Закрепительные втулки для подшипников SKF

Закрепительные втулки для подшипников SKF: конструкция, типы, монтаж и применение в энергетике

Закрепительные втулки (посадочные втулки, зажимные втулки) являются ключевым компонентом для крепления подшипников с цилиндрическим отверстием на валах с конической или цилиндрической посадочной поверхностью. В продукции SKF они обозначаются как втулки серии H. Их основное назначение – обеспечение точного, надежного и прочного соединения внутреннего кольца подшипника с валом, упрощение процедур монтажа и демонтажа, а также возможность регулировки радиального зазора в подшипнике. В энергетике, где оборудование работает в условиях высоких нагрузок, вибраций и длительных непрерывных циклов, правильный выбор и установка закрепительных втулок критически важны для надежности и долговечности агрегатов.

Конструкция и принцип действия

Стандартная закрепительная втулка SKF состоит из нескольких основных частей:

Собственно втулка: Имеет коническую наружную поверхность (конусность 1:12) и цилиндрическое внутреннее отверстие с резьбой. Наружная коническая поверхность контактирует с коническим посадочным местом подшипника.
Зажимная гайка: Специальная гайка с несколькими отверстиями для штифтового ключа. При затяжке она сдвигает втулку в осевом направлении, обеспечивая ее плотную посадку на конус вала и радиальное расширение внутреннего кольца подшипника.
Стопорное кольцо (замковое кольцо): Устанавливается после гайки и фиксирует ее от самоотвинчивания. Кольцо имеет прорези, которые после монтажа отгибаются в пазы на гайке.
Уплотнительные кольца (в некоторых исполнениях): Предназначены для защиты конической поверхности втулки и посадочного места на валу от коррозии и загрязнения.

Принцип действия основан на преобразовании осевого усилия затяжки гайки в радиальное давление. По мере навинчивания гайки на резьбовую часть втулки, последняя перемещается по конической поверхности вала, создавая натяг между внутренним кольцом подшипника и валом. Это обеспечивает прессовую посадку без необходимости нагрева подшипника или значительных усилий запрессовки.

Типы и серии закрепительных втулок SKF

SKF предлагает широкий ассортимент втулок, различающихся по размерам, конструктивным особенностям и материалу. Основные серии:

Стандартные серии

Серия H 3xxx (например, H 312): Наиболее распространенная серия для валов диаметром от 20 до 460 мм. Имеет две прорези по всей длине для обеспечения равномерного сжатия.
Серия HA 3xxx: Аналогична серии H, но предназначена для подшипников с бóльшим поперечным сечением внутреннего кольца (серии 22, 23).
Серия HC 3xxx: Укороченные втулки для монтажа в стесненных условиях, где недостаточно места для стандартной длины.
Серия HE 3xxx: Для очень больших диаметров валов (свыше 400 мм). Имеют три прорези для оптимального распределения давления.

Специальные исполнения

Втулки из нержавеющей стали: Серии HN для агрессивных сред или пищевой промышленности.
Втулки для вибрационных условий: Специальные гайки с фиксацией на несколько позиций (серия HMV) или втулки с гидравлическим монтажом (серия HMV…E), которые обеспечивают исключительную надежность в условиях экстремальных вибраций (например, в молотковых дробилках, вибростолах).
Втулки с гидравлическим монтажом/демонтажем: Имеют встроенные масляные каналы и кольцевую канавку. При подаче масла под высоким давлением между конусом вала и втулкой создается масляная пленка, радиально расширяющая втулку и значительно облегчающая монтаж и демонтаж без риска повреждения деталей.

Таблица подбора втулок для типовых подшипников энергетического оборудования

Тип оборудования (пример)	Типичный подшипник SKF	Рекомендуемая серия втулки	Ключевые требования
Электродвигатели (средней и большой мощности)	Сферические роликоподшипники 222, 223 серий	H 23xx, HA 23xx	Точный натяг, виброустойчивость, простота обслуживания.
Насосы (питательные, циркуляционные)	Радиально-упорные шарикоподшипники, сферические роликоподшипники	H 31xx, HC 31xx (при ограниченном пространстве)	Стойкость к осевым нагрузкам, герметизация от влаги.
Вентиляторы и дымососы	Сферические роликоподшипники 231, 232 серий	H 23xx, H 31xx	Балансировка, работа при тепловом расширении вала.
Редукторы и мультипликаторы	Цилиндрические роликоподшипники NU, NJ серий	H 30xx, H 31xx	Высокая точность позиционирования, передача крутящего момента.
Турбины (вспомогательные агрегаты)	Конические роликоподшипники, упорные подшипники	Специальные втулки с гидравлическим монтажом	Максимальная надежность, безударный монтаж/демонтаж.

Пошаговая процедура монтажа и демонтажа

Монтаж

Подготовка: Очистить и обезжирить коническую поверхность вала, резьбу, поверхности втулки и внутреннее кольцо подшипника. Проверить отсутствие забоин и коррозии.
Установка подшипника и втулки: Надеть подшипник на вал. Навернуть втулку на вал вручную до упора в торец внутреннего кольца подшипника. Убедиться, что зазоры в прорезях втулки расположены симметрично.
Предварительная затяжка: Навернуть зажимную гайку и затянуть ее ручным ключом до плотного прилегания подшипника. Проверить легкость вращения подшипника.
Окончательная затяжка: Используя динамометрический ключ и штифтовой адаптер, затянуть гайку с моментом, указанным в таблице SKF для данного размера втулки. Альтернативный метод – затяжка до достижения определенного осевого сдвига втулки (замеряется индикатором).
Фиксация: Установить стопорное кольцо так, чтобы его прорези совпали с пазами на гайке. Отогнуть усики кольца в эти пазы с помощью зубила и молотка.
Установка уплотнений и крышек: Смонтировать лабиринтные уплотнения, крышки подшипникового узла.

Демонтаж

Снять стопорное кольцо, выпрямив отогнутые усики.
Использовать специальный съемник для откручивания зажимной гайки. Если гайка не поддается, допускается осторожное постукивание через медную прокладку по фланцу гайки.
Для снятия втулки применяется гидравлический метод (предпочтительно) или отжимные винты, вкручиваемые в резьбовые отверстия на торце втулки. Ни в коем случае нельзя применять ударные нагрузки по самой втулке или внутреннему кольцу подшипника.

Преимущества использования закрепительных втулок SKF в энергетике

Упрощение монтажа/демонтажа: Не требуется нагрев подшипника или мощные прессы, что сокращает время ремонта и снижает риск повреждения деталей.
Точная регулировка натяга: Возможность точной установки необходимого радиального зазора/натяга, что критически важно для работы подшипника в условиях теплового расширения вала и корпуса.
Универсальность: Одна втулка позволяет устанавливать подшипник на валы с небольшим диапазоном диаметров, упрощая логистику запасных частей.
Повышенная надежность на вибрирующих агрегатах: Правильно затянутая втулка предотвращает проворачивание и фреттинг-коррозию на посадочных поверхностях.
Снижение стоимости владения: Увеличение межремонтных интервалов, возможность повторного использования вала и подшипника при корректном демонтаже.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Как определить момент затяжки зажимной гайки?

Момент затяжки зависит от размера втулки и типа подшипника. Точные значения приведены в технических каталогах SKF (таблицы «Recommended tightening torque»). Для крупногабаритных втулок (свыше 100 мм) рекомендуется использовать метод измерения осевого сдвига втулки (обычно 0.2-0.5 мм), так как момент затяжки может быть не показателен из-за трения.

Можно ли использовать одну втулку повторно после демонтажа?

Да, при условии, что на ее рабочих поверхностях (конусе, резьбе) нет видимых повреждений, задиров или деформации. Перед повторным использованием необходимо тщательно очистить втулку и проверить ее геометрию. Однако для ответственных узлов в энергетике рекомендуется использовать новую втулку при каждой переборке.

Чем отличается серия H от серии HA?

Серия HA имеет ту же конусность 1:12 и подходит для тех же диаметров валов, что и серия H, но предназначена для подшипников с увеличенной шириной внутреннего кольца (обозначается суффиксом W33 или серии 22, 23). Втулки HA обеспечивают бóльшую площадь контакта с кольцом, распределяя давление затяжки.

Что делать, если резьба на втулке или валу повреждена?

Запрещается использовать детали с поврежденной резьбой. Это приводит к недотяжке или неравномерному натягу, что является частой причиной выхода подшипника из строя. Вал должен быть восстановлен (наплавка и проточка), а втулка заменена на новую.

Как бороться с самоотвинчиванием гайки в условиях сильной вибрации?

Помимо стандартного стопорного кольца, SKF предлагает:

Гайки серии HMV с отверстиями под проволочную фиксацию в нескольких позициях.
Использование контровочных пластин.
Нанесение резьбовых фиксаторов (типа Loctite) средней прочности на чистую резьбу перед окончательной затяжкой.

Наиболее эффективным решением для экстремальных условий являются втулки с гидравлическим монтажом.

Как правильно хранить закрепительные втулки?

Втулки должны храниться в оригинальной упаковке в сухом, защищенном от пыли и агрессивных паров помещении. Рабочие конические поверхности и резьбу рекомендуется покрыть консервационной смазкой. Перед монтажом смазку необходимо удалить и нанести тонкий слой монтажного масла.

Заключение

Закрепительные втулки SKF представляют собой технологичное и надежное решение для фиксации подшипников качения на валах. Их корректный подбор, монтаж с соблюдением предписанных технологий и регулярный контроль являются неотъемлемой частью стратегии технического обслуживания и ремонта энергетического оборудования. Использование качественных оригинальных втулок и специального инструмента для их установки напрямую влияет на ресурс подшипниковых узлов, минимизирует риск внезапных отказов и, как следствие, обеспечивает бесперебойность работы энергообъектов. При работе с ответственными агрегатами рекомендуется строго следовать инструкциям производителя и привлекать квалифицированный персонал, прошедший соответствующее обучение.

Закрепительные втулки для подшипников SKF