Подшипниковые узлы ISB

Подшипниковые узлы ISB: конструкция, типы, применение и монтаж

Подшипниковый узел ISB (Integral Shaft Bearing) представляет собой готовое к установке устройство, состоящее из корпуса, подшипника качения, системы смазки и уплотнений. Ключевая особенность конструкции — наличие посадочного места под подшипник, интегрированного непосредственно в корпус, что исключает необходимость использования отдельных корпусов (например, типа SN или SD). Данная технология обеспечивает высокую соосность, жесткость и надежность узла, что критически важно для работы электродвигателей, насосов, вентиляторов и другого промышленного оборудования.

Конструктивные особенности и материалы

Конструкция узла ISB является неразъемной. Основные компоненты включают:

Корпус: Изготавливается методом литья из высокопрочного чугуна (марки GG20, GG25) или стали. Имеет монолитную конструкцию с расточкой под наружное кольцо подшипника, монтажные лапы или фланец, а также масленку и дренажные отверстия.
Подшипник: В качестве базового чаще всего используются радиальные шарикоподшипники с глубокими желобами (тип 6000, 6200, 6300 серий) или роликовые подшипники. Подшипник устанавливается в корпус с предварительным натягом, что предотвращает его проворачивание.
Система уплотнений: Включает комбинацию контактных (сальниковые манжеты, грязесъемные кольца) и бесконтактных (лабиринтные) уплотнений. Защищает зону подшипника от попадания абразивных частиц и влаги, а также удерживает смазочный материал.
Система смазки: Предусматривает возможность как консистентной (пластичной), так и жидкой (масляной) смазки. Узел имеет стандартизированные точки для подачи свежей смазки (пресс-масленка) и удаления старой (дренажное отверстие с пробкой).

Типы и обозначения подшипниковых узлов ISB

Классификация осуществляется по типу крепления, виду подшипника и исполнению уплотнений.

По способу крепления:

ISB на лапах (P-base): Крепление к фундаменту через отверстия в лапах корпуса. Наиболее распространенный тип для горизонтальных электродвигателей.
ISB фланцевые (F-base): Крепление через фланец с отверстиями. Применяются в насосах, редукторах, где требуется компактность и соосный монтаж.
ISB с комбинированным креплением (PF-base): Имеют и лапы, и фланец для универсального монтажа.

По типу установленного подшипника:

С радиальным шарикоподшипником: Для нагрузок преимущественно радиального направления.
С радиально-упорным шарикоподшипником: Для комбинированных нагрузок, требуют регулировки осевого зазора.
С цилиндрическим роликоподшипником: Для высоких радиальных нагрузок.
С коническим роликоподшипником (ISB-T): Для значительных радиальных и осевых нагрузок. Требуют точной регулировки.

Таблица выбора узла ISB по типоразмеру и нагрузке (пример)

Обозначение узла	Посадочный диаметр вала, d (мм)	Тип подшипника внутри	Динамическая грузоподъемность, C (кН)	Тип крепления	Масса (кг), примерная
ISB 206	30	6206	19.5	P-base	2.1
ISB 308	40	6308	40.5	P-base	4.5
ISB-F 309	45	6309	52.8	F-base	3.8
ISB-T 32211	55	32211 (конический)	120	P-base	6.7

Сферы применения в энергетике и промышленности

Узлы ISB являются стандартом де-факто для асинхронных электродвигателей мощностью до нескольких сотен киловатт. Их применение обеспечивает:

Электродвигатели: Основная сфера. Узлы устанавливаются на валах ротора со стороны привода (DE) и противоположной стороне (NDE).
Насосное оборудование: Центробежные, шестеренные, поршневые насосы. Фланцевые исполнения (ISB-F) распространены в агрегатах типа «моноблок».
Вентиляторы и дымососы: Работа в условиях запыленности и вибрации требует надежных уплотнений и устойчивости к дисбалансу.
Редукторы и мультипликаторы: В качестве опор быстроходных и тихоходных валов.
Турбомашины малой мощности: Вспомогательные агрегаты энергоблоков.

Процедура монтажа и центровки

Правильный монтаж определяет ресурс узла. Последовательность операций:

Подготовка вала: Проверить посадочную поверхность вала под подшипник на соответствие допускам (обычно k6). Удалить заусенцы, очистить и обезжирить поверхность.
Насадка узла: Нагреть внутреннее кольцо подшипника в узле индукционным или масляным нагревом до 80-110°C. Запрессовать узел на вал до упора в буртик или установочное кольцо. Запрессовывать ударами по корпусу категорически запрещено.
Крепление корпуса: Установить узел на раму или плиту. Закрепить болтами с контролем равномерности затяжки. Для лапевых конструкций использовать регулировочные прокладки под лапами.
Центровка: Выполнить точную центровку валов соединяемых агрегатов (двигатель-насос) с помощью лазерного или индикаторного центровщика. Допустимое радиальное смещение и угловой перекос регламентируются стандартами (например, ISO 8821).
Смазка: Заполнить полость узла смазкой на 1/3 — 1/2 объема (для консистентной смазки). Использовать смазку, рекомендованную производителем, и соблюдать межсервисные интервалы.

Обслуживание и диагностика

Планово-предупредительное обслуживание включает:

Контроль температуры: Рабочая температура не должна превышать +80°C (для стандартных исполнений). Рост температуры указывает на перегруз, избыток смазки или неисправность.
Контроль вибрации: Регулярные вибродиагностические замеры (скорость вибрации, ускорение) позволяют выявить дефекты подшипника (выкрашивание, износ) на ранней стадии.
Пополнение/замена смазки: Дозаправка осуществляется через пресс-масленку до выхода свежей смазки из дренажного отверстия. Полная замена требует разборки и промывки узла.
Контроль состояния уплотнений: Визуальный осмотр на отсутствие течей смазки и признаков попадания загрязнений внутрь.

Преимущества и недостатки по сравнению с разъемными корпусными узлами

Критерий	Узлы ISB (неразъемные)	Узлы на разъемных корпусах (SN, SD)
Жесткость и соосность	Выше, благодаря монолитной конструкции.	Ниже, возможна деформация по разъему.
Защита от загрязнений	Лучше, из-за отсутствия разъема в зоне подшипника.	Хуже, разъем является потенциальным путем для абразива.
Удобство монтажа/демонтажа	Сложнее, требуется нагрев для установки и съема.	Проще, подшипник устанавливается в разъемный корпус отдельно.
Ремонтопригодность в полевых условиях	Низкая. Замена подшипника требует специального оборудования.	Высокая. Подшипник можно заменить без снятия корпуса с вала.
Стоимость узла в сборе	Обычно выше.	Обычно ниже.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Чем отличается ISB от ISD?

ISD (Integral Shaft Bearing with Dismountable housing) — это подшипниковый узел с разъемным корпусом. В отличие от монолитного ISB, корпус ISD состоит из основания и крышки, что облегчает монтаж и инспекцию подшипника без его съема с вала. ISD часто применяется для крупных и тяжелонагруженных подшипников (например, в мельницах или дробилках).

Как определить необходимый момент затяжки крепежных болтов корпуса?

Момент затяжки определяется классом прочности болта, его диаметром и материалом фундаментной плиты. Точные значения приведены в каталогах производителя узла. Например, для болта M12 класса 8.8 момент затяжки составляет примерно 70-80 Н·м. Затяжку всегда следует выполнять крест-накрест для равномерного прилегания.

Каков ресурс узла ISB и от чего он зависит?

Расчетный ресурс L10 (при котором 90% подшипников достигают заданной наработки) определяется динамической грузоподъемностью и действующей нагрузкой. На практике ресурс сильно зависит от условий эксплуатации: качества центровки, чистоты и регулярности смазки, температуры, вибрационной нагрузки. В нормальных условиях ресурс может составлять 30-50 тыс. часов и более.

Можно ли заменить смазку в узле ISB на другую марку?

Замена возможна, но требует тщательной очистки узла от старой смазки. Несовместимые смазки (например, на литиевой и мочевинной основе) могут вступить в реакцию, потерять консистенцию и привести к отказу. При смене типа смазки необходимо проконсультироваться с поставщиком.

Как правильно демонтировать узел ISB с вала?

Стандартный метод — использование съемника с упором в торец вала и захватом за внутреннее кольцо подшипника. Если доступ к внутреннему кольцу затруднен, применяют индукционный нагрев корпуса узла. Крайне не рекомендуется прикладывать усилие к внешнему корпусу или использовать ударные инструменты.

Что означает обозначение, например, ISB 309 ZZ C3?

ISB: Тип узла (неразъемный).
309: Обозначение установленного подшипника (6309).
ZZ: Двустороннее металлическое защитное уплотнение на подшипнике.
C3: Радиальный зазор в подшипнике больше нормального. Используется в условиях нагрева вала для компенсации теплового расширения.

Заключение

Подшипниковые узлы ISB представляют собой высокотехнологичные, готовые к установке агрегаты, обеспечивающие долговечную и надежную работу вращающегося оборудования. Их правильный выбор, основанный на анализе нагрузок, скоростей и условий среды, а также строгое соблюдение регламентов монтажа, центровки и обслуживания являются обязательными условиями для минимизации простоев и снижения эксплуатационных затрат в энергетике и промышленности. Понимание конструкции, типов и особенностей данных узлов позволяет инженерно-техническому персоналу принимать обоснованные решения как при проектировании новых установок, так и при техническом перевооружении существующих.

Подшипниковые узлы ISB