一（yī）、概況（kuàng）

　　回轉支承斷齒問題主要發生在（zài）內齧合、硬齒麵（齒麵硬度≥HRC50）上，比如挖掘機、旋（xuán）挖鑽、履帶吊等。而外齧合、軟齒麵（齒（chǐ）麵硬度≤HRC30），斷齒現象很少見到。根據（jù）筆者對國產挖（wā）掘機配套回轉支承研（yán）究和製造經驗，和外資（zī）品牌挖掘機回轉（zhuǎn）支承後市場的不完全統計，不同時期（qī），不同品牌國產挖掘機斷齒概率（lǜ）有所不同，約在1%~2%，而後市場回轉支承（chéng）的斷齒率卻高達5%~6%。特別在（zài）某些國產品牌的（de）5噸、7噸、8噸挖掘機上，甚至出現兩位數百分比的大麵積斷齒問題。回（huí）轉減速機總成的損壞總是與回轉支承斷齒成正比關（guān）係，20噸級挖掘機減速機總（zǒng）成（chéng）的損壞是回轉（zhuǎn）支承斷齒的2倍左右。某三個外資品牌20噸級挖掘機回轉支承模數（shù）分別為10、12、14，但（dàn）斷齒概率卻不相上下，甚至相反關係。

　　二、挖掘（jué）機斷齒原因分析

　　徑向傾斜擠壓造成的（de）（見圖一）。回轉支承的齒輪傳動與之齧合的小齒輪是“浮（fú）動軸傳動”，由於（yú）回轉支承本身存在（zài）間（jiān）隙（xì），在挖掘機工作時，會產生一定的（de）傾翻力矩（jǔ），小齒輪的中心（xīn）線就會產生一定角度的（de）傾（qīng）斜和（hé）徑向位移，齒輪的中心距和齒側（cè）間隙就會發生變化。

　　回轉支承在（zài）出廠時是（shì）有（yǒu）間隙的，小齒輪安裝在上（shàng）車架，在主機工作時，回轉支承的間隙會導致小齒輪有個徑向位移量La，在受傾覆力矩M的作用下，小齒輪又（yòu）會產生一個（gè）傾斜（xié）角度α。一（yī）般情（qíng）況下，挖掘機用回轉支承的（de）出廠間隙＜0.20mm，經過一段時間的使用，回轉支承的間隙＜0.30mm在實際的工作中，滾道會產生一定的彈性變（biàn）形，在給日立建機配套的一（yī）款回轉支承，在受載後，滾道和鋼（gāng）球（qiú）的接觸區是（shì）麵接觸（見圖二），這麽大的接觸麵（miàn）積，滾道的（de）單邊彈性變形量在0.20mm左右（yòu），雙邊就是0.40mm，僅滾道的變形量就這麽大，加上主機的機架變形等等各種因素，聯接在挖掘機上車架上的（de）小齒輪的徑向偏移量達到1.0mm左右，對應的大小齒輪的（de）擠壓量也是1.0mm左右。因與回轉支承齧合的小齒輪安裝在大臂（bì）的相反方向，當兩者齒側間隙過（guò）小時，位移尚未完成，小齒輪就壓在大齒輪上，這種情況下本應有回（huí）轉支承滾（gǔn）道（dào）承載的載荷卻有齒輪承載。大小齒輪反複的擠壓們Z終導致斷齒。結論是回轉支承的斷（duàn）齒是由大小齒輪齧（niè）合擠壓（yā）造成。

　　三、解決挖掘機用（yòng）回轉（zhuǎn）支承斷齒過程

　　回轉（zhuǎn）支承（chéng）的擠壓斷（duàn）齒現象：斷齒（chǐ）通常發生在沿齒寬（kuān）方向的上半（bàn）部，斷（duàn）裂麵與輪齒的（de）上端麵（miàn）相交，並成45°~60°左右的夾角（見圖三、四），即使全（quán）齒脫落其裂紋也是自上（shàng）而下擴張所致。齒輪受擠（jǐ）壓而產生的（de）塑性變形也（yě）相當明顯，且上部較（jiào）下部嚴重得多，整（zhěng）圈齒槽寬都有（yǒu）不同程度變化，從下至（zhì）上，從根至頂齒槽寬遞增。

　　對於挖掘機用回轉支承的斷齒問題，我（wǒ）們一直在努力（lì）的尋找（zhǎo）解決（jué）辦法，具（jù）體的（de）方案分以下幾個過程：

　　1、確保大小齒輪齧合的齒側間隙不小於0.06X模數。對（duì）20噸級挖掘機，回轉支承的模數是10模，大小齒（chǐ）輪齧合的齒側間隙不小（xiǎo）於0.6mm。在挖掘（jué）機配件後市場，由於客戶對於大小（xiǎo）齒輪（lún）齧合時齒側間隙不（bú）太注重，導致斷齒率居高不下，於是我們就（jiù）宣貫斷齒（chǐ）與齒側間隙的關係，讓他們了解齒側間（jiān）隙控製不好，回轉支承斷齒是必然（rán）。進過幾年的宣貫，挖掘機後市場（配件（jiàn）市場）回轉支承的斷齒率由以（yǐ）前的6%下降到5%左右。

　　2、37°斜角齒輪回轉支承。將回轉支承齒圈非安裝（zhuāng）麵上的齒輪部分由全齒寬改為具（jù）有37°的倒角（見圖五），回轉支承將常（cháng）發生斷裂的（de）部分人為切去，從而（ér）在小齒輪發生（shēng）位移時無法將擠壓力集中（zhōng）在（zài）齒寬的上部，這樣回轉支承的齒輪部分不會在（zài）使用早期就（jiù）產生擠（jǐ）壓裂紋，可以有（yǒu）效延緩回轉支承齒輪早期斷齒問題。通過這個改進，經過兩年的統計，挖掘機後市場（配件市場）用此回轉支承的斷齒率由以前的5%下降到4%左右。

　　3、漸變硬度齒（chǐ）輪回轉支承。既然回轉支承（chéng）的斷齒（chǐ）是擠壓造成的，如何（hé）預防大小齒輪擠壓是重點（diǎn）。在齒輪進行感應淬火時，將齒輪加熱區段分成（chéng）正常硬區、過渡區（qū）和軟區三段（見圖（tú）六），硬（yìng）區的硬度（dù）為HRC50~56，軟區的硬度（dù）為鋼件基體的（de）調質硬度。這樣，大（dà）小齒輪（lún）齧合產生擠壓時（shí），上端麵的（de）軟區就（jiù）會產生擠壓塑形變形，而不會擠斷（duàn）。經過一年的數據統計，挖掘機後市場（配件（jiàn）市場）用此回轉支（zhī）承沒有發生（shēng）斷（duàn）齒現象，很好的解（jiě）決了斷齒問題。

　　經過實驗，當回轉支承漸變硬度齒輪在受擠（jǐ）壓產生的軟（ruǎn）齒麵變形2mm時（見圖七），大小齒輪仍能正常齧合，完（wán）好的傳動；當軟齒麵（miàn）擠壓變形達到3mm時（見圖八），過渡區及硬齒麵區產生斷裂現象。

　　以解決斷齒的方法是加大大小齒輪的齒側間隙，但是一（yī）味的的加大齒（chǐ）側間隙，會導致（zhì）挖（wā）掘機鏟鬥左右擺（bǎi）動量（liàng）增大，這是任何主機廠和挖掘（jué）機客戶都（dōu）不願意看到的結果。漸變硬度（dù）齒式回（huí）轉支承很好的解決了這（zhè）一問題，上麵已（yǐ）經介紹，經（jīng）過實驗，當小齒輪對大齒輪擠壓2mm時，漸變硬度齒能（néng）完（wán）好的正常工作，挖掘（jué）機和旋挖鑽在正常工（gōng）作時，大小齒輪的擠壓量是不會超過2mm的，對於大小齒輪（lún）齧合時（shí）的齒側間隙可以適當的減小。在回轉支承出現斷齒的時候，回轉減速（sù）機構也同樣出現損壞（huài）的情況，大小齒輪齧合（hé）不產生擠壓後，回轉減速機構的損壞（huài）也大大降低。這樣，漸（jiàn）變硬度齒式回轉支承即解（jiě）決了斷齒問題，又能控製挖掘機（jī）和旋（xuán）挖鑽大臂（bì）的擺動（dòng）問題，同時又降低了回轉減速機構（gòu）的損壞，起到一箭三雕的目的。

　　四、結論

　　漸變硬度齒式回轉支承投放市場有一年多的時間，二千多套產（chǎn）品，至今未出現一套斷齒問題。漸變硬度齒式回轉支（zhī）承是對挖掘機、旋挖鑽漸（jiàn）變硬度齒式回轉支承投（tóu）放市（shì）場有一年多的時間，二千多套產品，至今未（wèi）出現一套斷齒問題。漸變（biàn）硬度齒式（shì）回轉支承是（shì）對挖掘機、旋挖鑽等工程（chéng）機械斷齒問題的一次革命性的突破，徹底的解（jiě）決了斷齒問題。