Подшипники 85×135 мм: технические характеристики, классификация и применение в электротехнике
Размер 85×135 мм является одним из стандартных посадочных размеров подшипников качения, широко применяемых в средне- и крупногабаритном промышленном оборудовании. Данный типоразмер подразумевает внутренний диаметр (d) 85 мм, наружный диаметр (D) 135 мм. Ширина (B) подшипника является переменным параметром и зависит от конкретного типа и серии. Подшипники этих габаритов относятся к категории среднетяжелых и тяжелых, рассчитаны на значительные радиальные и комбинированные нагрузки, что обуславливает их использование в ответственных узлах энергетического и электротехнического оборудования.
Основные типы подшипников 85×135 мм и их конструктивные особенности
В размерном ряду 85×135 мм представлены все основные классы подшипников качения. Выбор конкретного типа определяется характером нагрузок, скоростными режимами, требованиями к точности и условиями эксплуатации.
1. Радиальные шарикоподшипники
Наиболее распространенный тип для восприятия преимущественно радиальных нагрузок. В размере 85×135 мм чаще всего встречаются однорядные шарикоподшипники серии 317 (нормальная серия) и 217 (легкая широкая серия). Они характеризуются высокой скоростью вращения, умеренной грузоподъемностью и способностью воспринимать незначительные осевые нагрузки в двух направлениях. Применяются в электродвигателях средней мощности, вентиляторах, редукторах с невысокими ударными нагрузками.
2. Радиальные роликоподшипники с цилиндрическими роликами
Обозначаются сериями, например, N317, NU317, NJ317, NF317. Буквенный префикс указывает на конструкцию бортов: N – без бортов на наружном кольце, NU – без бортов на внутреннем кольце, NJ – с одним бортом на внутреннем кольце, NF – с одним бортом на наружном кольце. Основное преимущество – значительно более высокая радиальная грузоподъемность по сравнению с шарикоподшипниками того же размера. Не воспринимают осевые нагрузки (кроме некоторых модификаций с бортами). Используются в тяжелонагруженных узлах: роторах крупных электродвигателей, генераторов, валах механических передач.
3. Радиально-упорные шарикоподшипники
Серии 7317 (нормальный угол контакта) и 7217 (увеличенный угол контакта). Имеют раздельные кольца и предназначены для комбинированных (радиальных и однонаправленных осевых) нагрузок. Устанавливаются парно с предварительным натягом, что обеспечивает высокую жесткость узла. Критически важны для оборудования с высокими требованиями к точности вращения, например, в опорах валов турбогенераторов, высокоскоростных электродвигателях.
4. Конические роликоподшипники
Тип 3317 (легкая серия) или 3217 (средняя серия). Предназначены для восприятия комбинированных нагрузок, где осевая составляющая значительна. Обладают очень высокой грузоподъемностью. Как и радиально-упорные шарикоподшипники, требуют регулировки и установки парно. Основная сфера применения – тяжелое оборудование с ударными и вибрационными нагрузками: тяговые электродвигатели, мощные редукторы, опорные узлы вращающихся частей крупных агрегатов.
5. Сферические роликоподшипники
Серия 2317 (тип СС – с симметричными роликами) или 2317 К (тип СА – с асимметричными роликами). Обладают самоустанавливающейся способностью, компенсирующей перекосы вала до 1.5-3 градусов. Выдерживают чрезвычайно высокие радиальные и умеренные осевые нагрузки в обоих направлениях. Незаменимы в узлах с возможным прогибом вала или неточностью монтажа: в приводах конвейеров, дробильного оборудования, крупных вентиляционных установках.
Таблица 1: Основные параметры подшипников 85×135 мм (примеры)
| Тип подшипника | Обозначение (пример) | Ширина, B (мм) | Динамическая грузоподъемность, C (кН) | Статическая грузоподъемность, C0 (кН) | Предельная частота вращения (об/мин) |
|---|---|---|---|---|---|
| Радиальный шарикоподшипник | 6317 | 28 | 124 | 86.5 | 6300 |
| Радиальный роликоподшипник | NU317 | 28 | 208 | 208 | 5600 |
| Радиально-упорный шарикоподшипник | 7317 BECBP | 39 | 146 | 118 | 5300 |
| Конический роликоподшипник | 3317 | 44.4 | ~320* | ~360* | 3600 |
| Сферический роликоподшипник | 2317 CC/W33 | 56 | ~400* | ~415* | 3800 |
- Точные значения зависят от производителя и модификации. Данные приведены для справки.
- Классы точности (по ISO): Стандартный класс P0 (нормальный) применяется для большинства общих задач. Классы P6, P5 (повышенной точности) и P4 (высокой точности) используются в высокоскоростных электродвигателях, генераторах и прецизионных редукторах для минимизации биения и вибрации.
- Радиальный зазор: Обозначается серией CN (нормальный). Для специфических условий (высокие температуры, интерференционные посадки) выбирают серии с уменьшенным (C2, C1) или увеличенным (C3, C4, C5) зазором. Например, для узлов с нагревом вала часто применяют группу C3.
- Смазка: Возможна консистентная смазка (закладная и пополняемая) и циркуляционная жидкая (масло). Подшипники с индексами W33 (смазочные канавки и отверстия) или с полимерными сепараторами, работающими в масляной ванне, типичны для редукторов и турбоагрегатов. Выбор смазки определяется скоростью (DN-фактором), температурой и условиями эксплуатации.
- Крупные асинхронные и синхронные электродвигатели (мощностью от сотен кВт до нескольких МВт): В качестве опор ротора. Чаще используются цилиндрические (NU, NJ) или сферические роликоподшипники для чисто радиальной нагрузки на не приводном конце и радиально-упорные шариковые или конические роликоподшипники – на приводном конце для фиксации ротора.
- Турбогенераторы и гидрогенераторы: В вспомогательных приводах, системах возбуждения, масляных насосах. Требуются подшипники повышенных классов точности.
- Силовые редукторы и цилиндрические редукторы: В опорах быстроходных, промежуточных и тихоходных валов. Применяются цилиндрические и конические роликоподшипники, обеспечивающие высокую нагрузочную способность и жесткость.
- Насосное оборудование (питательные, циркуляционные насосы): Работают в условиях высокой окружной скорости и температуры, часто с водяным охлаждением. Требуют подшипников с зазором C3/C4 и эффективными системами смазки и уплотнения.
- Вентиляторы и дымососы ТЭС и АЭС: Испытывают значительные несбалансированные нагрузки. Сферические роликоподшипники (серии 2317) являются стандартным выбором благодаря самоустановке и высокой надежности.
- Вибрационный анализ: Контроль уровня вибрации на частотах вращения и их гармониках позволяет выявить дефекты колец, тел качения и износ.
- Термография: Контроль температуры подшипникового узла. Превышение температуры на 10-15°C над фоновой указывает на проблемы со смазкой, перетяжку или разрушение.
- Акустическая диагностика: Анализ шумовых характеристик.
- Контроль состояния смазки: Регулярная замена консистентной смазки или анализ отработанного масла на наличие продуктов износа (феррография, спектральный анализ).
Классы точности, зазоры и смазка
Для подшипников размера 85×135 мм, используемых в энергетике, ключевое значение имеют класс точности и радиальный зазор.
Применение в электротехнической и энергетической отрасли
Подшипники 85×135 мм являются критически важными компонентами в следующих типах оборудования:
Монтаж, обслуживание и диагностика
Правильный монтаж подшипников 85×135 мм требует применения гидравлических или механических съемников и напрессовщиков. Нагрев индукционным или масляным способом до 80-110°C обязателен для посадки с натягом на вал. Контроль осевого и радиального зазора после установки – критически важен. В эксплуатации проводится регулярный мониторинг:
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
Чем отличается подшипник 6317 от 7317 в одном размерном ряду?
6317 – однорядный радиальный шарикоподшипник. 7317 – однорядный радиально-упорный шарикоподшипник. Ключевые отличия: у 7317 контактные дорожки на кольцах смещены относительно друг друга, что позволяет эффективно воспринимать осевые нагрузки в одном направлении. Он имеет разборную конструкцию (кольца устанавливаются отдельно), большую ширину и требует регулировки при установке. 6317 проще в монтаже, но предназначен в основном для радиальных нагрузок.
Какой радиальный зазор (C3 или CN) выбрать для электродвигателя мощностью 500 кВт?
Выбор зависит от конструкции двигателя, типа подшипниковых опор и рабочих температур. Для большинства стандартных электродвигателей с цилиндрическими роликоподшипниками на плавающем конце и радиально-упорными на фиксирующем, для компенсации теплового расширения вала на плавающей опоре часто применяют группу C3. На фиксирующей опоре может использоваться зазор CN или C3 в зависимости от схемы натяга. Точные рекомендации содержатся в каталогах производителя двигателя или подшипников.
Можно ли заменить роликоподшипник NU317 на шарикоподшипник 6317?
Прямая замена, как правило, недопустима. NU317 имеет существенно более высокую радиальную грузоподъемность (примерно на 70%). Замена на менее грузоподъемный узел приведет к преждевременному усталостному выкрашиванию и выходу из строя. Кроме того, шарикоподшипник не является разборным, что может сделать монтаж/демонтаж невозможным в существующей конструкции. Замена возможна только после инженерного расчета на грузоподъемность и анализ посадочных мест, но на практике такая замена почти всегда нецелесообразна.
Что означает маркировка W33 на сферическом роликоподшипнике 2317?
Индекс W33 указывает на наличие в наружном кольце подшипника смазочного отверстия и трех кольцевых канавок на его наружной цилиндрической поверхности. Это позволяет осуществлять эффективную циркуляцию жидкой смазки (масла) через подшипниковый узел, что критически важно для отвода тепла и смазки в тяжелонагруженных низко- и среденоскоростных применениях, например, в вентиляторах или редукторах.
Как часто необходимо проводить замену смазки в подшипниковом узле с размерами 85×135 мм?
Периодичность обслуживания определяется не размером, а типом подшипника, скоростью вращения (DN-фактором), температурой и условиями среды. Для консистентной смазки интервалы могут составлять от нескольких месяцев в тяжелых условиях до нескольких лет в закрытых узлах. Базовые рекомендации дает производитель смазки и подшипников. Более точный метод – мониторинг состояния смазки и ее своевременное пополнение или замена при потере эксплуатационных свойств (потемнение, наличие металлических частиц, загустевание).
Каков средний расчетный ресурс подшипников этого типоразмера?
Номинальный расчетный ресурс L10 (в часах) определяется по динамической грузоподъемности (C) и эквивалентной динамической нагрузке (P) по формуле L10 = (C/P)^p (1/(60n)) 10^6, где p=3 для шариковых и 10/3 для роликовых подшипников, n – частота вращения. Для подшипника 6317 при умеренной нагрузке 20 кН и скорости 1500 об/мин ресурс L10 может превышать 50 000 часов. Однако в реальных условиях на ресурс влияют смазка, чистота рабочей среды, монтаж, вибрации. Фактический ресурс может как превышать расчетный, так и быть значительно меньше.
Заключение
Подшипники типоразмера 85×135 мм представляют собой серию высоконадежных, стандартизированных узлов, без которых невозможно функционирование современного энергетического и электротехнического оборудования. Корректный выбор типа (шариковый, цилиндрический, конический, сферический), класса точности, зазора и системы смазки, выполненный на основе инженерного анализа условий работы, является основой для долговечной и безотказной эксплуатации всего агрегата. Регулярный мониторинг состояния подшипниковых узлов с использованием методов вибродиагностики и термоконтроля позволяет перейти от планово-предупредительного обслуживания к обслуживанию по фактическому состоянию, минимизируя риски внезапных отказов и простоев критически важного оборудования.