接触网检修作业车作业平台回转支承的选型计算及设计

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１ 前
言
台 和立柱 两 大部分组 成 ， 中立柱 用螺 栓和 下部 的 回 其 转机构 连接 ， 其实 现 回转 功能 。 使
２ １ 回转机构 的组成 ．
随 着 电气 化铁 路 的出现 ， 接触 网检修作 业车也 应 运 而生 。接触 网检 修 作业 车是 一种 综 合 了接触 网初
始架设和 日常检修作业 ， 并可兼做动力牵引车为一体 的施工作业车辆。利用车上所安装的作业平台进行 施工作业是该车的一项重要功能 ， 以为其设计适合 所 的作业平台成为重 中之重 ， 作业平台不但要具备升降 功能， 而且要 能 随作业 范 围 的不 同进 行 旋转 ， 为实 现
能力是 这 四种 回转支 承 中最 强 的一种 ， 常用于 较大直 径 和较 大承载 能力 的大 型工程 机械上 。
极限载荷， ； 为起升动载系数 ； 。 Ｎ Ｆ 为作用在平 台 上 的回转离 心力 ， Ｆ Ｎ； 为 作 用 在 重 物 上 的 风 力 ， Ｎ； Ｇ 为升 降平 台的重力 ， Ｇ Ｎ；，为升 降 平 台前 端最 大额
２ ２ 回转支 承装置 的分类 及特点 ．
转机构是作业平台的重要组成部件 ， 在回转机构的设 计 中 回转支 承的设 计又 是其 中最为 重要 的一部分 ， 回 转支承 的设计是否合理 ， 将直接影响作业平台作业 的 效率和可靠性 ， 接触网作业车示意图， 如图 １ 所示。
回转支 承装置 主要 有 柱 式 和滚 动 轴 承 式两 种 类 型 。柱 式 回转支承 结构简 单 、 造方便 、 于维 护 ， 制 便 常 用于悬 挂式 液压挖 掘 机 等工 程 机 械 上 。滚 动轴 承 式
的回转支承结构较为紧凑、 承载能力相对柱式回转支
承较 大 、 尺寸 较小 、 轴承 内部摩擦 阻力 较小 ， 这使其 寿 命 得 到大 幅度 的延 长 ，广 泛 地 应用 于大 中型 的起 重 机械设 备上 。下面 针对 滚 动 轴 承式 的 回转支 承滚 动
１ 接触 网检修车作业平台 ． ２ 作业平台的下部 回转机构 ．
一
回转支承装置 的静态容量通常按作业平 台静 载 试验 工况进 行计 算 ， 时 不计 风 力 ， 考 虑 １５ 试 此 仅 ２％ 验 载荷时 的最大 工作载 荷 ， 水平 载荷 较小 ， 略不计 。 忽
故其 大小 为 ：
＝
１２ （ １ Ｇ ） Ｇ ＋ １ ．５ Ｇ ＋ ３ ＋ ２Ｆ ＋
＝
ห้องสมุดไป่ตู้
业平 台采用单排四点接触球式 回转支承。
４ 单排 四点接触球式 回转支承 的选型计算
４ １ 回转支 承装 置 的载荷计 算 ． 滚 动轴 承 回转支 承受力 简 图 ， 图 ２所示 。 如
●ｒ ｌ ｌＦ ｄ＃ Ｉ ｉ 啊 Ｉ Ｉ ｊ
４ １５ Ｎ ・ 。 ３２ （ ｍ）
＝
（） ５ （） ６
１ ２ ＧＲ＋ ２ｂ Ｆ Ｌ ． ５ ３ Ｇ Ｌ － １１
由设 计要 求 回转 升降 台前 端最 大 载荷 ３０ ｇ 平 ０ｋ ，
承载能力和实际的工作环境 ， 接触网检修作业车的作
台回转中心最大载荷 １０ ｋ ， ００ ｇ 回转速度 ≤１５／ ｉ， ． ｒｍｎ 升降速度 ￣ ｍ ｍｎ ＜ ／ｉ ３ 。计算得垂直力 ＝ ５０ Ｎ 力矩 ５ ８０ ；
设计与 制值
・
机械 研 究 与应 用 ・
为升 降平 台前 端 的极 限载 荷 ， Ｆ Ｎ； 为升 降平 台后 端
径 的钢球 是 为 了满 足 不 同方 向 ， 以及 不 同 的受 力 大 小， 由于滚 道 相互 间接 触 压 力角 较 大 ， 以 能承 受较 所
大的倾覆力矩和轴 向载荷 ， 适用 于中型工程机械上； ③单排交叉滚珠式 回转支承的滚动体呈圆锥形或圆 柱形 ， 相邻两滚动体轴线呈交叉 排列和线接触式 ， 所 以它能传递不同方向的载荷。这种 回转支承的优点 是 承载 能力 较高 、 配较 为 紧凑 ； 点是价 格较高 ， 装 缺 安 装和维护较为不便 ； ④三排滚柱式 回转支承的滚道互 不 连接 ， 下两排 滚柱 呈平行 排列 且与第 三排滚 柱垂 上 直， 能承受 较大 的轴 向力 、 向力 和倾覆 力矩 ， 径 其承载
设 计 与 制 造
・
机 械 研 究 与应 用 ・
接 触 网检 修 作 业 车 作 业 平 台 回转 支承 的选 型计 算 及 设 计
武 政 ， 宝霞 ， 立 岗， 张 寸 吴 强
（ 兰州交通 大学 机 电工程学院， 肃 兰州 ７ ０ ７ ） 甘 ３０ ０
摘
要 ： 绍 了接 触 网检 修 作 业 车 回转 装 置 及 回 转 支 承 的相 关结 构 特 征 ， 过 几 种 回 转 支 承 结 构 的 对 比 ， 择 较 为 合 介 通 选
４２ 确 定滚 动轴承 式 回转支承 的型 号 ． 常用 的滚动轴 承式 回转 支 承 的 系列 和 结 构性 能
可通过查阅《 机械设计手册》 中的回转支 承来选取合
适 的型号 。还要 根据设计 要求 、 主要 工作 条件 以及联
结 方式确 定其结 构形式 。
Ｉ
础
－
Ｆ ．
ｌ
图 ｌ 接触网检修作业车
２ 作 业平台的组成及 结构
接触网检修作业车的作业平台 由顶部 的工作平
收稿 日期 ：０ １ １ － ４ ２１－ １２
作者简 介： 武
政 （９ ４ ）男 。 １８ 一 ， 内蒙古乌兰察布人 ， 在读硕士 ， 研究方 向： 车料零 部件设计理论及应用。
・
９ ・ ７
定载荷 ， Ｆ Ｎ； 为 Ｇ 质 量引起 的 回转离 心力 ， 为 Ｎ；
Ｇ 质量引起的回转离心力 ， ； 。 ， Ｎ Ｆ 为作用在升降平 台
的风 载荷 ， 为齿 轮 的螺旋 角 ， 。 ； Ｂ Ｎ； （ ） Ｆｈ 为驱 动 小齿
轮与 大齿 圈的啮合 力 ， 其 大小 为 ： Ｎ，
这一 功 能 ， 一 套合 理 的 回转机 构 成 为关 键 ， 回 设计 而
回转机 构 由回转支 承和 回转 驱动 两部分 组成 ， 回
转支承装置的作用是在作业平台实现 回转运动 的过 程中为作业平台提供稳定 、 可靠 的支承， 并将作业平 台所承受的载荷和其 自 重载荷传递给车体固定部分。 回转驱动装置的作用是驱动作业平 台的 回转部分使 其实 现平 稳 、 匀速 的 回转 ， 般 由电动 机 、 压 马 达 、 一 液 减速机 等几部 分组合 而成 。
体的形状 和排列方式进行对 比选择… ： 接触球式 ① 单排 四点 回转支承 是 由两 个座 圈组成 ， 其滚 动体 为 圆 球形 ， 因其为球面接触 ， 以该 回转支承既能承受径 所
向力 ， 又能 承 受 轴 向力 ，适 用 于 各 种 中小 型 工 程 机 械； ②双排角接触球式 回转支承一般 由 ３个座 圈组 成 ， 遍采 用开放 式装 配 ， 其 座 圈 内有 两 排 不 同直 普 在
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４２ １ 回转支承 当量载 荷计算 ．．
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其 中 ： 为齿 轮传 递 的扭 矩 ， ・ Ｄ 为 大 齿 圈 Ｎ ｍ； 的分度 圆直径 ， 为齿 轮 的压力 角 ， ２。 ｍ； ＝ ０ 。
３ 回转支承装置 的选择
在对 上 述柱式 和滚 动轴 承式 回转支 承对 比中 ， 考 虑 其各 自特 点 和所 需 的 回转支 承 具 体运 用 的 实 际条 件， 选用 滚动 轴 承式 回转支 承作 为其 回转 支承 。
理的回转支承形式 ； 并根据接触 网检修作 业车作业平 台的不 同工况进行 了相 应的载荷计算 ， 最终确定 了回转
支承 的 型 号 。
关键 词 ： 回转装置 ； 回转 支承 ； 结构特征 ； 选型计算 中图分类号 ：Ｈ ２ Ｔ １３ 文献标识码 ： Ａ 文章编号 ：０７ ４ １ （０ ２ ０ — ０ ７ ０ １０ — ４ ４ ２ １ ） １ ０９ — ３
必须指出， 在确定 回转支承装置动态容量计算载
荷时， 要选取最 不利 的工况 。
在滚动轴承式回转支承中， 单排四点式回转支承 因其滚动体均可承受载荷 ， 且静容量与其它形式相比 较大 ， 虽然 动容 量较单 排交 叉滚 柱式 的 回转支 承较小 些， 但也 能适 应 中小 型工 程机 械工作 条件 。 通过对 比 ， 结合 接触 网检修 作业 车的作业 平 台的