Подшипники упорные с внутренним диаметром 110 мм

Подшипники упорные с внутренним диаметром 110 мм: конструкция, применение и подбор

Упорные подшипники качения с внутренним диаметром 110 мм представляют собой специализированный класс опор, предназначенных для восприятия исключительно осевых нагрузок, действующих вдоль оси вала. Их ключевая функция – фиксация вала в осевом направлении при одновременном обеспечении его свободного вращения под значительной нагрузкой. Данный типоразмер (d=110 мм) является востребованным в тяжелом промышленном оборудовании, где требуется обеспечить высокую осевую грузоподъемность при умеренных и высоких скоростях вращения.

Конструктивные типы и их особенности

Подшипники с посадочным диаметром 110 мм производятся в нескольких основных конструктивных исполнениях, выбор которых определяется величиной и направлением нагрузки, требованиями к точности, жесткости и условиям монтажа.

• Упорные шариковые подшипники (серия 511.., 532..): Состоят из двух колец (осевого и подкладного) и сепаратора с телами качения. Способны воспринимать односторонние осевые нагрузки. Для двусторонних нагрузок используются сдвоенные комплекты или подшипники типа 522.., 523… Отличаются низким моментом трения и способностью работать на относительно высоких скоростях. Грузоподъемность – умеренная.
• Упорные роликовые конические подшипники (серия 9039.., 294..): В качестве тел качения используются усеченные конусы (ролики), оси которых сходятся в точке на оси подшипника. Обладают значительно большей грузоподъемностью и жесткостью по сравнению с шариковыми. Воспринимают исключительно осевые нагрузки. Требуют точного монтажа и регулировки.
• Упорные роликовые цилиндрические подшипники (серия 811.., 893..): Оснащены короткими цилиндрическими роликами большого диаметра. Имеют максимальную среди упорных подшипников грузоподъемность на единицу площади, но ограничены по скорости вращения из-за повышенного трения на торцах роликов. Часто используются в низкоскоростных и высоконагруженных узлах.
• Упорные сферические роликовые подшипники (серия 292.., 293..): Наиболее универсальное и мощное решение. Ролики бочкообразной формы расположены под углом, а дорожка качения на осином кольце выполнена в виде сферы. Это позволяет, помимо больших осевых нагрузок, воспринимать значительные радиальные нагрузки (до 55-60% от осевой) и компенсировать перекосы вала (самоустанавливаемость). Идеальны для крайне тяжелых условий эксплуатации.

Основные параметры и маркировка

Для подшипников с d=110 мм регламентирован ряд стандартных параметров, определяемых ГОСТ, ISO или каталогами производителей (SKF, FAG, Timken, NSK).

Примеры типоразмеров и параметров упорных подшипников с d=110 мм

Тип подшипника	Обозначение (пример)	Внутренний диаметр d, мм	Наружный диаметр D, мм	Высота T, мм	Динамическая грузоподъемность C, кН	Статическая грузоподъемность C0, кН	Предельная частота вращения, об/мин*
Упорный шариковый односторонний	51122	110	145	25	104	280	2000
Упорный роликовый цилиндрический	81122	110	145	25	240	815	1200
Упорный сферический роликовый	29322 E	110	190	48	380	1320	1900
Упорный роликовый конический	9039222	110	190	~60	~400	~1500	1500

• Значения ориентировочные, для смазки маслом. Зависят от конкретного исполнения и условий.

Точные значения зависят от конкретного исполнения и угла контакта. Требуется уточнение по каталогу.

Области применения в энергетике и тяжелой промышленности

Подшипники данного типоразмера находят применение в ответственных узлах оборудования, где вал диаметром 110 мм подвергается существенным осевым усилиям.

• Вертикальные гидротурбины и генераторы: Упорные сферические роликовые подшипники (типа 293..) являются стандартным выбором для опоры вращающихся частей вертикальных агрегатов, воспринимая вес ротора и гидравлические осевые силы.
• Насосное оборудование высокого давления (питательные, мультистадийные насосы): Для компенсации осевого усилия, возникающего на рабочем колесе, используются сдвоенные упорные шариковые или роликовые конические подшипники.
• Редукторы и червячные передачи: В червячных редукторах червяк устанавливается на упорные подшипники (чаще роликовые конические или шариковые), воспринимающие силу от зацепления.
• Оборудование для металлургии: Клети прокатных станов, винтовые подачи, опорные узлы больших вращающихся печей.
• Горизонтальные опорно-упорные узлы: В комбинации с радиальными подшипниками (например, в циркуляционных насосах) для фиксации вала в осевом направлении.

Критерии выбора и особенности монтажа

Выбор конкретного типа подшипника для вала 110 мм осуществляется на основе инженерного анализа.

• Нагрузка: Величина и направление (односторонняя/двусторонняя). Роликовые типы предпочтительны при высоких нагрузках.
• Скорость вращения: Шариковые и сферические роликовые допускают более высокие скорости, чем цилиндрические роликовые.
• Жесткость узла: Роликовые подшипники обеспечивают меньшую осевую податливость.
• Возможность перекосов: При монтажных или эксплуатационных перекосах вала единственно верным выбором становятся сферические роликовые упорные подшипники.
• Требования к смазке: Все упорные подшипники, особенно роликовые, критичны к качеству и наличию смазки. Необходимо обеспечить ее бесперебойную подачу в зону контакта.

Монтаж: Требует высокой точности. Осевое кольцо (комплект колец) устанавливается на вал с натягом. Корпусное (подкладное) кольцо сажается в корпус обычно с небольшим зазором. Крайне важно обеспечить перпендикулярность посадочных поверхностей вала и корпуса к оси вращения. Для конических роликовых и сферических упорных подшипников обязательна точная осевая регулировка для обеспечения необходимого зазора/натяга.

Сопутствующие вопросы: радиально-упорные подшипники и комбинированные схемы установки

При наличии одновременно значительных радиальных и осевых нагрузок на валу диаметром 110 мм альтернативой чисто упорным подшипникам могут служить:

• Радиально-упорные шарикоподшипники (серия 321.., 322..): Воспринимают комбинированную нагрузку. Осевая грузоподъемность зависит от угла контакта. Часто устанавливаются парно с регулировкой.
• Конические роликоподшипники (серия 313.., 322..): Классическое решение для комбинированных нагрузок. Требуют точной регулировки и установки парно (встречно или в распор).
• Комбинированная схема: Установка отдельного радиального подшипника (например, цилиндрического роликового или шарикового сферического) в сочетании с упорным подшипником (шариковым или роликовым). Такая схема часто применяется в насосах, где радиальная нагрузка воспринимается одним подшипником, а осевая – другим, специально подобранным по грузоподъемности.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Чем отличается подшипник 51122 от 81122, если у них одинаковые габариты?

Несмотря на идентичные габаритные размеры (110x145x25 мм), это принципиально разные подшипники. 51122 – шариковый, с умеренной грузоподъемностью и пригодный для более высоких скоростей. 81122 – цилиндрический роликовый, его динамическая грузоподъемность более чем в два раза выше, но скоростные возможности ограничены. Замена одного на другой без перерасчета узла на грузоподъемность и тепловой режим недопустима.

Какой тип смазки предпочтительнее для упорного сферического роликового подшипника 29322 в турбине?

Для тяжелонагруженных и ответственных узлов, таких как опора вертикальной турбины, в большинстве случаев применяется циркуляционная жидкая смазка (масло). Она обеспечивает эффективный отвод тепла, вынос продуктов износа и возможность непрерывной подачи. Консистентная смазка может использоваться в менее нагруженных или медленно вращающихся узлах, но требует строгого соблюдения регламента пополнения.

Можно ли заменить упорный конический роликоподшипник на два упорных шариковых, установленных встречно?

Теоретически такая схема может воспринимать двустороннюю осевую нагрузку. Однако, конический роликоподшипник обладает существенно большей жесткостью и грузоподъемностью. Замена возможна только после подтверждающих расчетов по статической и динамической грузоподъемности, а также по допустимой частоте вращения. Также усложнится конструкция узла и регулировка осевого зазора.

Как правильно определить необходимый класс точности для подшипника на вал насоса 110 мм?

Для подавляющего большинства промышленных применений (насосы, редукторы общего назначения) достаточно класса точности P0 (нормальный) по ГОСТ или Class Normal по ISO. Повышенные классы точности (P6, P5) требуются для высокоскоростных шпинделей, прецизионных станков или особых случаев, где регламентированы минимальные биения и вибрации. Использование подшипника повышенного класса точности без необходимости экономически нецелесообразно.

Что означает маркировка «E» в обозначении подшипника 29322 E?

Буква «E» в обозначении подшипников SKF, например, указывает на усиленную конструкцию сепаратора (обычно из стали, штампованный или точеный) и/или оптимизированную геометрию дорожек качения и роликов. Такие подшипники, как правило, имеют повышенную динамическую грузоподъемность по сравнению со стандартным исполнением. У других производителей могут применяться иные обозначения (например, «CD» у Timken).