Подшипники упорные с внутренним диаметром 55 мм
Подшипники упорные с внутренним диаметром 55 мм: конструкция, типы, применение и подбор
Упорные подшипники качения с внутренним диаметром (d) 55 мм представляют собой специализированный класс опор, предназначенных для восприятия осевых нагрузок, действующих вдоль оси вала. Их ключевая функция – фиксация вала в осевом направлении и передача значительных усилий на корпус механизма с минимальными потерями на трение. Внутренний диаметр 55 мм является стандартным и широко распространенным размером, что делает данную группу подшипников востребованной в тяжелом промышленном оборудовании, энергетических установках и транспортных системах.
Конструктивные особенности и принцип действия
В отличие от радиальных подшипников, упорные подшипники сконструированы для работы при чисто осевой нагрузке. Они не предназначены для восприятия радиальных усилий, которые могут привести к их преждевременному разрушению. Базовыми компонентами являются:
- Комплект тел качения: шарики или ролики (цилиндрические, конические, сферические).
- Два кольца: упорное кольцо (садится на вал, имеет посадочный диаметр 55 мм) и опорное кольцо (устанавливается в корпус, имеет больший наружный диаметр).
- Сепаратор: удерживает тела качения на равном расстоянии, обеспечивая равномерное распределение нагрузки.
- Величина и направление осевой нагрузки: Для умеренных нагрузок и высоких оборотов выбирают шариковые подшипники (51111). Для экстремальных нагрузок – сферические роликовые (29311) или цилиндрические роликовые (81211).
- Частота вращения: Шариковые подшипники имеют наивысшие скоростные характеристики. Сферические и цилиндрические роликоподшипники используются при средних и низких оборотах.
- Возможность перекоса осей: При наличии несоосностей, прогибов вала или сложных условий монтажа единственным корректным выбором являются сферические роликоподшипники (серия 292/293).
- Требования к жесткости узла: Наибольшей жесткостью обладают конические роликовые упорные подшипники.
- Условия смазки и обслуживания: Сферические роликоподшипники менее чувствительны к качеству смазки, чем шариковые или цилиндрические. Для необслуживаемых или труднодоступных узлов рассматривают вариант с консистентной смазкой и защитными уплотнениями.
- Энергетика: Опоры вертикальных турбогенераторов и гидрогенераторов, механизмы поворота лопастей гидротурбин, упорные узлы насосов систем охлаждения и питательных насосов.
- Металлургия: Шпиндели клетей прокатных станов, винтовые механизмы подъемных столов, упорные узлы в оборудовании непрерывной разливки стали.
- Горнодобывающая промышленность: Упорные опоры роторов экскаваторов, шнековые передачи, тяжелые редукторы конвейеров.
- Машиностроение: Червячные редукторы (в паре с радиальными подшипниками), вертикальные фрезерные и расточные станки, прессовое оборудование.
Осевое усилие от вала передается через упорное кольцо на тела качения, которые, перекатываясь, передают его на опорное кольцо, закрепленное в станине или корпусе агрегата.
Основные типы упорных подшипников с d=55 мм
1. Упорные шарикоподшипники (серия 511, 512, 513, 514)
Самый распространенный тип для умеренных осевых нагрузок и высоких частот вращения. Состоят из двух шайб и комплекта шариков в сепараторе. Могут быть однорядными (51111 – для действия нагрузки в одном направлении) и двухрядными (например, 52211 – для восприятия двухсторонней осевой нагрузки).
2. Упорные роликоподшипники с цилиндрическими роликами (серия 812, 893)
Обладают значительно большей грузоподъемностью по сравнению с шариковыми за счет линейного контакта. Применяются в низко- и среденооборотных узлах с исключительно высокими осевыми усилиями. Чувствительны к перекосам вала.
3. Упорные роликоподшипники с коническими роликами (серия 913, 914)
Способны воспринимать комбинированную (осевую и небольшую радиальную) нагрузку. Имеют высокую жесткость и применяются в прецизионных тяжелонагруженных узлах, например, в червячных редукторах.
4. Упорные сферические роликоподшипники (серия 292, 293)
Наиболее универсальное и надежное решение для тяжелейших условий эксплуатации. За счет сферической формы дорожек качения и роликов они допускают значительные перекосы вала (до 2-3°), компенсируя монтажные погрешности и прогибы. Обладают максимальной грузоподъемностью среди упорных подшипников.
Таблица основных параметров подшипников с d=55 мм (по ГОСТ/ISO)
| Тип подшипника | Обозначение (пример) | Внутренний диаметр d, мм | Наружный диаметр D, мм | Высота T, мм | Динамическая грузоподъемность C, кН (прибл.) | Ограничение частоты вращения, об/мин* |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Упорный шариковый однорядный | 51111 | 55 | 78 | 16 | 45 | 4000 |
| Упорный шариковый двухрядный | 52211 | 55 | 105 | 38 | 78 | 3000 |
| Упорный роликовый цилиндрический | 81211 | 55 | 90 | 22 | 120 | 2000 |
| Упорный сферический роликоподшипник | 29311 | 55 | 120 | 32 | 220 | 2400 |
*Значения ориентировочные, зависят от условий смазки и охлаждения.
Критерии выбора для применения в энергетике и тяжелой промышленности
Выбор конкретного типа подшипника с внутренним диаметром 55 мм осуществляется на основе комплексного анализа условий работы узла:
Особенности монтажа и эксплуатации
Правильная установка критически важна для долговечности упорного подшипника. Упорное кольцо (с отверстием 55 мм) устанавливается на вал с натягом (посадка h6, js6). Опорное кольцо монтируется в корпус с гарантированным зазором (посадка H7). Обязательным условием является обеспечение плотного прилегания опорных торцевых поверхностей колец к посадочным заплечикам вала и корпуса. Необходима точная параллельность этих поверхностей. При монтаже сферических роликоподшипников допускается несоосность, но осевое закрепление должно быть жестким. Система смазки должна обеспечивать постоянный подвод качественного масла или консистентной смазки в зону контакта, особенно при высоких нагрузках, чтобы предотврастить выкрашивание рабочих поверхностей.
Типичные области применения
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
Чем отличается подшипник 51111 от 51211 при одинаковом внутреннем диаметре 55 мм?
Цифра «2» в третьей позиции обозначения по ГОСТ или ISO указывает на серию ширины. Подшипник 51211 имеет большую высоту (Т) и, как следствие, большую грузоподъемность по сравнению с 51111, при одинаковых посадочных размерах (d=55 мм, D=78 мм). Это позволяет выбрать более грузоподъемный узел без изменения конструкции вала и корпуса.
Можно ли использовать упорный подшипник с d=55 мм для восприятия радиальной нагрузки?
Нет, это категорически недопустимо. Упорные шариковые и роликовые (кроме конических) подшипники не рассчитаны на радиальные нагрузки. Даже незначительная радиальная составляющая приведет к резкому снижению ресурса и аварийному разрушению подшипника. Для комбинированных нагрузок необходимо применять упорно-радиальные подшипники (например, конические роликовые 7211В/7311В) или комбинацию из радиального и упорного подшипников.
Как правильно смазывать упорные сферические роликоподшипники 29311 в условиях высокой запыленности?
В запыленных условиях (например, в горнодобывающем оборудовании) предпочтение следует отдавать консистентной смазке, так как она лучше удерживается в узле и обеспечивает защиту от абразива. Необходимо использовать смазки с высокими механической стабильностью и антикоррозионными свойствами (например, на основе литиевого комплекса). Узел должен быть оборудован эффективными лабиринтными уплотнениями. Плановое пополнение смазки должно осуществляться в соответствии с регламентом, вытесняя из подшипника отработавшую смазку вместе с попавшими загрязнениями.
Что означает обозначение подшипника 81211 TN?
Буквенный суффикс «TN» указывает на материал и конструкцию сепаратора. В данном случае – это сепаратор из полиамида (текстолита), не требующий дополнительной смазки, обладающий хорошими антифрикционными свойствами и бесшумностью работы. Такие сепараторы широко применяются в подшипниках общего машиностроения. Альтернативой может быть суффикс «M» – латунный штампованный сепаратор, более термостойкий и применяемый в высоконагруженных узлах.
Какой зазор должен быть при посадке опорного кольца подшипника 51111 в корпус?
Опорное кольцо упорного подшипника (которое садится в корпус) должно устанавливаться с гарантированным зазором. Это необходимо для того, чтобы под действием нагрузки кольцо могло самоустановиться и равномерно распределить давление по опорной поверхности. Рекомендуемая посадка для корпусного отверстия – H7 (например, Ø78H7). Для самого кольца, которое является наружным, поле допуска обычно h6 или js6. Таким образом, посадка будет H7/h6 или H7/js6, что обеспечивает небольшой зазор.