回转支承是挖掘机上工况最为繁重的核心部件之一。

它承受上部结构的全部载荷——包括驾驶室、发动机、动臂、斗杆和铲斗——并在负载条件下实现平稳的360°回转。

一旦失效,整机即无法继续作业。

本文将系统介绍挖掘机回转支承的工作原理、常见类型、如何在磨损演变为高成本故障前及时识别,以及如何选择合适的替换件。

挖掘机回转支承是什么?

挖掘机剖面示意图,标示回转支承位于底盘与上部平台之间,并注明回转驱动装置位置

挖掘机回转支承——也称为回转轴承、回转支承环,或转盘轴承——是一种大直径回转轴承,水平安装在挖掘机上部结构(上车体)与底盘之间。

它可同时实现三项功能:

  • 承受全部轴向载荷,并支撑上部结构

  • 在挖掘和回转过程中承受径向力

  • 将回转电机的扭矩传递至上部平台,实现回转

与常规轴承不同,回转支承将滚动体、安装孔和齿圈集成于一个紧凑型总成中。

正因如此,上部结构才能在无需额外转轴机构的情况下实现双向连续回转。

挖掘机回转支承的关键部件

回转支承轴承部件爆炸图,展示外圈、内圈、滚动体、滚道和密封件——内齿型

内圈与外圈

轴承套圈采用高强度锻钢制造,通常为 42CrMo 或 50Mn 合金钢,是轴承的结构主体。

两圈上的滚道必须经过精密加工,以确保运转平稳并实现载荷均匀分布。

滚动体

钢球或圆柱滚子位于内外圈之间,用于降低摩擦并承受载荷。

采用钢球还是滚子的选择,取决于具体工况的载荷要求。

密封件

唇形密封或迷宫密封可防止泥浆、水和杂质进入轴承腔体。

对于挖掘机而言,密封完整性至关重要,因为其作业环境在重型机械中属于污染最严重的工况之一。

一体式齿圈

多数挖掘机回转支承设有内齿或外齿,并经过感应淬火处理,以提高耐磨性。

齿圈与回转马达的驱动小齿轮啮合,从而实现回转。

回转支承的工作原理

当操作员启动回转控制时,液压油驱动回转马达运转。

马达带动小齿轮旋转,小齿轮与回转支承上的齿圈齿啮合。

随着小齿轮旋转,整台上部结构即可向左或向右回转。

轴承内部的滚动体在整个回转过程中承载载荷,即使挖掘机在最大工作半径、满斗工况下作业,也能保证平稳转动。

挖掘机回转支承剖视模型,展示内齿与驱动小齿轮的啮合、钢球滚动体及安装螺栓

挖掘机回转支承轴承类型

球轴承与滚子轴承的对比

  • 单排球式回转支承是小型至中型挖掘机最常见的类型。球轴承采用点接触形式,摩擦较小,可实现平稳、高效的回转。其对轴向载荷、径向载荷和倾覆力矩的综合承载能力较强,适用于一般工程作业。

  • 滚子回转支承采用圆柱滚子代替钢球。滚子与滚道之间的线接触,使其承载能力和抗冲击性能显著提升,因此成为大型挖掘机以及拆除、采矿等高冲击工况的优选方案。

  • 三排滚子回转支承用于最大的重载设备。三列滚子分别承受轴向、径向和倾覆力矩载荷的独立载荷,提高各个方向的承载能力。该结构广泛用于载荷要求极高的大型矿山及工程挖掘机。

安装不当引起的套圈变形,是各类产品发生早期失效的主要原因之一。

发表在《Lubricants》(MDPI)的研究表明,即使轻微的椭圆变形,也会显著减小承载接触面积并降低疲劳寿命,这进一步说明了尺寸精度的重要性。

内齿与外齿的对比

  • 外齿回转支承的齿圈布置在外圈外侧。这是最常见的配置,制造和安装都较为简便,广泛应用于大多数小型至中型挖掘机。

  • 内齿回转支承的齿圈布置在内圈内侧。该设计有助于实现更紧凑的回转驱动布局,常用于驱动系统安装在回转支承直径范围内的大型设备。带外齿齿圈的挖掘机回转支承与驱动小齿轮啮合示意图

这类轴承同样广泛应用于起重设备——如果您需要同时评估挖掘机与起重机械的选型要求,我们的起重机回转支承指南起重机回转支承指南可帮助您了解载荷要求与选型标准的关键差异。

挖掘机回转支承需要更换的5个征兆

及早发现磨损,可避免原本简单的维护作业演变为高额故障停机和长时间停机损失。

OSHA将挖掘机回转上部结构与周围物体之间的挤压夹伤界定为一项严重且已明确识别的危险——因此,回转支承维护不仅是机械保养要求,更是安全责任。

请重点关注以下预警信号:

1. 回转过程中出现异常噪声

旋转过程中出现吱响、咔嗒声、磨擦声或有节律的爆裂声,通常是轴承磨损的首要征兆。

若出现按固定间隔重复的有节律敲击声,通常表明发生了压痕——这是由于长期带载、且动臂完全伸出停放所导致的滚道局部变形。

2. 回转不均匀或出现卡滞

如果上部结构在回转时出现迟滞、卡滞或运转不均匀,往往意味着滚动体或滚道已经磨损。

在回转行程的特定位置阻力明显增大,通常指向局部缺陷,例如裂纹或滚道变形区段。

3. 间隙过大或出现摆动

在设备静止状态下,轻轻对上部结构施加侧向推力。

轴向游隙存在一定范围属于正常现象,但若出现明显晃动——尤其是在动臂伸出时——则说明轴承间隙已超过磨损限值。

在严苛工况下,污染引起的磨损可在1,000小时内使滚道间隙增加近1mm。

4. 润滑脂中出现金属颗粒

在常规保养时,应检查注脂嘴处的润滑脂状态。

若润滑脂中出现金属碎屑、颜色发暗或呈砂砾感,通常表明轴承内部正在发生磨损。

洁净的润滑脂应当质地细腻、均匀一致。

一旦发现金属颗粒,说明轴承工作表面已出现劣化,应尽快安排更换。

5. 密封处润滑脂或润滑油泄漏

回转支承密封部位若有润滑脂外泄,表明密封已失效。

密封一旦失效,污染物便会侵入轴承腔体,并显著加速磨损。

发现密封泄漏时,不应拖延处理。

挖掘机回转支承适配性

LILY Bearing 可制造并供应适配多家主流挖掘机品牌的回转支承,包括:

  • Komatsu(PC 系列)

  • Caterpillar / CAT(300 系列)

  • Hitachi(ZX 系列)

  • Hyundai(R 系列)

  • Volvo(EC 系列)

  • Doosan / Develon(DX系列)

  • Kobelco、JCB、CASE、SANY、XCMG等品牌

找不到对应型号?请提供挖掘机型号,或回转支承尺寸(外径、内径、高度、齿轮模数),我们将为您确认适配性,或按您的要求定制生产。

LILY Bearing 挖掘机外齿式回转支承——适用于重型设备的精密加工合金钢回转轴承

如何选择合适的替换回转支承

选购替换件时,最关键的是以下四项:

1. 尺寸精度

外径、内径、高度、螺栓分布圆直径以及螺栓孔数量必须与设备规格完全一致。

配合不良会造成应力集中,显著缩短轴承寿命。

2. 材料与热处理

高品质挖掘机回转支承通常采用 42CrMo 或 50Mn 合金钢,并配合感应淬火滚道

这种材料与工艺组合能够提供足够的表面硬度以抵抗磨损,同时保持韧性芯部,在挖掘和拆除作业中有效吸收冲击载荷。

关于回转支承疲劳寿命的学术研究进一步证实,42CrMo 环件材料配合感应淬火滚道,是重载工况下接触疲劳抗力的行业基准配置。

3. 齿轮规格

齿轮模数、齿数及齿形必须与驱动小齿轮完全一致,才能确保正确啮合。

齿轮参数不匹配会加速回转支承和小齿轮的磨损。

4. 密封系统

挖掘机通常在污染性环境中运行。

应选用配备高强度多唇密封或迷宫式密封的回转支承,以保护滚动体免受灰尘、水分和杂质侵入;这些因素是现场轴承过早失效的主要原因。

如果您在采购挖掘机回转支承的同时,也为悬臂起重机或其他起重设备选型,欢迎参考我们的悬臂起重机轴承指南,其中涵盖了这些应用场景的具体载荷计算方法和选型标准。

延长回转支承寿命的维护要点

规范维护可显著提升使用效果。

据 Kaydon Bearings 统计,高达 96% 的回转支承故障可通过定期维护加以预防。

如需了解适用于各类回转支承的完整维护流程,请参阅我们的回转支承维护完整指南

以下是需要重点关注的四个方面:

滚道润滑

在正常工况下,应每 100 小时对轴承滚道加注润滑脂。

在热带、潮湿或高粉尘环境中,应缩短为每周一次。

加注润滑脂时,应始终使上部结构完整回转 360°,以确保润滑脂在整个圆周内均匀分布。

齿轮润滑

齿轮齿面所需的润滑频次高于滚道。

对于间歇回转工况的挖掘机,应每 8 小时在齿轮啮合点补充润滑脂。

应使用操作手册中规定的润滑脂类型——EP-2 锂基润滑脂是大多数工程机械的标准选择。

螺栓扭矩检查

安装后应在 100 小时以及 500 小时时,分别检查安装螺栓的预紧扭矩。

此后每 1,000 小时检查一次。

如果有 10% 的螺栓发生松动,其余螺栓将承受显著更高的应力,从而加速松动进程,并增加螺栓断裂风险。

密封件检查

每个保养周期都应对密封件进行目视检查。

密封件一旦损坏,及早处理的成本较低。

若不及时处理,失效密封引入的污染可能导致整个轴承报废。

导致早期失效的两种操作习惯:

  • 在不平地面行驶时回转上车体,会使轴承同时承受扭转载荷和垂直载荷,而这并非其设计承载方式。

  • 在带载状态下将动臂全伸并停机,会造成压痕——即滚道局部区域长期承受点载荷。

为何选择 LILY Bearing 的挖掘机回转支承?

LILY Bearing 专注于重型装备用大直径回转支承的研发与制造。

我们的挖掘机回转支承广泛应用于全球建筑、矿山和拆除工况,采用 42CrMo 合金钢制造,滚道经过感应淬硬处理,并可提供标准型及定制型配置。

  • 兼容主流挖掘机品牌的 OEM 替代件

  • 面向非标机型及停产机型的定制制造

  • 发货前进行全面尺寸检验并提供质量认证

  • 提供选型、尺寸匹配及安装技术支持

请提供挖掘机型号或回转支承尺寸,我们将快速为您报价 →

常见问题

挖掘机回转支承的使用寿命有多长?

维护良好且质量可靠的回转支承,通常可使用 8,000 至 20,000 个工作小时,具体取决于工况、维护频率和载荷循环。

在恶劣工况且维护不足的情况下,失效可能明显提前发生。

挖掘机回转支承应多久润滑一次?

在正常工况下,滚道应每 100 小时润滑一次;在潮湿、多尘或高温环境中,应适当加密润滑频次。

齿部需每 8 小时单独润滑一次。润滑时应始终使上部结构完成一整圈 360° 回转。

具体保养间隔请以设备操作手册中的型号要求为准。

回转支承失效有哪些早期征兆?

常见的早期征兆包括:回转过程中出现异常噪声(如咔嗒声、磨擦声或周期性敲击声)、在转动弧线的特定位置出现阻力或卡滞,以及例行保养时润滑脂中出现金属颗粒。

及早发现这些征兆,可避免一般维护问题演变为设备停机故障。

挖掘机回转支承可以更换为其他品牌吗?

可以,但前提是关键尺寸必须一致:外径、内径、高度、螺栓孔节圆直径、齿轮模数以及齿数。

其额定承载能力应与原件相同或更高。

如有疑问,请提供挖掘机型号,我们可协助确认可兼容的替代产品。

如何测量挖掘机回转支承的磨损量?

将挖掘机停放在平整地面上。将百分表固定在静止的下圈上,并使测头接触上部回转圈。

在最大伸距位置举起装载铲斗,然后将动臂提升至最高位置。

百分表读数之差即为当前轴向游隙。应定期记录并进行对比;若数值持续增大,通常表明磨损正在加剧。