Подшипники 90х120 мм

Подшипники 90х120 мм: технические характеристики, классификация и применение в электротехнике

Размер 90х120 мм обозначает стандартизированные габариты подшипника качения: внутренний диаметр (d) – 90 мм, наружный диаметр (D) – 120 мм. Данный типоразмер относится к категории среднегабаритных подшипников и находит широкое применение в различных отраслях промышленности, включая энергетику, где надежность и долговечность вращающихся узлов являются критически важными параметрами. В контексте электротехнической продукции подшипники этого размера чаще всего используются в мощных электродвигателях, генераторах, турбомашинах, крупных вентиляторных установках и другом оборудовании, требующем высокой механической стабильности.

Основные типы подшипников 90х120 мм и их конструктивные особенности

В размерном ряду 90х120 мм производятся несколько основных типов подшипников, выбор которых определяется условиями эксплуатации: характером нагрузок, скоростью вращения, требованиями к точности и жесткости.

1. Радиальные шарикоподшипники

Наиболее распространенный тип для восприятия радиальных нагрузок и умеренных осевых нагрузок в двух направлениях. В размере 90х120 мм часто выполняются как однорядные шарикоподшипники (тип 6000, 6200, 6300 по ISO). Для данного типоразмера характерна высокая частота вращения и низкий уровень шума. В энергетике применяются в вспомогательных механизмах, насосах, вентиляторах средней мощности.

2. Радиально-упорные шарикоподшипники

Способны воспринимать комбинированные (радиальные и однонаправленные осевые) нагрузки. Контактный угол (обычно 15°, 25° или 40°) определяет соотношение несущей способности по осевой и радиальной составляющим. Часто устанавливаются парами с предварительным натягом для повышения жесткости узла, что критически важно для валов мощных генераторов или высокоскоростных электродвигателей, где необходимо минимизировать осевое и радиальное биение.

3. Конические роликоподшипники

Предназначены для восприятия значительных радиальных и односторонних осевых нагрузок. Благодаря линейному контакту тел качения с дорожками имеют высокую грузоподъемность, но, как правило, более низкие предельные скорости вращения по сравнению с шарикоподшипниками. В размере 90х120 мм используются в тяжелонагруженных редукторах, механизмах поворота, опорных узлах с выраженными комбинированными нагрузками.

4. Сферические роликоподшипники

Отличаются самоустанавливающейся способностью, компенсирующей несоосность вала и корпуса до нескольких градусов. Обладают очень высокой радиальной и умеренной осевой грузоподъемностью. Применение подшипников 90х120 мм сферического типа в энергетике актуально для валов, подверженных прогибам, или в узлах с возможными монтажными погрешностями, например, в крупных вентиляторах дымоудаления или конвейерных системах топливоподачи.

5. Упорные и упорно-радиальные подшипники

Специализированы для восприятия преимущественно осевых нагрузок. В чисто упорном исполнении (шариковом или роликовом) размер 90х120 мм может обозначать внутренний диаметр и наружный диаметр сепаратора или комплекта. Находят применение в вертикальных гидроагрегатах, турбинах, где необходимо фиксировать вал в осевом направлении.

Ключевые технические параметры и выбор

Выбор конкретного подшипника 90х120 мм осуществляется на основе расчета эквивалентной динамической (P) и статической (P0) нагрузки, требуемого ресурса (L10) в часах, допустимых скоростей вращения и условий смазки.

Системы смазки и уплотнения

Для обеспечения долговечной работы подшипникового узла 90х120 мм в энергетическом оборудовании критически важна правильная организация смазки.

• Консистентная смазка: Наиболее распространенный метод для подшипников, работающих в умеренных скоростных и температурных режимах. Преимущества: простота обслуживания, эффективная защита от загрязнений. Требует периодической регламентной замены смазки. Для размеров 90х120 мм объем закладываемой смазки рассчитывается исходя из внутреннего свободного пространства подшипникового узла.
• Жидкая циркуляционная смазка (масло): Применяется в высокоскоростных или сильнонагруженных узлах (например, в опорах турбогенераторов), где необходимо эффективное отведение тепла. Система включает насос, фильтры, теплообменник и обеспечивает постоянную подачу очищенного и охлажденного масла в зону контакта.
• Системы уплотнения: Для защиты зоны контакта от попадания влаги, абразивной пыли (например, угольной) и удержания смазки используются различные уплотнения:
  • Контактные манжетные уплотнения (сальники).
  • Бесконтактные лабиринтные уплотнения (эффективны в комбинации с нагнетанием чистого воздуха).
  • Комбинированные уплотнения (2RS – подшипники с двухсторонними резиновыми втулками).

Монтаж, демонтаж и техническое обслуживание

Правильный монтаж подшипников 90х120 мм – залог их безотказной работы на весь расчетный ресурс.

• Температурный метод монтажа: Наиболее рекомендуемый способ для установки подшипников этого размера на вал. Подшипник равномерно нагревается в масляной ванне или с помощью индукционного нагревателя до температуры 80-110°C (не более 125°C), после чего свободно насаживается на посадочное место. Запрещается нагрев открытым пламенем.
• Посадочные натяги: Внутреннее кольцо, как правило, устанавливается на вал с натягом, предотвращающим проворачивание. Наружное кольцо в корпусе обычно имеет посадку с небольшим зазором для возможности осевого перемещения при тепловом расширении (исключение – фиксированные опоры, где оба кольца закреплены).
• Контроль зазоров: Для радиально-упорных и конических роликоподшипников, устанавливаемых парами, обязательна регулировка осевого зазора (предварительного натяга) с помощью комплекта прокладок или регулировочных гаек.
• Диагностика в процессе эксплуатации: Регулярный мониторинг состояния подшипниковых узлов включает:
  • Вибродиагностику для выявления ранних стадий повреждения дорожек качения и тел качения.
  • Контроль температуры (перегрев свидетельствует о чрезмерном натяге, недостатке или деградации смазки).
  • Акустический контроль на предмет посторонних шумов (стук, скрежет, визг).

Типовые применения в энергетической отрасли

• Электродвигатели и генераторы средней и большой мощности: Подшипники 90х120 мм часто используются в качестве опор вала ротора. Со стороны привода может устанавливаться радиально-упорный шарикоподшипник, фиксирующий ротор в осевом направлении, а на противоположной стороне – радиальный шарикоподшипник, позволяющий валу свободно расширяться.
• Турбомеханизмы: Во вспомогательных турбинах, турбокомпрессорах.
• Насосное оборудование: В циркуляционных, питательных, конденсатных насосах тепловых и атомных электростанций.
• Системы вентиляции и дымоудаления: В подшипниковых узлах валов главных вентиляторов градирен, дутьевых вентиляторов и дымососов котельных агрегатов, где могут применяться сферические роликоподшипники, компенсирующие перекосы длинного вала.
• Крановое и грузоподъемное оборудование: В механизмах подъема и передвижения кранов на территории энергопредприятий.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Чем отличается подшипник 6318 от 6318-2RS?

Подшипник 6318 – это радиальный однорядный шарикоподшипник с защитными металлическими штампованными шайбами (ZZ) или без них (открытый). Обозначение 6318-2RS указывает на наличие двухстороннего контактного резинового уплотнения. Такое исполнение лучше защищает от загрязнений и удерживает консистентную смазку, но создает дополнительное трение, что несколько снижает предельную частоту вращения по сравнению с открытым или защищенным металлической шайбой подшипником.

Как определить необходимый класс точности подшипника 90х120 мм для электродвигателя?

Для подавляющего большинства промышленных электродвигателей общего назначения достаточно подшипников нормального класса точности (P0 по ISO, класс 0 по ГОСТ). Для двигателей особо точных приводов, высокоскоростных электродвигателей или главных приводов турбогенераторов могут потребоваться классы повышенной точности: P6, P5 или даже P4. Эти классы обеспечивают минимальное биение, снижают вибрацию и шум, но их стоимость существенно выше.

Каков расчетный ресурс подшипника 90х120 мм в насосе?

Расчетный ресурс L10 (часы наработки, при которых не менее 90% подшипников из группы должны оставаться работоспособными) определяется по формуле, учитывающей динамическую грузоподъемность (C) и эквивалентную динамическую нагрузку (P). Для типового насоса с правильно подобранным подшипником 90х120 мм (например, 6318), работающего в номинальном режиме без перегрузок и с правильной смазкой, ресурс может составлять от 40 до 100 тысяч часов. Однако на практике ресурс сокращается из-за влияния загрязнения смазки, вибраций, перекосов и нарушения режимов смазывания.

Можно ли заменить шарикоподшипник на роликовый того же размера 90х120 мм?

Прямая замена без перерасчета узла недопустима. Несмотря на идентичные посадочные размеры, роликовые подшипники (конические, сферические) имеют другие габариты по ширине (B), радиальные и осевые зазоры, требуют иных условий смазки и регулировок. Такая замена может привести к перегреву, заклиниванию или разрушению узла из-за несоответствия кинематики и нагрузок.

Как часто необходимо проводить замену смазки в подшипниковом узле с подшипником 90х120 мм?

Периодичность пересмазки зависит от типа подшипника, скорости вращения, рабочей температуры и условий эксплуатации. Для подшипников с консистентной смазкой в умеренном режиме работы (например, в вентиляторе) интервал может составлять 12-24 месяца. Для высокоскоростных или высокотемпературных узлов интервал сокращается. Точные рекомендации содержатся в руководстве по эксплуатации основного оборудования (насоса, двигателя). Критерием необходимости замены смазки также является ее визуальное состояние: наличие загрязнений, потемнение, затвердевание или выделение масла.

Что означает маркировка на подшипнике, например, «6318 C3»?

«6318» – это условное обозначение типоразмера (серия 63, внутренний диаметр 90 мм). Буквенно-цифровая комбинация «C3» указывает на группу радиального зазора. «C3» означает зазор, больший, чем нормальный (стандартный CN). Такой увеличенный зазор выбирается для узлов, где ожидается значительный нагрев внутреннего кольца относительно наружного (например, в электродвигателях, насосах), чтобы при тепловом расширении рабочий зазор не превратился в опасный натяг.