Подшипники с внутренним диаметром 140 мм

Подшипники с внутренним диаметром 140 мм: классификация, применение и специфика подбора

Подшипники качения с внутренним диаметром (d) 140 мм представляют собой узлы, относящиеся к средне- и крупногабаритной размерной группе. Данный посадочный размер является стандартизированным и широко распространенным в тяжелом промышленном оборудовании, энергетике и транспортной технике. Основное назначение таких подшипников – восприятие значительных радиальных, осевых или комбинированных нагрузок при умеренных и высоких скоростях вращения, обеспечение точного позиционирования вала и минимальных потерь на трение. Внутренний диаметр 140 мм соответствует валу с номинальным размером 140 мм по системе допусков валов (обычно k6 или js6 для цилиндрических подшипников, реже m6).

Классификация и типы подшипников с d=140 мм

Ассортимент подшипников с данным посадочным размером охватывает практически все основные типы, что позволяет инженеру выбрать оптимальное решение под конкретные условия эксплуатации.

• Шариковые радиальные однорядные (тип 6000, 16000, 61800, 61900, 60000): Наиболее универсальные. Применяются для восприятия радиальных и небольших осевых нагрузок в обоих направлениях. Серии 61828 (сверхлегкая), 61928 (легкая), 6028 (средняя), 6228 (широкая средняя) и 6328 (тяжелая) определяют габаритные размеры и, соответственно, грузоподъемность. Отличаются высокой скоростными возможностями.
• Шариковые радиальные сферические двухрядные (тип 1200, 1300, 2200, 2300): Обладают самоустанавливающейся способностью, компенсирующей несоосность вала и корпуса до 2-3°. Критически важны для длинных валов или при возможных прогибах конструкции. Пример: подшипник 22228 СС/W33 (с цилиндрическим отверстием и смазочными канавками).
• Роликовые цилиндрические (тип N, NU, NJ, NUP, HJ и др.): Обладают максимальной радиальной грузоподъемностью среди подшипников с d=140 мм. Различные исполнения (NU, N – без бортов, для свободного осевого перемещения вала; NJ, NUP – с бортами, для фиксации вала в одном или двух направлениях). Пример: NU 1028, NJ 1028, NUP 1028. Применяются в редукторах, электродвигателях, прокатных станах.
• Роликовые конические (тип 30000, 31000, 32000): Предназначены для комбинированных (радиально-осевых) нагрузок. Устанавливаются только парами с регулировкой зазора. Широко используются в колесных узлах железнодорожного подвижного состава, тяжелых редукторах, опорах прокатных клетей. Пример: 32228 J2 (с увеличенным углом контакта).
• Роликовые сферические двухрядные (тип 20000, 30000, 40000): Сочетают высокую радиальную грузоподъемность с самоустановкой. Способны воспринимать незначительные осевые нагрузки. Основное применение – оборудование с тяжелыми ударными нагрузками и перекосами: горнодобывающая техника, виброплощадки, бумагоделательные машины. Пример: 22328 СС/W33 (симметричные бочкообразные ролики).
• Упорные шариковые и роликовые (тип 50000, 80000): Предназначены исключительно для осевых нагрузок. Для диаметра 140 мм это, как правило, упорно-радиальные сферические роликовые подшипники (тип 29300, 29400), которые также могут воспринимать часть радиальной нагрузки. Применяются в вертикальных валах турбин, насосов, крановых поворотных механизмах.

Габаритные размеры и обозначения

Для внутреннего диаметра 140 мм существует стандартный ряд наружных диаметров (D) и ширин (B/T/C), определяемых серией ширины и диаметра. Основные габариты согласно ГОСТ 3478-79 и ISO 15:

Тип подшипника	Пример обозначения (основное)	Наружный диаметр (D), мм	Ширина (B/T/C), мм	Особенности
Радиальный шариковый	6228	250	42	Средняя серия, универсальный
Радиальный шариковый сферический	22228 CC/W33	250	68	Самоустанавливающийся, с канавкой для смазки
Цилиндрический роликовый	NU 1028	210	33	Легкая серия ширины, разъемное внутреннее кольцо
Конический роликовый	32228 J2	250	68	Большой угол контакта (~29°)
Сферический роликовый	22328 CC/W33	300	102	Высокая грузоподъемность, самоустановка

Критерии выбора для применения в энергетике и тяжелой промышленности

Выбор конкретного типа и исполнения подшипника с d=140 мм является комплексной инженерной задачей.

• Характер и величина нагрузки: Для чистых радиальных нагрузок – цилиндрические роликовые подшипники. Для комбинированных – конические или шариковые радиально-упорные. При ударных нагрузках – сферические роликовые. Для чистых осевых – упорные.
• Частота вращения: Шариковые подшипники имеют более высокие предельные частоты вращения, чем роликовые аналогичного размера. Для высокоскоростных применений (центробежные насосы, турбогенераторы) требуются подшипники повышенного класса точности (P5, P4) с эффективной системой смазки.
• Требования к точности и жесткости: Классы точности от нормального (P0) до сверхвысокого (P2). Для прецизионных шпинделей или опор гироскопов необходимы подшипники классов P4 и выше. Жесткость системы повышается при использовании пар подшипников с предварительным натягом.
• Условия монтажа и обслуживания: Разъемные конструкции (как у цилиндрических роликоподшипников NU, NJ) облегчают монтаж на вал. Наличие тангенциальной смазочной канавки и отверстий (суффикс W33) критически важно для оборудования, работающего в непрерывном режиме без остановки.
• Условия эксплуатации: Для работы в условиях повышенной запыленности или влажности применяются подшипники с контактными лабиринтными уплотнениями (суффиксы RS, 2RS, RZ) или специальными покрытиями. В высокотемпературных средах – термостабилизированные кольца и сепараторы из латуни или специальных полимеров.

Особенности монтажа и демонтажа

Правильная установка подшипника 140 мм на вал требует применения специализированного инструмента и соблюдения технологии.

• Температурный метод: Наиболее предпочтительный способ. Подшипник нагревается в индукционном нагревателе или масляной ванне до температуры 80-110°C, после чего свободно надевается на вал. Запрещается нагрев открытым пламенем.
• Механический прессовой метод: Монтаж осуществляется с помощью пресса, передающего усилие строго на запрессовываемое кольцо (внутреннее при посадке на вал, наружное при посадке в корпус). Использование промежуточных оправок обязательно.
• Демонтаж: Выполняется с помощью съемников (съемные лапы должны охватывать внутреннее кольцо). При затрудненном демонтаже применяется гидравлический метод с использованием маслоподводящих устройств, интегрированных в вал или корпус.
• Контроль посадок: Для вала диаметром 140 мм типовые посадки: для циркуляционно нагруженного внутреннего кольца – переходная или натяговая (k6, m6); для наружного кольца, нагруженного местно – скользящая или легконатяговая (H7, G7).

Системы смазки и обслуживание

Для подшипников данного размера применяются как пластичные, так и жидкие смазочные материалы.

• Консистентная смазка: Используется в узлах с умеренными скоростями и температурой. Закладывается при монтаже на 1/3-1/2 свободного объема полости подшипника. Требует периодической пополнения через пресс-масленки в соответствии с регламентом. Популярны смазки на основе литиевого мыла (L3), комплексного литиевого мыла, полимочевины.
• Циркуляционная жидкая смазка (масло): Применяется в высокоскоростных или высокотемпературных узлах (турбины, мощные электродвигатели). Обеспечивает не только смазку, но и отвод тепла. Может быть проточной (разбрызгивание, струйная подача) или циркуляционной под давлением. Критически важна чистота масла, требуется использование фильтров тонкой очистки.
• Мониторинг состояния: Для ответственных узлов обязателен контроль температуры, вибрации и акустических шумов. Рост температуры часто указывает на избыток смазки или неправильный монтаж. Повышение уровня вибрации – признак износа, выкрашивания или потери точности.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Чем отличается подшипник 6228 от 6328 при одинаковом внутреннем диаметре 140 мм?

Цифры «2» и «3» в третьей позиции основного обозначения указывают на серию диаметров. Подшипник 6328 (серия 3 – тяжелая) имеет больший наружный диаметр (300 мм) и ширину (62 мм) по сравнению с 6228 (серия 2 – легкая: 250 мм и 42 мм). Следовательно, 6328 обладает значительно более высокой статической и динамической грузоподъемностью, но требует большего монтажного пространства.

Какой подшипник выбрать для опоры вертикального вала насоса с преобладающей осевой нагрузкой?

Для таких условий оптимальным выбором являются упорно-радиальные сферические роликовые подшипники типа 29328 Е или 29428 Е. Они специально сконструированы для восприятия высоких осевых и умеренных радиальных нагрузок, обладают самоустанавливаемостью. Допускается также использование пары радиально-упорных шариковых или конических роликовых подшипников, установленных «враспор».

Что означает суффикс «СС/W33» в обозначении подшипника 22228 СС/W33?

Это составной суффикс. «СС» указывает на конструкцию сепаратора (в данном случае – сепаратор из стали, обработанный механически, центрируемый по роликам). «W33» обозначает наличие на наружном кольце смазочной канавки и трех равнораспределенных отверстий для подвода пластичной смазки, что критически важно для обслуживания в условиях непрерывной работы.

Можно ли заменить цилиндрический роликоподшипник NU 1028 на шариковый радиальный 6228?

Такая замена возможна только после перерасчета грузоподъемности и скоростного режима. NU 1028 имеет существенно более высокую радиальную грузоподъемность, но не воспринимает осевые нагрузки. Шариковый 6228 воспринимает небольшие осевые нагрузки, но его радиальная грузоподъемность ниже. Замена без расчетов может привести к преждевременному отказу узла.

Как определить необходимый класс точности подшипника для редуктора главного привода?

Класс точности выбирается исходя из требований к кинематике и динамике механизма. Для большинства промышленных редукторов общего назначения достаточно класса P0 (нормальный) или P6 (повышенный). Для высокоскоростных редукторов или редукторов с жесткими требованиями к уровню шума и вибрации (например, в энергетике) применяют подшипники классов P5 или P4, обеспечивающие минимальное биение и высокую стабильность вращения.

Каковы признаки неправильного монтажа подшипника на вал 140 мм?

Основные признаки: локальный перегрев узла в течение первых часов работы; повышенный уровень шума (гул, скрежет); повышенная вибрация; вытекание загустевшей или потемневшей смазки. Частые причины: перекос при запрессовке, попадание абразивных частиц, повреждение колец или тел качения ударным инструментом, неправильный расчет натяга.