Подшипники 110х150 мм

Подшипники 110×150 мм: технические характеристики, классификация и применение в электротехнике

Подшипники с размерами 110 мм по внутреннему диаметру (d) и 150 мм по наружному диаметру (D) представляют собой узлы качения, относящиеся к среднегабаритному классу. Данный типоразмер широко востребован в тяжелом промышленном оборудовании, включая электротехническую и энергетическую отрасль. Основное назначение – обеспечение вращения валов с минимальными потерями на трение, восприятие радиальных и осевых нагрузок, точное позиционирование роторов и других вращающихся частей. В контексте энергетики такие подшипники находят применение в крупных электродвигателях (мощностью от сотен киловатт и выше), генераторах, турбинных установках, мощных вентиляторах и насосах систем охлаждения, тяговом оборудовании.

Ключевые параметры и обозначение

Размер 110×150 мм является основным, но неполным описанием подшипника. Полная спецификация требует указания серии по ширине (B), типа, класса точности и других параметров. Внутренний диаметр 110 мм соответствует стандартной посадочной поверхности вала. Наружный диаметр 150 мм определяет посадочное место в корпусе (стакане). Ширина подшипника может варьироваться в зависимости от серии: легкой (2), средней (3) или тяжелой (4). Например, подшипник 22222 имеет размеры dxDxB = 110x150x36 мм (серия легкая широкие), а 32222 – 110x150x45 мм (серия средняя широкие).

Основные типы подшипников качения с размерами 110×150 мм

1. Радиальные шарикоподшипники

Способны воспринимать преимущественно радиальные нагрузки, а также ограниченные двухсторонние осевые. Отличаются высокой скоростью вращения и низким моментом трения. В энергетике применяются в высокоскоростных агрегатах, где осевые нагрузки невелики.

• Типовое обозначение: 6222 (dxDxB = 110x150x28 мм).
• Назначение: Опорные узлы вспомогательных механизмов, вентиляторы, насосы.

2. Радиальные роликоподшипники с короткими цилиндрическими роликами

Предназначены для восприятия исключительно высоких радиальных нагрузок. Обладают высокой радиальной жесткостью. Осевые нагрузки не воспринимают. Требуют точного осевого фиксирования вала другими узлами.

• Типовое обозначение: NU222, NJ222, N222 (dxDxB = 110x150x28 мм для серии 2).
• Назначение: Опоры роторов крупных электрических машин, где вал подвержен тепловому удлинению (NU, N типа позволяют валу перемещаться в осевом направлении).

3. Радиально-упорные шарикоподшипники

Воспринимают комбинированные (радиальные и одно- или двухсторонние осевые) нагрузки. Контактный угол (обычно 40°) определяет соотношение несущей способности. Требуют точной регулировки и установки парой.

• Типовое обозначение: 7222B (угол 40°).
• Назначение: Узлы, где присутствуют значительные осевые усилия: редукторы специальных приводов, шпиндели.

4. Сферические роликоподшипники

Наиболее универсальное и критически важное решение для тяжелой энергетики. Самоустанавливающиеся, компенсируют перекосы вала до 2-3°. Способны воспринимать огромные радиальные и двухсторонние осевые нагрузки. Отличаются высокой надежностью в условиях ударных и вибрационных нагрузок.

• Типовое обозначение: 22222 (серия легкая широкая), 22322 (серия средняя), 23222 (серия тяжелая с увеличенным D=200 мм).
• Назначение: Основные опорные подшипники турбогенераторов, гидрогенераторов, крупных двигателей шаровых мельниц, дымососов и дутьевых вентиляторов.

Таблица 1. Сводные данные по основным типам подшипников 110×150 мм

Тип подшипника	Пример обозначения (ГОСТ/ISO)	Габариты, dxDxB (мм)	Нагрузочная способность, кН (Динамическая C)	Предельная частота вращения (об/мин)	Основные функции в энергетике
Радиальный шариковый	6222	110x150x28	~95	6300	Вспомогательные механизмы, малонагруженные узлы
Цилиндрический роликовый	NU222	110x150x28	~180	5600	Опоры роторов с осевым смещением
Сферический роликовый (легкая серия)	22222	110x150x36	~320	3800	Основные опоры генераторов, мощных двигателей
Сферический роликовый (средняя серия)	22322	110x150x56	~480	3200	Нагруженные узлы с ударными нагрузками
Радиально-упорный шариковый	7222B	110x150x28	~110	5300	Узлы с преобладающей осевой нагрузкой

Классы точности, зазоры и натяги

Для энергетического оборудования класс точности подшипника является определяющим фактором для вибрационных характеристик и срока службы. Стандартные классы по ISO (ГОСТ 520): P0 (нормальный), P6 (повышенный), P5 (высокий), P4 (прецизионный), P2 (сверхпрецизионный). Для генераторов и крупных двигателей, как правило, используются подшипники класса P5 и выше. Радиальный зазор (люфт) – критический параметр. Для сферических роликоподшипников в электромашинах обычно выбирают зазор группы С3 (увеличенный) для компенсации теплового расширения вала и корпуса в работе. Монтаж часто осуществляется с натягом на вал для предотвращения проворачивания и обеспечения теплопередачи.

Системы смазки

В энергетике преобладают два метода смазки подшипниковых узлов данного размера:

• Консистентная (пластичная) смазка: Применяется для агрегатов с умеренными скоростями и температурой. Требует наличия канавок для закладки смазки и периодического пополнения. Преимущество – простота конструкции узла и защита от попадания влаги.
• Жидкая циркуляционная смазка (масло): Основной метод для высокоскоростных и высоконагруженных подшипников турбогенераторов. Обеспечивает отвод тепла, непрерывную очистку масла фильтрами и контроль его состояния. Система включает насосы, холодильники, фильтры и датчики.

Монтаж, эксплуатация и диагностика

Правильный монтаж подшипника 110×150 мм требует применения гидравлических или индукционных нагревателей для контролируемой посадки на вал. Запрессовка ударами недопустима. При установке необходимо контролировать соосность посадочных мест, чистоту поверхностей и смазку. В эксплуатации ключевыми параметрами для мониторинга состояния являются:

• Температура: Постоянный контроль с помощью встроенных термопар или термометров сопротивления. Резкий рост температуры свидетельствует о нарушении смазки, износе или чрезмерном натяге.
• Вибрация: Анализ спектра вибрации позволяет выявить дефекты на ранней стадии: выкрашивание тел качения, разуплотнение сепаратора, дисбаланс.
• Акустический шум: Появление посторонних звуков (гула, скрежета) – признак развивающегося повреждения.

Вопросы взаимозаменяемости и выбора аналогов

При замене подшипника необходимо учитывать не только основные размеры (110×150 мм), но и полную маркировку, включая серию по ширине, тип, класс точности и зазора. Подшипники разных производителей, но с одинаковым основным обозначением по ISO, как правило, взаимозаменяемы. Однако для ответственных узлов рекомендуется проводить проверку по каталогам на соответствие динамической (C) и статической (C0) грузоподъемности, предельной частоте вращения и массе.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Чем отличается подшипник 22222 от 22322 при одинаковом внутреннем диаметре 110 мм?

Цифра «3» в третьей позиции (после «22») указывает на серию по ширине и наружному диаметру. 22222 относится к легкой широкой серии (D=150 мм, B=36 мм). 22322 относится к средней серии, у него наружный диаметр также 150 мм, но ширина больше – 56 мм. Следовательно, подшипник 22322 имеет существенно более высокую грузоподъемность и меньшую предельную частоту вращения. Они не являются взаимозаменяемыми по месту установки из-за разной ширины.

Какой радиальный зазор следует выбирать для сферического роликоподшипника в электродвигателе на 1100 кВт?

Для большинства крупных электродвигателей с рабочей температурой подшипникового узла 70-80°C рекомендуется группа радиального зазора C3 (увеличенный). Это компенсирует разницу в тепловом расширении стального вала и чугунного или стального корпуса, предотвращая опасный осевой зажим подшипника в рабочем состоянии. Окончательный выбор должен быть согласован с инструкцией по монтажу производителя электромашины.

Каков средний расчетный ресурс подшипника 22222 в генераторе?

Номинальный расчетный ресурс L10 (при котором 90% подшипников одной партии должны отработать без признаков усталостного выкрашивания) для подшипника 22222 при номинальных нагрузках и условиях смазки составляет порядка 40-60 тысяч часов. Однако в реальных условиях на ресурс влияют десятки факторов: чистота смазочного материала, точность монтажа, вибрации, перегрузки, температурный режим. При правильной эксплуатации и обслуживании фактический ресурс может значительно превышать расчетный.

Можно ли заменить циркуляционную масляную смазку на консистентную в существующем узле?

Категорически не рекомендуется без проведения глубокого инженерного анализа и, возможно, переделки узла. Циркуляционная система не только смазывает, но и интенсивно охлаждает подшипник. Переход на пластичную смазку приведет к ухудшению теплоотвода, риску перегрева и резкому снижению ресурса. Кроме того, конструкция уплотнений для разных типов смазки принципиально различается.

Как определить необходимость замены подшипника по вибродиагностике?

Критическими признаками являются:

• Рост общего уровня виброскорости или виброускорения сверше допустимых норм (ISO 10816).
• Появление в спектре вибрации четких гармоник частоты вращения, особенно высших (2x, 3x об/мин).
• Возникновение характерных частот дефектов: частоты перекатывания тел качения по наружному и внутреннему кольцу, частота сепаратора. Их наличие и рост амплитуды указывают на начало выкрашивания.

При появлении таких признаков необходимо планировать останов агрегата для ревизии узла.

Заключение

Подшипники типоразмера 110×150 мм являются критически важными компонентами в энергетическом оборудовании. Их корректный выбор, основанный на анализе типа нагрузок, скоростного режима и условий эксплуатации, определяет надежность и долговечность всей машины. Применение сферических роликоподшипников в данном размерном ряду является отраслевым стандартом для основных опор генераторов и крупных двигателей благодаря их способности компенсировать перекосы и воспринимать тяжелые комбинированные нагрузки. Успешная эксплуатация невозможна без строгого соблюдения правил монтажа, использования качественных смазочных материалов и внедрения системы мониторинга состояния по температуре и вибрации. Понимание полной маркировки, параметров и особенностей каждого типа подшипника позволяет специалистам принимать обоснованные технические решения, обеспечивающие бесперебойную работу энергетических объектов.