Подшипники радиально-упорные 130 мм

Подшипники радиально-упорные 130 мм: конструкция, типы, применение и подбор

Радиально-упорные подшипники качения с посадочным диаметром внутреннего кольца 130 мм представляют собой высокотехнологичные узлы, предназначенные для одновременного восприятия комбинированных нагрузок – радиальных и осевых в одном направлении. Их ключевая особенность – угол контакта между линиями, соединяющими точки контакта шариков с дорожками качения, и плоскостью, перпендикулярной оси вращения. Этот угол, обозначаемый α, определяет соотношение несущей способности: чем он больше, тем выше способность воспринимать осевую нагрузку. Подшипники данного типоразмера широко применяются в тяжелом энергетическом оборудовании, крупных электродвигателях, редукторах, шпиндельных узлах и насосных агрегатах.

Конструктивные особенности и принцип действия

Конструкция радиально-упорного шарикоподшипника 130 мм базируется на четырех основных компонентах: внутреннем кольце с увеличенным плечом на одной стороне, наружном кольце, комплекте шариков и сепараторе, удерживающим шарики. Дорожки качения на кольцах смещены относительно друг друга, что и формирует угол контакта. Благодаря этой геометрии, осевая нагрузка, действующая на подшипник, раскладывается на силу, действующую на дорожки качения, что позволяет эффективно ее воспринимать. Для обеспечения работоспособности такие подшипники почти всегда требуют регулировки осевого зазора (преднатяга) в узле и должны устанавливаться парно (вторым подшипником или аналогичным, установленным встречно) для фиксации вала в двух направлениях.

Основные типы и серии подшипников 130 мм

В размерном ряду 130 мм (посадочный диаметр d=130 мм) представлены несколько основных серий, различающихся углом контакта, конструкцией и грузоподъемностью. Наружные диаметры (D) и ширины (B) варьируются в зависимости от серии.

Материалы, смазка и условия работы

Для подшипников 130 мм, работающих в ответственных узлах энергетики, используются подшипниковые стали марки ШХ15 или их зарубежные аналоги (100Cr6). Для работы в условиях повышенных температур, агрессивных сред или при необходимости повышенной надежности применяются стали, легированные молибденом и марганцем (например, 52100), или выполняют поверхностное упрочнение. Смазка является критическим фактором. Возможны следующие варианты:

• Пластичные смазки (ЛИТОЛ-24, ЦИАТИМ-201, Molykote и др.): Наиболее распространенный способ для узлов, не требующих частого обслуживания. Смазка закладывается на 1/3-1/2 свободного объема полости подшипника при монтаже.
• Жидкое циркуляционное масло: Применяется в высокоскоростных или сильно нагруженных узлах (например, в турбомашинах). Обеспечивает отвод тепла и непрерывное обновление смазывающей пленки.
• Консистентная смазка с твердыми наполнителями: Для тяжелонагруженных низкоскоростных узлов, работающих в условиях ударных нагрузок.

Рабочий температурный диапазон для стандартных подшипников составляет от -30°C до +120°C (кратковременно до +150°C). При использовании специальных масел, смазок и сепараторов диапазон расширяется.

Области применения в энергетике и смежных отраслях

Подшипники данного типоразмера находят применение в узлах с высокими требованиями к точности и нагрузкам:

• Крупные асинхронные и синхронные электродвигатели (мощностью от сотен кВт до нескольких МВт): Установка в опорах ротора для фиксации его осевого положения и восприятия магнитных тяжений.
• Редукторы и мультипликаторы турбин и генераторов: Работа в условиях высоких окружных скоростей и передаваемых мощностей.
• Насосное оборудование (питательные, циркуляционные, сетевые насосы): Восприятие осевого усилия, создаваемого рабочим колесом, и радиальных нагрузок от вала.
• Оборудование для ветроэнергетики: В составе генераторов и поворотных механизмов гондол (как правило, в специальном исполнении).
• Шпиндельные узлы крупных станков для обработки компонентов энергетического оборудования.

Монтаж, регулировка и обслуживание

Правильный монтаж радиально-упорного подшипника 130 мм определяет его ресурс. Ключевые этапы:

1. Подготовка посадочных мест: Посадочные поверхности вала и корпуса должны иметь чистоту, требуемую шероховатость (Ra не более 0.8 мкм) и точность формы. Для вала диаметром 130 мм рекомендуются посадки: кольца, нагруженного циркуляционно – k5, m5; кольца, нагруженного местно – H6, J6.
2. Термическая посадка: Нагревание подшипника в масляной ванне до 80-100°C для безударной установки на вал. Запрещается нагрев открытым пламенем.
3. Регулировка осевого зазора (преднатяга): Осуществляется после установки подшипника в узел. Методы регулировки:
   • С помощью комплекта прокладок под крышку корпуса.
   • Гайкой с стопорением на валу с резьбой.
   • Через регулировочное кольцо между наружными кольцами парной установки.

   Величина преднатяга задается технической документацией на узел и контролируется индикатором часового типа.

4. Смазывание и герметизация: Полость подшипника заполняется смазкой, устанавливаются манжетные или лабиринтные уплотнения.

Критерии выбора и расчет ресурса

Выбор конкретного подшипника 130 мм осуществляется на основе инженерного расчета, учитывающего:

• Величину и направление действующих радиальных (Fr) и осевых (Fa) нагрузок.
• Скорость вращения (n).
• Требуемый срок службы в часах (L10h).
• Условия эксплуатации (температура, запыленность, вибрации).

Базовый расчетный ресурс (L10) в миллионах оборотов определяется по формуле, учитывающей динамическую грузоподъемность (C) и эквивалентную динамическую нагрузку (P): L10 = (C/P)^p, где p=3 для шариковых подшипников. Ресурс в часах: L10h = (10^6 / (60 n)) L10. Для тяжелонагруженных узлов энергетики также обязателен проверочный расчет по статической грузоподъемности (C0).

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Чем отличается серия 7226 B от 7326 B, если оба имеют угол контакта 40°?

Серия 7326 B имеет значительно большие габаритные размеры (наружный диаметр 280 мм против 230 мм у 7226 B) и, как следствие, большее количество шариков большего диаметра. Это обеспечивает более высокие значения динамической (C) и статической (C0) грузоподъемностей, но приводит к снижению предельной частоты вращения и увеличению массы и габаритов узла.

Можно ли установить один радиально-упорный подшипник 130 мм в опору?

Как правило, нет. Одиночный радиально-упорный подшипник воспринимает осевую нагрузку только в одном направлении. Для фиксации вала в обоих осевых направлениях необходима установка второго подшипника (встречно на том же валу) или применение пары с одним радиально-упорным и одним упорным или радиальным подшипником. Исключение – некоторые узлы, где осевая нагрузка действует строго в одну сторону и есть жесткий упор в корпусе.

Как определить необходимый угол контакта для применения в насосном агрегате?

Выбор угла контакта (25°, 30°, 40°) зависит от соотношения осевой (Fa) и радиальной (Fr) нагрузок. Эмпирическое правило: при Fa/Fr ≤ 0.7 можно рассматривать подшипники с углом 25° (серия 71900 AC). При Fa/Fr > 0.7 и до 1.25 – оптимальны углы 30°-40° (серии 7200 B, 7300 B). Окончательный выбор требует точного расчета эквивалентной нагрузки и сравнения с каталожными данными подшипников разных серий.

Что означает маркировка «AC» в обозначении подшипника 71926 AC?

Буквенное обозначение «AC» указывает на конструкцию сепаратора и угол контакта. В данном контексте «AC» чаще всего означает, что подшипник имеет угол контакта 25° и сепаратор, выполненный из полиамида (PA66), армированного стекловолокном, что является стандартом для высокоскоростных прецизионных подшипников. В других обозначениях «B» часто соответствует углу 40°, а «CD» – двурядному исполнению.

Каковы признаки выхода из строя радиально-упорного подшипника 130 мм и причины?

Основные признаки: повышенный шум (вой, гул), вибрация, нагрев узла выше 70-80°C при нормальной нагрузке. Причины выхода из строя:

• Недостаточный или чрезмерный преднатяг: Ведущая причина. Недостаточный приводит к осевым биениям, чрезмерный – к перегреву и катастрофическому износу.
• Неправильная посадка (слишком свободная или тугая).
• Загрязнение смазки или ее отсутствие.
• Перегрузка или ударные нагрузки, превышающие статическую грузоподъемность.
• Перекос внутреннего или наружного колец при монтаже.

Требуется ли повторная регулировка преднатяга после пробного запуска?

Да, это рекомендуемая процедура для ответственных узлов. После монтажа и первоначальной регулировки узел запускается на холостом ходу и выходит на рабочую температуру. Затем останавливается, остывает, и осевой зазор проверяется снова. Из-за приработки и температурных деформаций деталей первоначальная настройка может измениться. При необходимости регулировка повторяется для достижения значений, указанных в паспорте оборудования.