Подшипники шариковые 100х140 мм
Подшипники шариковые радиальные однорядные 100×140 мм: технические характеристики, применение и подбор
Подшипники качения с посадочными размерами 100 мм (внутренний диаметр d) x 140 мм (наружный диаметр D) представляют собой стандартизированные узлы, широко применяемые в тяжелом промышленном оборудовании. Данный типоразмер относится к среднетяжелой и тяжелой серии, что определяет его высокую грузоподъемность и использование в ответственных механизмах с значительными радиальными и умеренными осевыми нагрузками. В рамках данной статьи рассматриваются преимущественно наиболее распространенные радиальные однорядные шарикоподшипники, хотя указанные габариты могут встречаться и в других типах (роликовых, упорных).
Конструкция и маркировка
Типовой шариковый радиальный подшипник 100×140 мм состоит из следующих элементов:
- Внутреннее кольцо – устанавливается на вал с посадкой имеющей натяг (обычно k6, js6).
- Наружное кольцо – монтируется в корпус с посадкой, часто переходной или с небольшим зазором (H7).
- Сепаратор – центрирует и удерживает тела качения. Изготавливается из штампованной или машинно-обработанной стали, латуни, а также полиамида. Для тяжелых условий эксплуатации предпочтительны металлические сепараторы.
- Шарики – тела качения, изготавливаемые из высокоуглеродистой хромистой стали (например, ШХ15) с высокой степенью чистоты поверхности и твердостью.
- Защитные устройства – могут быть открытыми (без уплотнений), с односторонним или двухсторонним металлическим защитным шайбами (ZZ, 2Z), либо контактными уплотнениями из синтетического каучука (RS, 2RS).
- Точные значения C и C0 необходимо уточнять по каталогам конкретного производителя.
- Электродвигатели и генераторы средней и большой мощности (от сотен кВт до нескольких МВт) – как опорные подшипники вала ротора.
- Насосное оборудование (центробежные, поршневые насосы) – для поддержки вала рабочего колеса.
- Редукторы и зубчатые передачи – в качестве опор быстроходных и тихоходных валов.
- Вентиляторы и дымососы большой производительности.
- Оборудование для транспортировки материалов (роликоопоры конвейеров, шнековые транспортеры).
- Усталостное выкрашивание – характерные чешуйчатые отслоения на дорожках качения. Естественный износ при длительной работе под нагрузкой.
- Задиры и заедание – результат недостатка смазки, несоосности валов или перегрузки.
- Коррозия и загрязнение – попадание абразивных частиц или влаги из-за неэффективного уплотнения.
- Деформация и сколы – следствие неправильного монтажа/демонтажа, ударных нагрузок.
- Электрическая эрозия – образование кратеров и канавок на кольцах из-за прохождения токов утечки через подшипник.
Основное обозначение по ГОСТ 8338-75 или ISO 15: для подшипника с основными размерами d=100 мм, D=140 мм и шириной B=25 мм – это 320. Однако, в зависимости от серии по ширине и конструктивных особенностей, встречаются и другие обозначения. Критически важно учитывать полную маркировку, которая включает серию по ширине, тип, конструктивные особенности и класс точности.
Основные типы и серии по грузоподъемности
Для размера 100×140 мм стандартизировано несколько серий по ширине и грузоподъемности. Ширина (B) является третьим ключевым размером.
| Обозначение (пример) | Серия по ширине | Ширина, B (мм) | Серия по грузоподъемности (диаметру) | Динамическая грузоподъемность, C (кН), примерная* | Статическая грузоподъемность, C0 (кН), примерная* | Назначение |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 320 | Нормальная (2) | 25 | Средняя (3) | 95-105 | 60-70 | Универсальное, наиболее распространенное исполнение. |
| 420 | Уширенная (4) | 33 | Средняя (3) | 120-135 | 75-85 | Для повышенных радиальных нагрузок. |
| 1520 | Нормальная (2) | 25 | Легкая (1) | 70-80 | 45-50 | Для умеренных нагрузок, где критична масса или стоимость. |
Материалы и условия эксплуатации
Стандартные подшипники изготавливаются из подшипниковой стали (например, 100Cr6 по DIN, SUJ2 по JIS). Для работы в агрессивных средах (высокая влажность, химические пары) применяются подшипники из нержавеющей стали (например, AISI 440C). Для повышенных температур (свыше 120-150°C) используются сепараторы из специальных материалов (латунь, текстолит) и стабилизированные термообработкой кольца. Предельная частота вращения для подшипника 320 с металлическим сепаратором составляет порядка 6000-7000 об/мин (масляная смазка), с полимерным сепаратором или уплотнениями – на 20-30% ниже.
Сфера применения в энергетике и тяжелой промышленности
Подшипники данного типоразмера находят применение в механизмах со средними и высокими нагрузками:
Монтаж, демонтаж и смазка
Правильный монтаж критичен для долговечности подшипника. Для установки на вал диаметром 100 мм рекомендуется нагрев подшипника в масляной ванне до 80-100°C (индукционный нагрев предпочтительнее) и запрессовка с усилием, приложенным к внутреннему кольцу. Демонтаж осуществляется с помощью съемников (съемные лапы за наружное кольцо запрещены). Смазка может быть пластичной (консистентной) или жидкой (масло). Выбор зависит от скорости вращения, температуры и условий эксплуатации. Для уплотненных исполнений (2RS) смазка закладывается на весь срок службы. Для открытых подшипников необходим регулярный регламент смазывания.
| Тип смазки | Диапазон рабочих температур | Частота вращения, макс. | Область применения |
|---|---|---|---|
| Литиевый консистентный смазочный материал (NLGI 2) | -30°C … +110°C | До 5000 об/мин | Универсальное применение, электродвигатели общего назначения. |
| Синтетическое масло (ISO VG 68) | -40°C … +150°C | До 7000 об/мин | Редукторы, высокооборотные насосы, системы с централизованной смазкой. |
| Полимочевинная или комплексная кальциевая консистентная смазка | -40°C … +160°C | До 4500 об/мин | Высокотемпературные узлы, электродвигатели с частотным приводом. |
Диагностика неисправностей и отказов
Основные причины выхода из строя подшипников 100×140 мм:
Контроль состояния осуществляется методом вибродиагностики, акустического анализа и термометрии. Повышение уровня вибрации в диапазонах, соответствующих частотам вращения сепаратора, наружного и внутреннего кольца, является ранним признаком дефекта.
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
Чем отличается подшипник 320 от 420?
Основное отличие – в ширине (B). Подшипник 320 имеет ширину 25 мм, а 420 – 33 мм. Более широкий подшипник 420 обладает на 25-30% большей динамической и статической грузоподъемностью, но имеет большие массу и стоимость. Он используется при более высоких радиальных нагрузках или когда требуется увеличенный ресурс.
Можно ли заменить открытый подшипник на уплотненный (2RS)?
Да, такая замена возможна и часто практикуется для увеличения интервалов обслуживания и защиты от загрязнений. Однако необходимо учитывать: 1) Уплотненный подшипник имеет несколько меньшую предельную частоту вращения. 2) Внутренний объем заполнен смазкой на весь срок службы, что требует учета температурного диапазона. 3) При замене в узле с жидкой (масляной) смазкой необходимо убедиться в совместимости материала уплотнения с маслом.
Как определить необходимый класс точности?
Для подавляющего большинства промышленных применений в энергетике (электродвигатели, насосы, редукторы общего назначения) достаточен класс точности P0 (нормальный) по ГОСТ или Class 0 по ISO. Классы P6, P5 (Class 6, 5) требуются для высокоскоростных шпинделей, прецизионных станков или особо ответственных механизмов с минимальным уровнем вибрации. Повышение класса точности ведет к значительному росту стоимости.
Что означает маркировка «C3» в обозначении подшипника?
Обозначение «C3» указывает на увеличенный радиальный зазор в подшипнике по сравнению с нормальной группой (CN). Такой подшипник предназначен для работы в условиях, где возникает значительный нагрев и тепловое расширение деталей. Он часто применяется в электродвигателях, редукторах, где вал нагревается сильнее корпуса. Неправильный выбор зазора (установка подшипника с нормальным зазором в «горячих» условиях) может привести к заклиниванию.
Как правильно хранить подшипники данного типоразмера?
Подшипники должны храниться в оригинальной заводской упаковке в сухом, чистом помещении при температуре от +5°C до +25°C и относительной влажности не более 60%. Запрещается хранить подшипники вблизи источников вибрации. Уплотненные подшипники имеют ограниченный срок хранения из-за старения материала уплотнений и смазки (обычно 3-5 лет). Открытые подшипники при правильных условиях могут храниться дольше, но перед установкой после длительного хранения рекомендуется проверить состояние смазки.
Какие аналоги существуют у подшипника 320?
Аналоги зависят от страны-производителя. Основные аналоги: SKF 6320 (Швеция), FAG 6320 (Германия), NSK 6320 (Япония), TIMKEN 320 (США). При замене необходимо сверять не только основные размеры (100x140x25), но и серию по грузоподъемности, тип зазора и класс точности. Полная взаимозаменяемость возможна только при совпадении всех этих параметров.