云南設(shè)備起重關(guān)于起重機回轉(zhuǎn)支承可靠度分類號滾動軸承式回轉(zhuǎn)支承裝置是起重機中應(yīng)用最廣泛的回轉(zhuǎn)支承裝置，云南設(shè)備起重公司分享其主要失效形式為滾動體接觸疲勞和接觸強度破壞。

回轉(zhuǎn)支承裝置的接觸疲勞破壞將使支承裝置在工作時產(chǎn)生沖擊、噪聲、磨損和溫升，從而導致起重機的工作性能下降乃至喪失承載能力。起重機的滾動軸承式回轉(zhuǎn)支承是一個大型的特種軸承，其可靠性分析與設(shè)計難以套用一般滾動軸承的計算方法，云南設(shè)備起重起重機行業(yè)尚未進行充分的研究。

  1、滾動體應(yīng)力為正態(tài)分布的參數(shù)估計在疲勞強度可靠性設(shè)計中，當缺乏實測資料時，可近似地按下式估計滾動體應(yīng)力分布參數(shù)，即式中，μ為滾動體在計算截面上工作應(yīng)力的均值σ為滾動體在計算截面上工作應(yīng)力的標準差S為根據(jù)零件工作狀態(tài)的正常載荷（或第Ⅰ類載荷）按常規(guī)應(yīng)力計算方法所得到的零件工作應(yīng)力C為變異系數(shù)，一般C 3.2滾動體強度為威布爾分布的參數(shù)估計當缺乏滾動體疲勞強度的實測數(shù)據(jù)時，可通過材料的機械特性資料來近似地確定零件的疲勞強度的分布參數(shù)式中，μ分別為滾動體材料的對稱循環(huán)疲勞極限的均值和標準差K為疲勞極限修正系數(shù)，對滾動體而言，取K接觸疲勞破壞是由于兩物體接觸加載后，在物體表面下某一深度處產(chǎn)生的對稱循環(huán)切應(yīng)力超過材料疲勞極限的結(jié)果，因此，當工作應(yīng)力為接觸應(yīng)力時，強度取為滾動體材料的對稱循環(huán)疲勞極限σ通常，手冊中的σ值即材料對稱循環(huán)疲勞極限的均值，而標準差可取為均值的10 ，則滾動體的疲勞強度分布參數(shù)可近似取為武漢水利電力大學（宜昌）學報2000年6月?lián)嘘P(guān)研究結(jié)果推薦，材料的疲勞極限σ與布氏硬度之間存在一定的關(guān)系，當布氏硬度小于500HB時，對于黑色金屬可采用以下經(jīng)驗公式威布爾分布的均值、標準差與β，S 0，θ之間的關(guān)系如下式表示β為威布爾分布的形狀參數(shù)，對于軸承鋼，β=1.1～1.3由式（16）、（17）確定的μS，及上述β值，代入式（19），（20）中可求出S 0，從而求出A、C ，查取數(shù)表即得零件的失效概率P以上方法可用于回轉(zhuǎn)支承的可靠性評價。文獻中推薦目標可靠度值[ R] =0.99 ，通過R與[ R]的比較可修改回轉(zhuǎn)支承的設(shè)計尺寸，從而達到可靠性設(shè)計的目的。

    2、滾動體承載能力極限狀態(tài)方程由可靠性理論知，回轉(zhuǎn)支承裝置要在規(guī)定的時間內(nèi)可靠地工作，必須滿足式中，S為滾動體的承載能力s為滾動體所受應(yīng)力。S ， s本身是某些變量的函數(shù)，即式中， X為影響滾動體強度和應(yīng)力的隨機變量，如滾動體材料性能、表面質(zhì)量、尺寸效應(yīng)、材料對缺口的敏感性、載荷情況、應(yīng)力集中、工作溫度、潤滑狀態(tài)等。由式（1）可得滾動體的極限狀態(tài)方程為根據(jù)大量統(tǒng)計資料可知，滾動體強度S服從威布爾分布，應(yīng)力s服從正態(tài)分布，可采用應(yīng)力─強度干涉模型求解出滾動體，亦即滾動軸承的可靠度相應(yīng)的累積失效概率為2回轉(zhuǎn)支承裝置的可靠度求解模型設(shè)已知滾動體強度的概率密度函數(shù)和滾動體應(yīng)力的概率密度函數(shù)，根據(jù)應(yīng)力―強度干涉理論，滾動體的失效概率為朱大林，教授，從事機械結(jié)構(gòu)動態(tài)分析和可靠性設(shè)計教學與研究。武漢水利電力大學（宜昌）機械工程系（443002）式中，P（S）、f（s）分別為強度和應(yīng)力的概率密度函數(shù)，因為滾動體的強度服從威布爾分布，應(yīng)力服從正態(tài)分布，所以，強度S的概率密度函數(shù)為應(yīng)力s的概率密度函數(shù)為強度S的累積分布函數(shù)為式中，β為形狀參數(shù)S為位置參數(shù)θS為尺度參數(shù)。對式（6）取積分下限為S 0，積分得零件的失效概率為式（10）的積分有專用數(shù)表，可以根據(jù)β、A =來查取零件可靠度由式（10）可知，欲求得滾動體的失效概率P f，關(guān)鍵是確定應(yīng)力分布參數(shù)σ和強度分布參數(shù)β，3應(yīng)力和強度分布的參數(shù)估計   
    3、回轉(zhuǎn)支承的可靠性計算實例一門座起重機回轉(zhuǎn)支承，分析其可靠度R ，計算原始數(shù)據(jù)為：起重機工作級別A 7，起重量20t ，工作幅度18～45m.根據(jù)常規(guī)設(shè)計計算方法，計算出回轉(zhuǎn)支承裝置的受力：總垂直力V =2381kN 總水平力H s.根據(jù)設(shè)計資料得到最大應(yīng)力為S 9.59MPa ，應(yīng)力均值及標準差分別為（取C知：σ=306.99MPa.計算可靠度，取形狀參數(shù)β=1.1，由式（19）、（20）求出S 5結(jié)語本文討論了起重機滾動軸承式回轉(zhuǎn)支承的接觸疲勞可靠性，采用應(yīng)力─強度干涉模型得出了回轉(zhuǎn)支承的失效概率P f，進而得到了可靠度R.本文所建立的方法不但可用于滾動軸承式回轉(zhuǎn)支承的可靠性評價，而且可根據(jù)給定的目標可靠度[ R]與R的比較，修改回轉(zhuǎn)支承的尺寸以達到可靠性設(shè)計的目的。如本文計算結(jié)果為R =99 .42 ，而目標可靠度[ R]為99 ，說明設(shè)計尺寸稍偏大，可適當修改設(shè)計尺寸，以達到[ R] =99 的要求。
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