Подшипники 42х90 мм
Подшипники качения с размерами 42×90 мм: технические характеристики, классификация и применение в электротехнике и энергетике
Габаритные размеры 42×90 мм относятся к подшипникам качения, где 42 мм – это внутренний диаметр (d), а 90 мм – наружный диаметр (D). Данный типоразмер является широко распространенным в промышленном оборудовании, включая электродвигатели средней мощности, насосы, вентиляторы, редукторы и другие агрегаты, используемые в энергетическом комплексе. Подшипники этих размеров обеспечивают надежную поддержку валов, воспринимают радиальные и осевые нагрузки, определяя общий ресурс и эффективность работы механизмов.
Классификация и конструктивные особенности подшипников 42×90 мм
В размерном ряду 42×90 мм представлены несколько основных типов подшипников, различающихся по конструкции, характеру воспринимаемой нагрузки и условиям эксплуатации. Выбор конкретного типа зависит от кинематической схемы узла, величин и направлений нагрузок, частоты вращения, требований к точности и уровню вибрации.
1. Радиальные шарикоподшипники (тип 60000, 160000, 60000-2RS и др.)
Наиболее универсальный и часто применяемый тип. Способен воспринимать преимущественно радиальные нагрузки, а также ограниченные осевые нагрузки в обоих направлениях. Отличается низким моментом трения и высокой предельной частотой вращения.
- Открытые (например, 60084): Не имеют уплотнений. Требуют периодической подачи пластичной или жидкой смазки извне. Применяются в узлах, где возможен контроль и обслуживание смазки.
- С двухсторонними защитными шайбами (2Z, ZZ): Имеют штампованные металлические шайбы с зазором. Защищают от попадания крупных частиц, но не обеспечивают герметичность. Сохраняют необходимость во внешней смазке.
- С двухсторонними контактными уплотнениями (2RS, RS): Оснащены резиновыми уплотнительными кольцами, прижатыми к внутреннему кольцу. Эффективно защищают от загрязнений и удерживают пластичную смазку. Являются необслуживаемыми на весь срок службы. Широко применяются в электродвигателях общего назначения.
2. Радиально-упорные шарикоподшипники (тип 70000)
Конструктивно способны воспринимать комбинированные (радиальные и однонаправленные осевые) нагрузки. Угол контакта (обычно 15°, 25°, 40°) определяет соотношение несущей способности по осевой и радиальной составляющим. Для работы требуют точной регулировки и установки парой (например, в шпинделях, высокоскоростных редукторах). В размер 42×90 мм могут входить, например, подшипники серии 7208B (угол контакта 40°).
3. Сферические роликоподшипники (тип 20000, 30000)
Предназначены для восприятия очень высоких радиальных нагрузок и умеренных осевых нагрузок в обоих направлениях. Их ключевая особенность – самоустанавливаемость, компенсирующая несоосность вала и корпуса до 2-3°. Незаменимы в тяжелонагруженном оборудовании: турбинах, крупных насосах, вентиляторах дымоудаления, конвейерных линиях. Для размера 42×90 мм примером может служить подшипник 22208 (серия 22200) или 2308 (серия 2300).
4. Цилиндрические роликоподшипники (тип N, NU, NJ, NF)
Обладают высокой радиальной грузоподъемностью и жесткостью. Не воспринимают осевые нагрузки (за исключением некоторых разновидностей, например, NJ с бортами). Применяются в узлах с чисто радиальным нагружением: редукторах, шпинделях, опорах валов генераторов. Тип NU (с двумя бортами на наружном кольце) позволяет осевое смещение вала внутри подшипника, что важно для компенсации тепловых расширений.
Основные технические параметры и выбор
При подборе подшипника 42×90 мм для ответственного применения в энергетике необходимо анализировать следующие ключевые параметры, которые регламентируются стандартами ISO и ГОСТ.
| Тип подшипника (пример обозначения) | Ширина, B (мм) | Радиальная динамическая грузоподъемность, Cr (кН) | Радиальная статическая грузоподъемность, C0r (кН) | Предельная частота вращения при жидкой смазке (об/мин) | Основное назначение и особенности |
|---|---|---|---|---|---|
| Радиальный шариковый 60084 (открытый) | 23 | 33.2 | 19.0 | 9000 | Универсальный, высокооборотный, для обслуживаемых узлов. |
| Радиальный шариковый с уплотнением 60084-2RS | 23 | 28.5 | 16.8 | 7500 | Для электродвигателей, насосов, вентиляторов. Необслуживаемый. |
| Сферический роликовый 22208 | 23 | 89.0 | 80.0 | 6300 | Высокие радиальные и ударные нагрузки, несоосность. |
| Цилиндрический роликовый NU208 | 23 | 63.0 | 60.0 | 9500 | Чисто радиальные нагрузки, высокая жесткость и точность. |
| Радиально-упорный шариковый 7208B (40°) | 23 | 36.8 | 24.5 | 8000 | Комбинированные нагрузки, установка парой, высокая точность. |
Ключевые аспекты применения в энергетике и электротехнике
1. Электродвигатели
В асинхронных электродвигателях мощностью от 15 до 75 кВт часто используются подшипники с размерами 42×90 мм (серии 208, 308). Со стороны привода, как правило, устанавливается радиальный шарикоподшипник с двухсторонним уплотнением (например, 6208-2RS), а со стороны противоприводной – тот же подшипник или, в случае значительных осевых нагрузок от вентилятора, радиально-упорный. Критически важным является правильный тепловой зазор и запрессовка для предотвращения проскальзывания колец и возникновения токов Фуко.
2. Насосное оборудование
В центробежных и поршневых насосах, включая питательные, циркуляционные и сетевые насосы ТЭЦ и АЭС, подшипники 42×90 мм работают в условиях воздействия вибрации, возможной кавитации и агрессивных сред. Здесь применяются как сферические роликоподшипники (для тяжелых условий), так и специальные серии шарикоподшипников с усиленными уплотнениями и смазкой на широкий температурный диапазон.
3. Вентиляторы и дымососы
Для вентиляторов систем охлаждения и дымососов характерны средние скорости и значительные неуравновешенные нагрузки. Сферические роликоподшипники (например, 22208) являются предпочтительным выбором благодаря способности компенсировать перекосы и воспринимать ударные нагрузки от потока газов.
4. Редукторы и мультипликаторы
В зубчатых передачах, где вал имеет диаметр 42 мм, могут применяться цилиндрические роликоподшипники (NU208, NJ208) для чисто радиального нагружения и высокой точности позиционирования шестерни, либо конические роликоподшипники (хотя в размерном ряду 42×90 мм они встречаются реже), если присутствует осевая составляющая от зубчатого зацепления.
Монтаж, смазка и техническое обслуживание
Правильный монтаж – залог выработки полного ресурса подшипника. Для установки на вал диаметром 42 мм, как правило, используется термическая (нагрев индуктором или в масляной ванне до 80-110°C) или механическая (прессование через оправку) посадка с натягом. Посадка в корпус обычно осуществляется по переходной или легкой подвижной посадке. Крайне важно обеспечить соосность посадочных мест и чистоту рабочих поверхностей.
Смазка является определяющим фактором для срока службы. Для подшипников с уплотнениями (2RS) используется закладная пластичная смазка на литиевой или комплексной основе (например, NLGI 2). Для высокоскоростных или высокотемпературных открытых подшипников может применяться циркуляционная жидкая смазка (индустриальные масла ISO VG 68 или 100). В энергетике особое внимание уделяется стойкости смазки к окислению и ее диэлектрическим свойствам.
Диагностика состояния подшипников в энергооборудовании проводится методами вибромониторинга и анализа акустической эмиссии. Рост уровня вибрации в высокочастотном диапазоне (до 20 кГц) часто свидетельствует о начале развития дефектов на рабочих поверхностях качения.
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
1. Чем отличается подшипник 208 от 308 при одинаковом внутреннем диаметре 40 мм?
Цифры в обозначении относятся к серии по ширине и наружному диаметру. И 208, и 308 имеют d=40 мм (не 42 мм). Однако, для d=42 мм аналогичное правило: подшипник 6084 (серия 60) имеет меньшую ширину и наружный диаметр, чем подшипник 308 (серия 3) при том же d=42 мм. 308 будет иметь большие габариты D и B, а следовательно, и более высокую грузоподъемность.
2. Можно ли заменить подшипник с защитными шайбами (ZZ) на подшипник с контактными уплотнениями (2RS) в электродвигателе?
Да, такая замена часто допустима и даже предпочтительна для увеличения интервала обслуживания. Однако необходимо учитывать, что уплотнения создают дополнительное трение, что может незначительно снизить частоту вращения и увеличить рабочую температуру. Также нужно убедиться в термостойкости материала уплотнения.
3. Как определить необходимый класс точности подшипника для редуктора турбины?
Для большинства промышленных применений в энергетике достаточно нормального класса точности P0 (стандартный). Для высокоскоростных шпинделей, прецизионных редукторов или особо ответственных узлов генераторов могут потребоваться классы P6, P5 или выше, которые обеспечивают минимальное биение и повышенную стабильность геометрии.
4. Что означает маркировка C3 в обозначении подшипника (например, 6208 C3) и когда она нужна?
C3 обозначает группу радиального зазора в подшипнике, которая больше нормальной (стандартной группы CN). Такой увеличенный зазор необходим для работы в условиях повышенного нагрева вала или корпуса, чтобы компенсировать тепловое расширение и избежать заклинивания. Он часто требуется в электродвигателях, насосах и редукторах, работающих с высокими тепловыми нагрузками.
5. Как правильно хранить запасные подшипники на складе энергопредприятия?
Подшипники должны храниться в оригинальной заводской упаковке (вощеной бумаге, пластиковых тубусах) в сухом помещении при температуре +10…+25°C и относительной влажности не более 60%. Запрещается хранить их на полу, вблизи источников вибрации или магнитных полей. Складирование в вертикальном положении не рекомендуется. Срок хранения для подшипников с консистентной смазкой – обычно до 5 лет при соблюдении условий.
6. Почему в паспорте на насос указан именно сферический роликоподшипник 22208, а не более дешевый шариковый?
Конструкция насоса, вероятно, предусматривает значительные радиальные нагрузки и возможные перекосы вала из-за гидравлических сил или температурных деформаций корпуса. Сферический роликоподшипник 22208 специально разработан для таких условий: его самоустанавливаемость и высокая радиальная грузоподъемность обеспечивают надежную работу, которую не может гарантировать шариковый подшипник, несмотря на его меньшую стоимость.