因断齿而使回转支承早期失效的根本原因是什么呢 ? 透过下列现象不难发现问题的本质之所在:在过去的几年年里 , 鑫达回转支承厂共为各类主机配套回转支承几万余套 , 除挖掘机行业外 ,仅有一起回转支承断齿记录 , 而且是发生在晚期。当然 , 挖掘机的工况较塔机、汽车起重机等其它大部分使用回转支承的主机工况要恶劣 , 其回转速度较快 , 冲击负荷也较大 , 断齿的可能性相应地也大些 , 这是不争的事实。因此 , 挖掘机用回转支承的齿轮模数较同一滚道直径的其它主机用回转支承要大一挡 , 而且是硬齿面 (一般在 HRC47～58 之间选取) , 基本可满足挖掘机对回转支承齿轮的要求。虽然统计资料表明挖掘机用回转支承早期断齿的概率大于其它主机 , 但也仅限于极少的二、三种挖掘机上 , 大部分机种极少有回转支承早期断齿事故发生。
从我们掌握的资料分析 , 国内外绝大多数 20～22t 级的挖掘机使用的回转支承齿轮模数都为10mm (或径节 = 215) , 热处理和精度等级基本一致。国产挖掘机回转支承齿轮一般采用标准齿高和标准压力角 , 其周向许用力 P 可按齿轮常规方法计算。如齿宽 b = 80mm , 模数 m = 10mm , 齿数 z =100 , 内啮合 , 材质 50Mn , 其齿轮许用圆周力约为 P = 106kN , 此数值能够满足该吨级挖掘机对回转支承齿轮的负荷要求 , 但在该级别中个别机型出现的回转支承早期断齿率却高达 2 % , 而其它同吨级的绝大部分机型无此现象发生。通过对多起早期断齿实物的分析发现 , 大部分断齿发生在沿齿宽方向的上半部 , 一半以上的断裂面与轮齿的上端面相交 , 并成 45° ～60° 左右的夹角 , 即使全齿脱落其裂纹也是自上而下扩张所致。齿轮受挤压而产生的塑性变形也相当明显 , 且上部较下部严重得多 , 整圈齿槽宽都有不同程度变化 ,从下至上、从根至顶齿槽宽递增。我们认为造成挖掘机回转支承早期断齿的作用力并非是周向回转驱动力 , 而是与之啮合的小齿轮所施加的径向挤压力 , 且挤压时小齿轮的轴线与回转支承齿轮轴线不平行。该力产生于挖掘工况地面对挖掘斗的反作用力 , 由于回转支承有间隙 , 与回转支承内外圈分别连接的上下两部分 , 在倾覆力矩的作用下将发生回转支承通过挖掘机大臂的轴向剖面上的相对倾斜 , 同时产生沿回转支承径向与大臂反方向的相对位移 , 位移量与回转支承径向间隙相当。因与回转支承啮合的小齿轮安装在大臂的相反方向 , 当两者齿侧间隙过小时 , 位移尚未完成 , 小齿轮便压上大齿轮。在这种情况下 , 本应由回转支承滚道承受的负荷却由齿轮担当了。由于小齿轮是悬臂安装 , 原本倾斜的轴线在挤压力的反作用下进一步加剧 , 致使作用在大齿轮上的挤压力集中在齿宽的上部。开始时齿轮由塑性变形来补偿齿侧间隙的不足 , 随着回转支承滚道的进一步磨合 , 其径向间隙渐渐加大 , 而变形量却是有限的。通过受力分析可以看出: 小齿轮对大齿轮的挤压力是地面对挖掘斗的反作用力的几倍甚至十几倍 , 并且作用在齿廓上的力将被再一次放大 , 压力角越小放大系数越大 , 这一经过两次放大的力足以造成大小齿轮断齿。以上分析的结论与断齿现象是吻合的。