Подшипники роликовые радиальные ART
Подшипники роликовые радиальные ART: технические характеристики, конструктивные особенности и применение в электротехнике
Подшипники роликовые радиальные с короткими цилиндрическими роликами, производимые под маркой ART, представляют собой высоконадежные узлы трения, предназначенные для восприятия значительных радиальных нагрузок. Их конструкция, соответствующая международному стандарту ISO 15:2011 (тип N, NU, NJ, NUP и др.), оптимизирована для работы в условиях высоких скоростей вращения и требовательных режимов эксплуатации, характерных для электротехнического и энергетического оборудования. Отличительной чертой продукции ART является строгий контроль качества на всех этапах производства, использование высоколегированных сталей и современных технологий термообработки, что обеспечивает стабильный ресурс и минимальный уровень шума и вибрации.
Конструкция и типы подшипников ART
Основу конструкции радиального роликового подшипника ART составляет сепаратор, удерживающий заданное количество цилиндрических роликов, которые катятся по дорожкам качения наружного и внутреннего колец. Ключевым преимуществом цилиндрических роликов по сравнению с шариками является увеличенная площадь контакта, что прямо пропорционально повышает грузоподъемность. В зависимости от исполнения, кольца могут иметь бурты (бортики) для фиксации роликов в осевом направлении.
- Тип NU: Внутреннее кольцо имеет два бурта, наружное – без буртов. Способен воспринимать только радиальные нагрузки и допускает осевое смещение вала относительно корпуса в обе стороны, что позволяет компенсировать тепловое расширение.
- Тип N: Наружное кольцо имеет два бурта, внутреннее – без буртов. Аналогично типу NU, воспринимает радиальные нагрузки и допускает осевое смещение.
- Тип NJ: Наружное кольцо без буртов, внутреннее кольцо с двумя буртами и одним съемным упорным бортом (направляющим фланцем). Может ограничивать осевое перемещение вала в одном направлении.
- Тип NUP: Конструкция, позволяющая фиксировать вал в обоих осевых направлениях. Состоит из внутреннего кольца с двумя буртами, одного съемного упорного борта и наружного кольца с буртом.
- Предельная частота вращения указана для смазки маслом. При использовании пластичной смазки значение может быть ниже.
- Электродвигатели и генераторы средней и большой мощности: Устанавливаются на валу ротора со стороны, противоположной приводному концу (как правило, тип NU или N для обеспечения свободного теплового расширения вала). Высокая радиальная грузоподъемность позволяет выдерживать магнитные силы одностороннего притяжения, особенно в мощных асинхронных двигателях.
- Турбогенераторы и турбоприводы: Вспомогательные агрегаты, вентиляторы охлаждения.
- Насосное оборудование: Циркуляционные, питательные, конденсатные насосы электростанций. Требуется обеспечение точного радиального позиционирования вала.
- Вентиляторы и дымососы котельных установок: Работа в условиях запыленности и повышенных температур.
- Редукторы и мультипликаторы: В качестве опор быстроходных, промежуточных и тихоходных валов.
- Пластичные смазки (консистентные): Литиевые, комплексные литиевые, полимочевинные. Требуют периодического пополнения через пресс-масленки. Интервал замены зависит от условий работы (температура, скорость).
- Жидкие смазки (масла): Циркуляционная или картерная система смазки. Обеспечивает лучшее охлаждение подшипникового узла и удаление продуктов износа.
Материалы и технологии производства
Подшипники ART изготавливаются из подшипниковой стали марки SHХ-15 или ее аналогов, с содержанием углерода около 1% и хрома 1.5%. После механической обработки заготовки проходят объемную сквозную закалку с последующим низкотемпературным отпуском, что обеспечивает высокую твердость (60-65 HRc) и износостойкость дорожек качения и тел качения. Сепараторы, как правило, изготавливаются из штампованной стали (стальные, массивные) или латуни, что обеспечивает высокую механическую прочность и стойкость к динамическим нагрузкам. Для особых условий эксплуатации предлагаются подшипники с сепараторами из полиамида, армированного стекловолокном.
Ключевые технические параметры и маркировка
Маркировка подшипников ART следует международной системе обозначений. Основные параметры включают внутренний диаметр (d), наружный диаметр (D), ширину (B) и базовую динамическую (C) и статическую (C0) грузоподъемность. Динамическая грузоподъемность – это постоянная радиальная нагрузка, которую подшипник может выдержать в течение расчетного срока службы в 1 миллион оборотов. Статическая грузоподъемность – нагрузка, при которой в самом нагруженном контакте возникают остаточные деформации, суммарно не превышающие 0.0001 от диаметра тела качения.
| Обозначение | d, мм | D, мм | B, мм | Динамическая грузоподъемность C, кН | Статическая грузоподъемность C0, кН | Предельная частота вращения, об/мин* |
|---|---|---|---|---|---|---|
| ART NU 206 ECP | 30 | 62 | 16 | 36.5 | 23.2 | 13000 |
| ART NU 210 ECP | 50 | 90 | 20 | 61.8 | 38.0 | 9000 |
| ART NU 215 ECP | 75 | 130 | 25 | 96.0 | 61.8 | 7000 |
| ART NU 220 ECP | 100 | 180 | 34 | 148 | 102 | 5600 |
Применение в электротехнической и энергетической отрасли
В энергетике надежность вращающихся узлов является критически важным фактором. Подшипники ART радиальные роликовые находят применение в следующем оборудовании:
Монтаж, смазка и обслуживание
Правильный монтаж определяет ресурс подшипника. Установка должна производиться с соблюдением соосности вала и посадочного отверстия в корпусе. Посадка внутреннего кольца на вал, как правило, осуществляется с натягом, наружного кольца в корпус – с небольшим зазором для обеспечения возможности осевого перемещения. Для нагрева подшипников перед посадкой рекомендуется использовать индукционные нагреватели, исключая прямой нагрев открытым пламенем. Смазка является обязательным условием работы. В энергетике распространено два метода:
Контроль состояния подшипника в процессе эксплуатации осуществляется путем измерения вибрации, температуры и анализа акустических шумов. Резкий рост вибрации в высокочастотном диапазоне часто свидетельствует о начале разрушения рабочих поверхностей.
Преимущества и сравнительные особенности
По сравнению с шарикоподшипниками, роликовые подшипники ART имеют более высокую радиальную грузоподъемность (при тех же габаритах), но не предназначены для восприятия осевых нагрузок (за исключением некоторых модификаций, способных воспринимать незначительную осевую нагрузку). В сравнении с коническими роликоподшипниками, цилиндрические обладают меньшим моментом трения и более высокой предельной частотой вращения, но не регулируются и не фиксируют вал осево (кроме типа NUP). Выбор в пользу подшипников ART оправдан в узлах с преобладающей радиальной нагрузкой, где требуется максимальная долговечность и минимальные потери на трение.
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
Чем отличаются подшипники серии ECP от других серий ART?
Суффикс ECP в маркировке подшипников ART указывает на исполнение с сепаратором из полиамида, армированного стекловолокном. Такие сепараторы обладают малым весом, хорошими демпфирующими свойствами, отлично работают при высоких скоростях и в условиях недостаточной смазки. Они менее чувствительны к перекосу, но имеют ограничения по максимальной рабочей температуре (как правило, до +120°C).
Можно ли использовать подшипник типа NU для осевой фиксации вала?
Нет, подшипники типов NU и N не предназначены для восприятия осевых нагрузок и осевой фиксации. Их конструкция специально разработана для обеспечения возможности осевого смещения одного из колец, что необходимо для компенсации теплового удлинения вала. Для двусторонней осевой фиксации следует применять тип NUP или пару подшипников NJ с упорным буртом.
Как правильно выбрать посадки для подшипников ART в электродвигателе?
Для вала электродвигателя стандартной серии, как правило, применяется посадка внутреннего кольца k6 (натяг). Для наружного кольца в чугунном или стальном корпусе, при отсутствии осевых нагрузок и необходимости свободного перемещения для компенсации расширения, рекомендуется посадка H7 (зазор). В ответственных высокоскоростных агрегатах необходимо руководствоваться расчетами и рекомендациями производителя двигателя.
Каков расчетный ресурс подшипников ART и от чего он зависит?
Номинальный расчетный ресурс L10 (в часах) определяется по формуле, учитывающей базовую динамическую грузоподъемность (C), эквивалентную динамическую нагрузку (P) и показатель степени (p=10/3 для роликовых подшипников). L10h = (10^6 / (60 n)) (C / P)^p. Фактический ресурс сильно зависит от реальных условий: чистоты смазочного материала, точности монтажа, уровня вибраций, температурного режима. При идеальных условиях ресурс может многократно превышать расчетный.
Какие существуют аналоги подшипников ART на рынке?
Продукция ART является аналогом подшипников мировых брендов, таких как SKF (Швеция), FAG/INA (Германия), NSK/NTN (Япония), а также отечественных производителей, соответствующих ГОСТ 8328-75. При замене необходимо сверять не только основные размеры, но и тип (NU, NJ и т.д.), класс точности, конструкцию сепаратора и материал.
Как отличить подшипник с бортом от упорного борта?
Борт (бурт) – это неразъемная часть кольца подшипника, отлитая/выточенная вместе с ним. Упорный борт (фланец) – это съемное кольцо, которое поставляется отдельно и надевается на внутреннее или наружное кольцо. В маркировке подшипника типа NUP наличие съемного упорного борта подразумевается конструктивно.
Заключение
Подшипники роликовые радиальные ART представляют собой технически совершенные изделия, отвечающие высоким требованиям современной электротехники и энергетики. Их корректный выбор, основанный на анализе типа нагрузок, скоростного режима и условий эксплуатации, а также профессиональный монтаж и систематическое обслуживание являются залогом длительной и безотказной работы критически важного оборудования. Понимание конструктивных особенностей различных типов (NU, N, NJ, NUP) позволяет инженерам и специалистам по обслуживанию оптимально проектировать узлы и оперативно решать вопросы, связанные с ремонтом и заменой.