回轉(zhuǎn)支承的設(shè)計(jì)模式：

　　一、選型設(shè)計(jì)

　　確定類型：回轉(zhuǎn)支承根據(jù)其結(jié)構(gòu)形式主要分為單排四點(diǎn)接觸球式、雙排異徑球式、三排滾柱式等。在選型時(shí)，需要考慮承載能力、轉(zhuǎn)速、精度要求等因素。例如，單排四點(diǎn)接觸球式回轉(zhuǎn)支承結(jié)構(gòu)簡單，適用于輕載、高速的場合，如小型起重機(jī)的回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu);而三排滾柱式回轉(zhuǎn)支承承載能力強(qiáng)，適用于重載、低速的大型設(shè)備，如大型挖掘機(jī)、港口起重機(jī)等。

　　載荷計(jì)算：準(zhǔn)確計(jì)算回轉(zhuǎn)支承所承受的各種載荷是選型的關(guān)鍵。包括軸向力、徑向力和傾覆力矩。通過對設(shè)備工作狀態(tài)的分析，確定各種工況下的更大載荷。以風(fēng)力發(fā)電機(jī)為例，需要考慮風(fēng)輪的自重產(chǎn)生的軸向力、風(fēng)的作用力產(chǎn)生的傾覆力矩以及由于結(jié)構(gòu)不對稱等因素產(chǎn)生的少量徑向力。根據(jù)這些載荷的大小和方向，結(jié)合回轉(zhuǎn)支承的承載能力參數(shù)表，選擇合適規(guī)格的回轉(zhuǎn)支承。

　　二、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

　　滾動(dòng)體設(shè)計(jì)：滾動(dòng)體是回轉(zhuǎn)支承的核心部件之一。對于球式回轉(zhuǎn)支承，球的大小和數(shù)量會(huì)影響承載能力和運(yùn)動(dòng)精度。球徑越大，承載能力相對越強(qiáng)，但回轉(zhuǎn)支承的整體尺寸也會(huì)增大。球的數(shù)量增多，承載能力也會(huì)提高，但會(huì)增加摩擦力矩。例如，在精密儀器的回轉(zhuǎn)支承中，為了保證高精度的轉(zhuǎn)動(dòng)，會(huì)選用較小直徑但數(shù)量較多的球。對于滾柱式回轉(zhuǎn)支承，滾柱的形狀(如圓柱、圓錐)和尺寸也需要根據(jù)承載要求和運(yùn)動(dòng)特性進(jìn)行設(shè)計(jì)。圓錐滾柱可以承受較大的軸向和徑向復(fù)合載荷，常用于重型機(jī)械。

　　內(nèi)外圈設(shè)計(jì)：內(nèi)外圈的尺寸和結(jié)構(gòu)決定了回轉(zhuǎn)支承的安裝方式和與其他部件的配合。內(nèi)外圈的直徑和寬度要根據(jù)設(shè)備的結(jié)構(gòu)要求和承載能力來確定。例如，在塔式起重機(jī)的回轉(zhuǎn)支承中，外圈通常通過螺栓與塔身連接，內(nèi)圈與起重臂的回轉(zhuǎn)部分連接。內(nèi)外圈的表面硬度和粗糙度也需要合理設(shè)計(jì)，以保證良好的耐磨性和與滾動(dòng)體的接觸性能。一般采用淬火等熱處理工藝提高表面硬度，粗糙度通?？刂圃诤线m的范圍內(nèi)，以減少摩擦和磨損。

　　密封結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：良好的密封是保證回轉(zhuǎn)支承使用壽命的重要因素。密封結(jié)構(gòu)主要有接觸式密封和非接觸式密封兩種。接觸式密封采用橡膠密封圈等材料，通過與內(nèi)外圈的緊密接觸來防止灰塵、水等雜質(zhì)進(jìn)入。非接觸式密封則利用迷宮式結(jié)構(gòu)等，通過改變流體的流動(dòng)路徑來阻止雜質(zhì)進(jìn)入。在設(shè)計(jì)時(shí)，要根據(jù)設(shè)備的工作環(huán)境選擇合適的密封結(jié)構(gòu)。例如，在露天環(huán)境下工作的港口起重機(jī)回轉(zhuǎn)支承，由于經(jīng)常受到海水、灰塵的侵蝕，需要采用高效的接觸式密封與迷宮式密封相結(jié)合的方式，以確保良好的密封效果。

　　三、材料設(shè)計(jì)

　　滾動(dòng)體材料：滾動(dòng)體通常采用高強(qiáng)度合金鋼，如 GCr15 等。這種材料經(jīng)過淬火和回火等熱處理工藝后，具有高硬度、高耐磨性和良好的接觸疲勞強(qiáng)度。對于一些特殊要求的場合，如高溫環(huán)境下的回轉(zhuǎn)支承，可能會(huì)選用耐高溫的陶瓷材料作為滾動(dòng)體，以保證在高溫下仍能正常工作。

　　內(nèi)外圈材料：內(nèi)外圈材料同樣需要具備較高的強(qiáng)度和韌性。一般采用中碳合金鋼，如 42CrMo 等。這種材料能夠承受較大的載荷和沖擊力，并且可以通過適當(dāng)?shù)臒崽幚砉に噥硖岣咂渚C合性能。在一些對耐腐蝕性能要求較高的場合，如海洋工程設(shè)備中的回轉(zhuǎn)支承，內(nèi)外圈材料可能會(huì)采用不銹鋼或表面進(jìn)行防腐處理，如鍍鉻、鍍鋅等。

　　回轉(zhuǎn)支承的優(yōu)化策略

　　一、提高承載能力優(yōu)化

　　優(yōu)化滾動(dòng)體布局：通過合理調(diào)整滾動(dòng)體的分布，可以提高回轉(zhuǎn)支承的承載能力。例如，在雙排異徑球式回轉(zhuǎn)支承中，合理安排大小球的位置，使它們能夠更有效地分擔(dān)載荷?？梢圆捎糜邢拊治龅仁侄危M不同布局下的載荷分布情況，找到更優(yōu)的滾動(dòng)體布局方案。

　　改進(jìn)內(nèi)外圈結(jié)構(gòu)：增加內(nèi)外圈的厚度或采用特殊的結(jié)構(gòu)形式來增強(qiáng)其承載能力。例如，在內(nèi)外圈的關(guān)鍵受力部位設(shè)計(jì)加強(qiáng)筋，提高其局部剛度和強(qiáng)度。同時(shí)，優(yōu)化內(nèi)外圈的滾道形狀，使其與滾動(dòng)體的接觸更加合理，降低接觸應(yīng)力，從而提高承載能力。

　　二、降低摩擦優(yōu)化

　　選用合適的潤滑方式：潤滑對于降低回轉(zhuǎn)支承的摩擦力矩至關(guān)重要。常見的潤滑方式有油脂潤滑和油潤滑。油脂潤滑簡單方便，適用于轉(zhuǎn)速較低、載荷較輕的場合;油潤滑則具有更好的冷卻和潤滑效果，適用于高速、重載的情況。例如，在高速運(yùn)轉(zhuǎn)的風(fēng)力發(fā)電機(jī)回轉(zhuǎn)支承中，采用油浴潤滑或噴油潤滑方式，可以有效降低摩擦和磨損，同時(shí)帶走熱量，保證回轉(zhuǎn)支承的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

　　表面處理技術(shù)應(yīng)用：對滾動(dòng)體和內(nèi)外圈的表面進(jìn)行處理可以降低摩擦系數(shù)。例如，采用物理氣相沉積(PVD)或化學(xué)氣相沉積(CVD)技術(shù)在表面制備耐磨涂層，如 TiN、CrN 等涂層，這些涂層具有低摩擦系數(shù)、高硬度和良好的耐磨性，可以有效減少摩擦和磨損。

　　三、提高精度優(yōu)化

　　制造工藝改進(jìn)：在回轉(zhuǎn)支承的制造過程中，提高加工精度是保證其精度的關(guān)鍵。采用高精度的加工設(shè)備和先進(jìn)的加工工藝，如數(shù)控加工技術(shù)、精密磨削技術(shù)等，對內(nèi)外圈的滾道和安裝平面進(jìn)行加工。同時(shí)，加強(qiáng)對滾動(dòng)體的尺寸精度和形狀精度控制，確保滾動(dòng)體與滾道之間的配合精度。例如，在精密機(jī)床的回轉(zhuǎn)支承制造中，加工精度可以達(dá)到微米級，以滿足機(jī)床的高精度回轉(zhuǎn)要求。

　　裝配精度控制：嚴(yán)格的裝配工藝是提高回轉(zhuǎn)支承精度的重要環(huán)節(jié)。在裝配過程中，采用專用的裝配工具和設(shè)備，保證滾動(dòng)體均勻分布，內(nèi)外圈的安裝位置準(zhǔn)確。并且通過預(yù)緊力的合理控制，消除間隙，提高回轉(zhuǎn)支承的回轉(zhuǎn)精度。例如，在光學(xué)儀器的回轉(zhuǎn)支承裝配中，通過精確的測量和調(diào)整工具，控制預(yù)緊力在合適的范圍內(nèi)，使回轉(zhuǎn)支承的軸向和徑向跳動(dòng)控制在極小的范圍內(nèi)，以滿足光學(xué)設(shè)備的高精度成像要求。

　　四、延長使用壽命優(yōu)化

　　加強(qiáng)密封性能：如前面所述，良好的密封可以防止雜質(zhì)進(jìn)入回轉(zhuǎn)支承內(nèi)部，減少磨損和腐蝕。定期檢查和更換密封件，采用高質(zhì)量的密封材料和先進(jìn)的密封結(jié)構(gòu)，如多層密封結(jié)構(gòu)，可以有效延長回轉(zhuǎn)支承的使用壽命。例如，在建筑工程機(jī)械的回轉(zhuǎn)支承中，加強(qiáng)密封可以使回轉(zhuǎn)支承在惡劣的灰塵環(huán)境下工作壽命延長 30% - 50%。

　　工況監(jiān)測與維護(hù)：通過安裝傳感器等設(shè)備對回轉(zhuǎn)支承的工作狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測，包括溫度、振動(dòng)、載荷等參數(shù)。根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)潛在的問題并進(jìn)行維護(hù)。例如，當(dāng)監(jiān)測到回轉(zhuǎn)支承的溫度異常升高時(shí)，可能是潤滑不良或載荷過大，及時(shí)采取措施，如補(bǔ)充潤滑油、調(diào)整設(shè)備工作狀態(tài)等，可以避免回轉(zhuǎn)支承的損壞，延長其使用壽命。