Роликовые сферические подшипники ZWZ: конструкция, применение и технические особенности
Роликовые сферические подшипники качения производства ZWZ (Китай) представляют собой ключевые узлы, предназначенные для работы в условиях значительных радиальных нагрузок, комбинированных нагрузок и несоосности валов. Завод ZWZ (Zhongzhou Wangzun Bearing Co., Ltd.) является одним из крупнейших производителей подшипниковой продукции в Китае, выпуская широкий спектр изделий, соответствующих международным стандартам ISO. Данные подшипники характеризуются двухрядной конструкцией с симметричными бочкообразными роликами, которые катятся по общей сферической дорожке качения на наружном кольце. Это позволяет компенсировать перекосы вала относительно корпуса до 1.5°-2.5°, что критически важно для тяжелого промышленного оборудования.
Конструктивные особенности и принцип работы
Конструкция сферического роликового подшипника ZWZ включает несколько базовых элементов: наружное кольцо со сферической беговой дорожкой, внутреннее кольцо с двумя дорожками качения, разделенные центрирующим бортом, два ряда бочкообразных роликов и сепаратор, удерживающий ролики. Центрирующий бортик на внутреннем кольце обеспечивает правильное позиционирование роликов и восприятие осевых нагрузок. Сепараторы изготавливаются из штампованной стали, механически обработанной стали или полиамида, в зависимости от серии и условий эксплуатации. Способность к самоустановке достигается за счет геометрического соответствия сферической поверхности наружного кольца и профиля роликов, что позволяет подшипнику функционировать даже при значительном угле перекоса.
Основные серии и типоразмеры
ZWZ производит сферические роликовые подшипники в соответствии с общепринятой размерной классификацией. Основные серии, поставляемые на рынок, включают:
- Серия 222.. (CC, CA, MB): Подшипники с цилиндрическим отверстием и симметричными роликами. Обозначение CA указывает на сепаратор из штампованной стали, MB – на сепаратор из механически обработанной стали.
- Серия 223.. (CC, CA, MB): Усиленная серия с увеличенным сечением, предназначенная для экстремальных радиальных нагрузок.
- Серия 230.., 231.., 232.., 239..: Серии с различными габаритными размерами и грузоподъемностью.
- Серия 240.., 241..: Сверхтяжелая серия для особо нагруженных применений.
- С конусным отверстием (обозначение K): Например, 222..K. Предназначены для установки на коническую втулку, что обеспечивает более точную и надежную посадку на вал.
- С уплотнениями: Модификации с защитными шайбами или контактными уплотнениями (обозначения RS, 2RS) для работы в запыленных условиях.
- Электрогенераторы и турбины: Опорные и упорно-опорные узлы вспомогательных механизмов, системы регулирования.
- Приводы мощных вентиляторов и дымососов: Валы больших диаметров, работающие в условиях теплового расширения и вибрации.
- Конвейерные системы топливоподачи: Приводные барабаны, роликоопоры тяжелых ленточных конвейеров, подверженные воздействию абразивной пыли.
- Крановое оборудование: Механизмы подъема и передвижения мостовых, портальных кранов, где присутствуют значительные радиальные нагрузки и перекосы.
- Насосное оборудование: Циркуляционные, питательные и другие типы насосов.
- Редукторы и мультипликаторы: Особенно крупногабаритные редукторы в ветроэнергетике или приводных системах.
- 22220: Обозначение серии и размера (основной типоразмер).
- C: Конструкция сепаратора и роликов (симметричные ролики).
- A: Модификация внутреннего устройства (здесь не несет отдельного смысла без каталога).
- K: Конусное отверстие с уклоном 1:12.
- W33: Наличие смазочной канавки и трех отверстий в наружном кольце.
- Неправильный монтаж: Перекос при запрессовке, ударные нагрузки при установке, повреждение сепаратора.
- Недостаточная или загрязненная смазка: Приводит к абразивному износу, задирам и перегреву.
- Перегрев: Вызванный чрезмерным натягом, отсутствием зазора, перегрузкой или неподходящей смазкой.
- Попадание абразивных частиц: При неэффективном уплотнении приводит к выкрашиванию и ускоренному износу дорожек качения.
- Усталость материала: Естественный процесс при длительной циклической нагрузке, проявляющийся в виде выкрашивания.
Материалы и технологии производства
ZWZ использует для производства подшипников сталь марки GCr15SiMn (аналог SAE 52100) и ее модификации, что соответствует высоким требованиям к износостойкости и усталостной прочности. Ключевые этапы производства включают ковку заготовок, токарную обработку, термообработку (закалка и отпуск), шлифовку дорожек качения и сверхтонкую обработку (хонингование). Контроль качества на всех этапах обеспечивает соответствие продукции стандартам точности (классы P0, P6, P5 по ISO). Для особо тяжелых условий (ударные нагрузки, загрязненная среда) предлагаются подшипники из цементуемой стали или с поверхностным упрочнением.
Области применения в энергетике и смежных отраслях
В энергетическом секторе сферические роликовые подшипники ZWZ находят применение в критически важном оборудовании:
Таблица сравнения основных серий ZWZ
| Серия | Особенности конструкции | Преимущественное применение | Угол перекоса, макс. |
|---|---|---|---|
| 222.. CA/W33 | Симметричные ролики, сепаратор из штампованной стали, смазочный паз и отверстия в наружном кольце (W33). | Универсальное применение в редукторах, вентиляторах, средненагруженных валах. | 1.5° — 2.5° |
| 223.. MB/C3 | Усиленная конструкция, сепаратор из механически обработанной стали, увеличенный радиальный зазор (C3). | Тяжелонагруженное оборудование: прокатные станы, мощные конвейеры, дробилки. | 1.5° — 2.5° |
| 240.. CCK30/C4 | Сверхтяжелая серия с конусным отверстием (K) и углом конусности 1:30, увеличенный радиальный зазор C4. | Крайне тяжелые и ударные нагрузки: карьерное оборудование, мощные генераторы. | ~1.5° |
| 231.. 2RS | Модификация с двухсторонними контактными уплотнениями. | Оборудование, работающее в условиях высокой запыленности или влажности без возможности частого обслуживания. | ~1.0° |
Монтаж, смазка и обслуживание
Правильный монтаж является залогом долговечности подшипника. Для изделий с цилиндрическим отверстием применяется прессовая посадка с использованием монтажной оправки, передающей усилие на нажимное кольцо. Подшипники с конусным отверстием монтируются на закрепительную или отжимную втулку, что обеспечивает точную регулировку натяга. Смазка – критический фактор. ZWZ рекомендует использовать консистентные смазки на литиевой или комплексной литиевой основе для большинства применений, а также высококачественные минеральные или синтетические масла для высокоскоростных узлов. Наличие смазочных канавок и отверстий (обозначение W33) облегчает обслуживание. Интервалы повторной смазки рассчитываются исходя из типа подшипника, скорости вращения, температуры и условий работы.
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
Чем подшипники ZWZ отличаются от аналогов ведущих мировых брендов (SKF, FAG, TIMKEN)?
Подшипники ZWZ производятся в соответствии с международными стандартами ISO, что обеспечивает полную геометрическую и размерную взаимозаменяемость. Основные отличия заключаются в используемых марках стали и глубине технологического контроля на всех этапах. ZWZ предлагает конкурентное соотношение цены и производительности, особенно для применений со стандартными условиями нагрузки. Для ответственных узлов с экстремальными параметрами ведущие бренды могут иметь преимущество в ресурсе за счет применения специальных сталей и покрытий.
Как расшифровать маркировку сферического роликового подшипника ZWZ?
Маркировка следует международной системе. Пример: 22220 CAK/W33.
Для точной интерпретации необходимо обращаться к актуальному каталогу ZWZ.
Каков рекомендуемый радиальный зазор (C3, C4) для применения в электродвигателях и вентиляторах?
Для большинства применений в электродвигателях и вентиляторах энергетического сектора, где рабочие температуры умеренно повышенные, стандартно применяется группа радиального зазора C3 (больше нормального). Это компенсирует тепловое расширение внутреннего кольца при работе. В узлах с высокими тепловыми нагрузками (например, рядом с котлом) или при использовании массивных стальных валов может потребоваться зазор C4. Точный выбор требует теплового расчета.
Можно ли использовать подшипники ZWZ в ремонте импортного оборудования вместо оригинальных?
Да, при условии точного соответствия типоразмера, серии и класса допуска. Перед установкой необходимо сверить все геометрические параметры: внутренний/наружный диаметр, ширину, радиус монтажной фаски, а также конструктивные особенности (наличие канавки W33, тип сепаратора, конусность отверстия). Для ответственных узлов рекомендуется проводить вибродиагностику после замены в ходе пробного пуска.
Какие основные причины выхода из строя сферических роликовых подшипников ZWZ на практике?
Заключение
Роликовые сферические подшипники ZWZ являются надежным и экономически эффективным решением для широкого спектра задач в энергетической и тяжелой промышленности. Их способность компенсировать несоосность, высокая радиальная грузоподъемность и адаптивность к сложным условиям эксплуатации делают их востребованными как при новом строительстве, так и при ремонте оборудования. Успешное применение напрямую зависит от корректного выбора типоразмера и серии, соблюдения технологий монтажа и обеспечения качественного систематического обслуживания, прежде всего, правильной смазки. Использование продукции ZWZ в рамках продуманной технической политики позволяет обеспечить высокую надежность и долговечность вращающихся узлов ответственного оборудования.