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回转支承如何工作?

发布时间 : 2024-05-22 14:07:16

回转支承 通常被称为回转支承或回转轴承,是要求绕单轴精确旋转的机械中不可或缺的部件。作为回转支承的一种特殊类型,它们专为在从重型建筑设备到先进医疗设备等严格的工业应用中实现高性能而设计。这些轴承是各种机器的基石,可确保平稳运行和强大功能。请跟随本博客指南了解 "回转支承如何工作 "以及回转支承的应用。

 

什么是回转支承

回转支承,又称回转轴承或回转套圈轴承,是一种允许绕固定轴旋转的轴承,同时还能承受较大的载荷。回转支承包括内圈、外圈、滚动体、垫片、密封件和可选的齿轮,其精密的工程设计能够巧妙地处理以下问题 轴向、径向和力矩载荷保持一致。

Structure of Slew Bearing

图 1 回转支承的结构

 

回转支承的结构

回转支承或回转齿轮支承的结构设计巧妙,可支持无缝旋转并承受巨大的负载能力。

  • 内圈和外圈:作为轴承结构的核心,内圈与运动部件相连,而外圈则固定在固定框架上,以确保完美的运行协同。
  • 滚动部件(滚珠或滚子):无论是滚珠还是滚子,这些关键部件都能使内环相对于外环平稳地旋转,从而显著减少摩擦和磨损,提高机器性能。
  • 垫片/保持架: 垫片或保持架 专业地引导滚动体(如滚珠或滚子)并使其均匀分布,防止它们相碰,确保它们在装配或维护时保持原位,从而提高轴承的使用寿命和可靠性。
  • 密封件:密封件是轴承的保护屏障,可防止灰尘、污垢或湿气等污染物进入。密封件可将润滑剂保留在轴承内,减少磨损,延长轴承的使用寿命,所有这些都有助于保持轴承的高效性能。
  • 安装孔:安装孔对于将轴承固定到机器上至关重要。它们可确保正确的对准、稳定的定位和有效的负载分布。这样可以提高机器的性能,最大限度地减少振动,延长轴承的使用寿命,并提高整体功能效率和安全性。
  • 可选齿轮:回转支承中的集成齿轮可实现动力旋转和精确控制,从而促进移动。它们与外部驱动机构啮合,提供必要的扭矩,使各行各业的机械和设备能够进行复杂的操作。

 

回转支承如何工作?

旋转运动

回转支承又称回转支承、转盘轴承或回转齿轮,是重型机械实现无缝旋转运动的基石。这些轴承设计巧妙,允许内圈和外圈相对旋转。这种旋转通过与机械的不同部分连接而得以实现,可提供高达 360 度的大范围运动。

其高效功能的核心在于滚动元件(滚珠或滚子),它们被巧妙地放置在内环和外环的滚道之间。这些元件在最大限度地减少 轴承摩擦这样就能实现几乎毫不费力的平稳旋转,从而提高机器的运行精度和灵活性。

负载分配

回转支承在设计时充分考虑了多功能性,能够同时承受轴向(推力)、径向和力矩(倾覆)载荷。回转支承的结构确保了这些载荷在支承机械部件之间的有效分布。

轴向载荷通过滚动体和滚道之间的相互作用得到支撑,而 径向载荷 滚动体的表面积。另一方面,由于轴承的结构设计和滚动体的战略位置,力矩载荷得以均匀分布。这种复杂的载荷分配机制不仅能稳定机械,还能延长轴承及其设备的使用寿命。

齿轮机构

对于装有齿轮(包括回转齿轮)的回转支承,集成齿轮系统可提供额外的功能性动力旋转。在轴承需要由外部电机或动力源驱动的情况下,这一功能非常重要,可实现各种机械运行所必需的受控精确运动。

 

回转支承的类型及其工作机制

回转支承有多种设计,每种设计都有其独特的工作机制。

四点接触球轴承

四点接触球轴承 球式回转支承具有独特的设计,每个球在四个点上与滚道接触。这使得球式回转支承能够同时有效地处理轴向、径向和力矩(倾斜)载荷。这种设计优化了载荷分布,确保了稳定性并最大限度地减少了应力点。这使其非常适合需要多方向载荷支持的应用,增强了其在各种工业应用中的适应性。

Four Point Contact Ball Bearings

图 2 四点接触球轴承

八点接触球式回转支承

八点接触球式回转支承 采用双列滚珠设计,在八个不同点上与滚道啮合,确保增强接触和稳定性。这种设计通过将轴向、径向和力矩载荷更均匀地分散到更多的接触点上,提高了轴承管理轴向、径向和力矩载荷的能力。其结果是提高了抗负载能力、稳定性和使用寿命,尤其是在负载条件复杂的应用中。

Eight Point Contact Ball Slewing Ring Bearing

图 3 八点接触球式回转支承

交叉滚子回转支承

交叉滚子回转支承 辊筒横向排列,交替的辊筒彼此成直角。这种设计实现了出色的载荷分布,每个辊筒都能同时承受来自各个方向的径向、轴向和力矩载荷。交叉滚子结构具有优异的刚性和稳定性,是要求重负荷能力和精确运动控制的应用的理想选择。

Cross Roller Slewing Ring Bearing

图 4 十字滚子回转支承

三列交叉滚子回转支承

三列交叉滚子回转支承 每排滚子都有独立的滚道,从而加强了载荷分布。这种创新设计使每排滚子分别承担不同类型的载荷(轴向、径向和力矩),从而使轴承能够承受更高的载荷,并具有更高的稳定性和精度。它完全适用于需要复杂负载管理的重型任务。

Three-row-cross-roller-slewing-bearing

图 5 三列交叉滚子回转支承

组合轴承(球轴承和滚子轴承)

组合轴承滚珠和滚柱元件的集成,为平衡载荷分配提供了独特的解决方案。滚珠能有效地承受轴向载荷,而滚子则能很好地承受径向载荷和力矩载荷。这种组合可确保轴承在其结构上均匀分布不同类型的载荷,从而增强稳定性、减少磨损并优化机械在各种工作条件下的性能。

Combined Bearings

图 6 组合轴承(球轴承和滚子轴承)

 

回转支承的应用和机械原理

回转支承因其在管理复杂运动和重负荷方面的多功能性而广泛应用于各行各业。

  • 起重机和挖掘机:起重机和挖掘机回转支承可使重型机械 360 度旋转,从而实现建筑和采矿业的高效运行。
  • 风力涡轮机:在可再生能源行业,回转支承使风力涡轮机叶片和机舱能够旋转,最大限度地暴露在风中,从而获得最佳效率。
  • 医疗设备:在 CT 扫描仪等医疗成像设备中,回转支承可确保精确平稳的旋转,从而实现准确诊断。
  • 机器人和工业机械:这些轴承在确保机械臂和各种自动化机器精确平稳运行方面发挥着至关重要的作用。

 

结论

博文 "回转支承的工作原理 "指导您了解不同类型回转支承的结构和工作原理。回转支承对重型机械的单轴精确旋转至关重要,可承受轴向、径向和力矩载荷。其设计包括内/外圈、滚动体和可选的齿轮,可确保平稳运行和负载分布。

回转支承广泛应用于起重机、风力涡轮机、医疗设备和机器人领域,可增强稳定性、减少磨损并提高效率。要满足您对回转支承的所有需求,请关注著名的回转支承制造商 LILY Bearing。

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William

William 毕业于机械工程专业,主攻机器自动化的设计和制造。

他拥有三年的行业经验,因此能够熟练使用 AutoCAD 和 SolidWorks 绘图软件。

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