第一节
回转支承的概念及应用领域

回转支承又称转盘轴承，是一种特大型轴承，通常内圈或者外圈带有传动齿或无齿，如图1-1所示，与驱动齿轮相啮合以传递转矩和动力，但是在某些场合下也可以不需要轮齿，而仅仅用于实现机械部件之间的相对旋转运动。回转支承是一种转速低、负载重的特殊关键基础部件，其运行速度一般在10r/min以下，回转支承结构尺寸大，一般为0.6～10m。

回转支承目前已经被广泛地应用于工程机械、矿山机械、医疗机械以及其他需要实现相对回转运动的机械中，如挖掘机、起重机、挖泥船、隧道掘进机等，并且逐渐延伸发展到运输机械、军事装备（坦克、雷达）、风机、旋转娱乐设施等相关领域，如图1-2所示。回转支承起到连接上下回转体的作用，类似于机械整机的“腰”，若发生失效或卡死现象，必然带来巨大的安全隐患。对于某些大型海洋平台、盾构机而言，由于所使用的回转支承规格巨大，造价昂贵，需要专门定制，所以一旦产生故障，将会带来停机风险，造成巨大经济损失。

《工程机械行业“十四五”发展规划》中提出：“十三五”期间，工程机械行业企业经济效益、劳动生产率、研发投入强度、数字化智能化成果、绿色发展各项指标得到提升，行业规模得到快速增长，2020年全行业完成营业收入达到7751亿元，同比增长16%，达到历史最高水平，完成了计划的总量规模预期目标；2025年全行业营业收入将达到9000亿元。一方面，工程机械行业规模的持续扩大将促进社会生产的高速提升，但另一方面也存在很大的安全隐患，增大了安全危险系数。近年来机械安全隐患更是屡见不鲜，这些机械事故造成了大量的人员伤亡、恶劣的社会影响以及重大的经济损失，因此防范重大机械安全事故发生是公共安全领域的一项重要组成部分。

回转支承作为此类重大型机械设备完成相互旋转运动的关键基础部件，其生产质量及其工作运转状态良好与否直接关系重大装备和主机产品的工作性能与可靠性。回转支承工作环境通常比较恶劣，工作频率较高，具有重载低速的特点，可以同时承受较大的轴向负载、径向负载以及倾覆力矩，有时其运行过程还会受到较大冲击载荷的作用。此外制造毛坯材料本身也会存在难以避免的初始缺陷，因此极易造成回转支承的损伤，并且在机械设计阶段如果没有全面考虑回转支承的承载问题，就会出现超载现象，引发滚动体碎裂、滚道产生裂纹甚至剥落损伤，影响回转支承的正常工作，导致重大的安全事故；另外由于回转支承的更换或维修耗时较长，维护不便，拆装较难，且拆装费用高，一旦发生故障损伤，造成设备停机，必然影响工程实施，造成巨大的损失。因此，掌握回转支承在工作过程中的损伤发展机制对降低事故发生率、减小人员伤亡以及经济损失有很大帮助。此外，区别于普通小轴承，回转支承在结构尺寸、安装方式以及外部承载等方面与之有较大不同，普通小轴承的研究理论和分析方法不能直接用于回转支承故障机理和损伤分析。目前这一研究领域暂处于空白阶段，亟需进一步完善，这也是回转支承故障诊断和损伤发展成为研究热点的原因之一。 IS9R/G+MIxKNZhsLtRkLBjXV9HJRyjlK+SUlHHkTuMKu3+87CD/PbUpNNpVcfehD