1. 旋回軸受の損傷現象

トラッククレーンやショベルカーなどの各種建設機械において、旋回輪はターンテーブルとシャーシの間でアキシアル荷重、ラジアル荷重、転倒モーメントを伝達する重要な部品です。

軽負荷条件では、正常に動作し、自由に回転できます。しかし、荷重が重い場合、特に最大吊り上げ能力や最大範囲では、重い物体が回転することが困難、またはまったく回転できずにスタックしてしまうことがあります。このとき、通常、範囲を縮小したり、アウトリガーを調整したり、シャーシの位置を移動したりするなどの方法で車体を傾けて重量物の回転運動を実現し、予定された吊り上げやその他の作業を完了します。そのため、保守作業中に旋回軸受の軌道が大きく損傷しており、内輪と作業前の下軌道の両側に軌道方向に沿った環状の亀裂が発生していることがしばしば発見されます。領域が大きくなり、最も応力がかかる領域で軌道面の上部が凹みます。、凹み全体に放射状の亀裂が生じます。

2. 旋回ベアリングの損傷原因に関する考察

(1) 安全率の影響 旋回軸受は低速、重荷重の条件で運転されることが多く、その搬送能力は一般に静容量で表すことができ、定格静容量は C0 a として記録されます。いわゆる静容量とは、軌道面δの永久変形が3d0/10000に達したときの旋回軸受の軸受容量を指し、d0は転動体の直径です。外部負荷の組み合わせは一般に等価負荷 Cd で表されます。静容量と等価荷重の比は安全率と呼ばれ、fs で表され、旋回軸受の設計と選択の主な基礎となります。

ころと軌道面との最大接触応力を調べる方法で旋回軸受を設計する場合、線接触応力[σk線]=2.0～2.5×102kN/cmが使用されます。現在、ほとんどのメーカーは外部負荷の大きさに応じて旋回軸受の種類を選択し、計算しています。既存の情報によると、現時点では小トン数クレーンの旋回軸受の接触応力は大トン数クレーンよりも小さく、実際の安全率はより高くなります。クレーンのトン数が大きくなると、旋回軸受の直径が大きくなり、製造精度が低下し、安全率が低くなります。これが、大トン数クレーンの旋回ベアリングが小トン数クレーンの旋回ベアリングよりも損傷しやすい根本的な理由です。現在、40 t を超えるクレーンの旋回軸受の線接触応力は 2.0×102 kN/cm を超えてはならず、安全率は 1.10 を下回るべきではないと一般に考えられています。

(2) ターンテーブルの構造剛性の影響

回転リングはターンテーブルとシャーシの間でさまざまな荷重を伝達する重要なパーツです。自身の剛性は大きくなく、主にそれを支えるシャーシやターンテーブルの構造剛性に依存します。ターンテーブルの理想的な構造は、理論的にはターンテーブルにかかる負荷を均等に分散できる剛性の高い円筒形ですが、機械全体の高さの制限により実現は不可能です。ターンテーブルの有限要素解析の結果、ターンテーブルと旋回軸受に接続されている底板の変形は比較的大きく、一部に荷重が集中する大きな部分荷重条件下ではさらに深刻であることがわかりました。ローラーの小さな部分が使用されるため、単一ローラーの負荷が増加します。受けた圧力。特に深刻なのは、ターンテーブル構造の変形により、ころと軌道面との接触状態が変化し、接触長さが大幅に減少し、接触応力が大幅に増加することです。しかし、現在広く使われている接触応力や静容量の計算方法は、旋回軸受に均一な応力がかかり、ころの有効接触長さがころ長さ​​の80％であることを前提としています。明らかに、この前提は実際の状況に対応していません。これも旋回リングが損傷しやすい理由の一つです。

(3) 熱処理状態の影響

旋回ベアリング自体の加工品質は、製造精度、アキシアルすきま、熱処理状態に大きく影響されます。ここで見落とされやすいのが熱処理状態の影響です。当然のことながら、軌道表面に亀裂や凹みが生じないようにするには、十分な硬度に加えて、十分な硬化層深さと芯硬度が必要である。外国のデータによると、転動体の増加に応じて軌道の硬化層の深さを厚くする必要があり、最も深いものは6mmを超える可能性があり、中心の硬度を高くする必要があるため、軌道の潰れが大きくなります。抵抗。そのため、旋回軸受軌道面の硬化層の深さが不足し、芯金の硬度が低くなり、これも破損の原因の一つとなっていました。

3.改善策

（１）有限要素解析により、ターンテーブルと旋回軸受との接続部の板厚を適切に厚くし、ターンテーブルの構造剛性を向上させる。

(2) 大径旋回軸受を設計する場合は、安全率を適切に大きくする必要があります。ころの数を適切に増やすことによって、ころと軌道面との接触状態を改善することもできます。

(3) 熱処理工程を中心に旋回軸受の製造精度を向上させます。中間周波焼入れ速度を遅くし、より大きな表面硬度と焼入れ深さを得ることができ、軌道面表面の焼割れを防止することができます。