点、D是改进前钢球在内圈滚道上的初始接触点，调整轨道型线的位置后，A’是钢球在外圈滚道上的初始接触点、D’是钢球在内圈滚道上的初始接触点，初始接触点的位置在改进前后有所变化。其受力分析如下：上、下两排钢球是对称布置的，其对称中心线与支承的回转中心线交于支承中心O点，由对称关系知，以OB为半径作的弧，有弦长FB等于弦长HA',故等腰三角形O1HA'与等腰三角形O2FB全等，故α＝β。于是保证了A'点位移在接触法向(A'D'方向，δA’D’＝δ·COSα)上的分量等于B点位移在接触法向(BC方向,δBC＝δ·COSβ)上的分量，又因上、下排钢球1的刚度相同，由胡克定律知A'点与B点传递的推力相等(即FA'＝kδA’D’,FB＝kδBC，有FA'＝FB)，同理可知，H点与F点传递的推力相等(显然，G点的推力和H点相同，E点的推力和F点相同，D’点的推力和A’点相同，C点的推力和B点相同，故只需考虑A'点与B点和H点与F点传递的推力相等即可)。实施例二如图5所示，设外圈3固定不动，内圈2相对于外圈3做顺时针转动，此时由内圈传递倾覆力矩,以支承中心O为圆心，以钢球1在内圈滚道型线4上的任一初始接触点(本例为C点)与中心O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G、D、E、C，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，可依次确本文档来自技高网...

【技术保护点】
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。

【技术特征摘要】
1.一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；其中，所述调整支承内、外圈的滚道型线的具体方法是：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，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，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，使其与上...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨晓莉，
申请(专利权)人：杨晓莉，
类型：发明
国别省市：四川;51