【回转支承及其连接螺栓的选型计算】在机械系统中，回转支承作为一种关键的旋转支撑部件，广泛应用于起重机、塔吊、挖掘机、自动化设备等重型机械中。其主要作用是实现结构件之间的旋转运动，同时承受较大的轴向力、径向力以及倾覆力矩。为了确保系统的安全性和稳定性，回转支承及其连接螺栓的选型和计算至关重要。

一、回转支承的选型原则

回转支承的选型应综合考虑以下几个方面：

1. 负载条件：包括轴向载荷、径向载荷和倾覆力矩。这些载荷的大小直接影响回转支承的尺寸和类型选择。

2. 运行速度：高速运转时，需选择具有高精度和低摩擦特性的回转支承，以减少磨损和发热。

3. 工作环境：如温度、湿度、粉尘、腐蚀性介质等因素会影响材料的选择和密封方式。

4. 安装空间：根据设备的结构布局，合理选择回转支承的外形尺寸和安装方式。

5. 使用寿命要求：根据设备的使用频率和维护周期，选择合适的材质和润滑方式。

常见的回转支承类型有单排球式、双排球式、三排滚柱式等，不同类型的支承适用于不同的载荷和工况。

二、连接螺栓的选型与计算

连接螺栓在回转支承与机架或旋转体之间起到固定和传递载荷的作用，其强度和可靠性直接关系到整个系统的安全性能。

1. 螺栓的选型依据

- 材料选择：通常采用高强度合金钢（如40Cr、35CrMo、20CrMnTi等），以满足抗拉强度和疲劳强度的要求。

- 螺纹规格：根据连接部位的结构和受力情况，选择合适的公称直径和螺距。

- 防松措施：为防止螺栓在振动或交变载荷下松动，可采用弹簧垫圈、锁紧螺母、胶粘剂等防松方式。

2. 螺栓的受力分析

在回转支承连接部位，螺栓主要承受以下几种载荷：

- 预紧力：通过拧紧螺栓产生的初始夹紧力，用于防止连接面发生滑移。

- 外部载荷：包括轴向力、径向力和扭矩等，需根据实际工况进行计算。

- 疲劳载荷：长期交变载荷可能导致螺栓发生疲劳断裂，因此需要进行疲劳强度校核。

3. 螺栓的强度校核

螺栓的强度校核主要包括：

- 拉伸强度：计算螺栓在最大拉力下的应力是否小于其屈服强度。

- 剪切强度：对于承受剪切力的螺栓，需校核其剪切应力是否符合设计要求。

- 疲劳强度：根据螺栓的受力循环次数和载荷谱，进行疲劳寿命估算。

三、选型计算流程

1. 确定载荷参数：包括轴向力、径向力、倾覆力矩等。

2. 选择回转支承型号：根据载荷和转速，初步选定合适的回转支承类型和尺寸。

3. 校核回转支承承载能力：验证所选支承是否能满足实际工作条件下的强度和刚度要求。

4. 设计连接螺栓方案：根据回转支承的安装结构，确定螺栓的数量、位置、规格及预紧力。

5. 进行螺栓强度计算：对每个螺栓进行拉伸、剪切及疲劳强度校核。

6. 优化设计：根据计算结果调整螺栓布置或更换更高强度的材料，确保整体连接的安全性和可靠性。

四、结论

回转支承及其连接螺栓的选型与计算是一个系统工程，涉及机械设计、材料力学、强度分析等多个领域。合理的选型和精确的计算不仅能够提高设备的运行效率和使用寿命，还能有效降低故障率和维护成本。在实际应用中，建议结合具体工况和标准规范进行详细分析，必要时可借助专业软件进行仿真验证，以确保设计的科学性和可靠性。