Подшипники с внутренним диаметром 130 мм

Подшипники с внутренним диаметром 130 мм: классификация, применение и специфика подбора

Подшипники качения с внутренним диаметром (d) 130 мм представляют собой узлы, относящиеся к средне- и крупногабаритной категории. Данный размер является стандартным и широко востребованным в тяжелом машиностроении, энергетике, металлургии и других отраслях промышленности, где требуется обеспечить вращение валов значительного диаметра под высокими нагрузками. Внутренний диаметр 130 мм является определяющим габаритным параметром, вокруг которого формируются все остальные размеры обоймы и тел качения, а также грузоподъемность узла.

Стандартизация и ряд типоразмеров

Подавляющее большинство подшипников с d=130 мм изготавливается в соответствии с метрической системой стандартов ISO (международный) и ГОСТ (для стран СНГ). Основным нормативным документом, определяющим габаритные размеры (внутренний d, наружный D, ширину B), является ISO 15:2011 (радиальные подшипники) и ISO 104:2015 (упорные подшипники). Это обеспечивает взаимозаменяемость продукции различных производителей. Для данного внутреннего диаметра существует широкий спектр серий по ширине и наружному диаметру, что позволяет оптимизировать узел по грузоподъемности и габаритам.

Основные типы подшипников с d=130 мм и их применение в энергетике

1. Радиальные шарикоподшипники

Например, серии 6216, 6316, 6416. Применяются в узлах, где преобладают умеренные радиальные нагрузки и средние частоты вращения. В энергетике: вспомогательные электродвигатели средней мощности, вентиляторы систем охлаждения, насосы, муфты. Подшипники с защитными шайбами (ZZ, 2Z) или уплотнениями (RS, 2RS) используются в условиях возможного попадания пыли и влаги без необходимости частого обслуживания.

2. Радиальные роликоподшипники с цилиндрическими роликами

Например, серии NU 216, NJ 216, N 216. Обладают высокой радиальной грузоподъемностью и жесткостью. Различные исполнения (NU, NJ) позволяют реализовывать различные схемы осевого фиксирования вала. Критически важное применение в энергетике – опоры валов турбогенераторов, где используются специальные исполнения с повышенной точностью (класс P5, P4) и виброустойчивостью. Также применяются в мощных электродвигателях и приводах мельничного оборудования.

3. Радиальные сферические роликоподшипники

Например, серии 22216, 22316. Двухрядные самоустанавливающиеся подшипники, способные компенсировать перекосы вала относительно корпуса и значительные радиальные нагрузки. Незаменимы в тяжелых условиях с возможной misalignment (несоосностью). В энергетике: опоры валов гидрогенераторов, механизмы поворота тяжелого оборудования, грузоподъемные механизмы на объектах энергостроительства. Исполнения с буквой «С» в суффиксе и смазочными канавками/отверстиями (W33) предназначены для работы в условиях централизованной системы смазки.

4. Конические роликоподшипники

Например, серии 30216, 32216, 33216. Предназначены для восприятия комбинированных (радиальных и осевых) нагрузок. Устанавливаются всегда парами с предварительным натягом. Применяются в редукторах, коробках передач приводов механизмов собственных нужд электростанций, в опорных узлах роторов с выраженной осевой нагрузкой. Требуют точной регулировки и качественной смазки.

5. Упорные и упорно-радиальные подшипники

Например, упорные шариковые 51126, упорно-сферические роликовые 29226. Специализированы для восприятия значительных осевых усилий. В энергетике находят применение в вертикальных гидроагрегатах (упорные подшипники вала турбины), в механизмах поворота, домкратах и других устройствах, где осевая нагрузка является преобладающей.

Ключевые аспекты выбора и эксплуатации

Точность и зазоры

Для ответственных энергетических применений стандартные классы точности (P0, P6) часто недостаточны. Используются подшипники повышенных классов точности:

• P5, P4 (SP, UP) – для высокоскоростных прецизионных шпинделей, турбин. Обеспечивают минимальное биение и вибрацию.
• Специальные радиальные зазоры (C3, C4) – выбираются с учетом теплового расширения вала и корпуса. Для быстроходных узлов с нагревом часто требуется увеличенный зазор (C3).

Материалы и исполнения

• Стандартная сталь – хромолегированная сталь 100Cr6 (AISI 52100).
• Сталь для повышенных температур – при рабочих температурах свыше 150°C применяются стали с добавками молибдена и ванадия, со специальной термообработкой (суффикс S1, S4 в обозначениях некоторых производителей).
• Антикоррозионные исполнения – из нержавеющей стали (AISI 440C) или с покрытиями для агрессивных сред (химическая промышленность, прибрежные электростанции).
• Специальные исполнения для вибронагруженных условий – с повышенной чистотой обработки поверхностей качения.

Системы смазки

Для подшипников d=130 мм применяются все виды смазки:

• Пластичная смазка – закладная или пополняемая через пресс-масленки. Используются термо- и водостойкие сорта (на основе лития, полимочевины, комплексных мыл). Требует периодического обслуживания.
• Жидкая циркуляционная смазка – наиболее эффективна для высокоскоростных и высоконагруженных узлов (турбины, генераторы). Обеспечивает отвод тепла и очистку зоны контакта. Требует сложной системы маслопроводов, насосов, фильтров и охладителей.
• Масляный туман или воздушно-масляная смазка – применяется в высокоскоростных шпинделях.

Методы монтажа и демонтажа

Правильная установка подшипника d=130 мм, имеющего значительную массу и натяг, является критически важной. Категорически запрещены ударные нагрузки на кольца. Применяются:

• Термический метод (нагрев индукционным или масляным способом до 80-110°C) для посадки с натягом на вал.
• Гидравлические съемники и напрессовщики.
• Специальные монтажные оправки для передачи усилия на соответствующее кольцо (напрямую на то, которое садится с натягом).

Диагностика и отказы

Основные причины выхода из строя подшипников данного типоразмера в энергетике:

• Усталостное выкрашивание (питтинг) – естественный процесс при длительной циклической нагрузке.
• Абразивный износ – из-за попадания твердых частиц при негерметичном уплотнении или загрязненной смазке.
• Задиры (схватывание) – результат недостатка смазки, перегрева или чрезмерной нагрузки.
• Коррозия – работа во влажной среде или конденсация влаги внутри подшипника.
• Электроэрозия – прохождение токов утечки через подшипник, ведущее к образованию кратеров и рифленой поверхности (флютинг). Актуально для электродвигателей и генераторов. Требует применения подшипников с изолирующим покрытием или изолирующих втулок.

Методы контроля: вибродиагностика (анализ спектров вибрации), акустическая эмиссия, термометрия, анализ частиц износа в масле (феррография, спектрометрия).

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Вопрос: Как расшифровать обозначение подшипника, например, 6316 C3?

Ответ: 6 – тип (радиальный шариковый однорядный); 3 – серия по ширине (средняя); 16 – код внутреннего диаметра: для кодов от 04 и выше умножаем на 5, получаем 165=80 мм? Ошибка. Для d=130 мм код будет 26 (265=130). Следовательно, 6326 C3: радиальный шариковый подшипник серии 3, d=130 мм. C3 – группа радиального зазора, большая, чем нормальная.

Вопрос: Чем отличается подшипник NU 1026 от NJ 1026?

Ответ: Оба являются радиальными роликоподшипниками с цилиндрическими роликами серии 10 с d=130 мм. NU – имеет два борта на наружном кольце и не имеет бортов на внутреннем, позволяет валу перемещаться осево в обе стороны относительно корпуса. NJ – имеет один борт на наружном кольце и один на внутреннем, позволяет фиксировать вал в одном осевом направлении. Выбор зависит от схемы осевого крепления.

Вопрос: Какой подшипник выбрать для опоры вала мощного электродвигателя с комбинированной нагрузкой?

Ответ: Для средних нагрузок и скоростей часто применяют пару радиально-упорных шарикоподшипников (например, 7316 BEP и 7316 BEM – парная комплектация), установленных с предварительным натягом. Для высоких радиальных и умеренных осевых нагрузок – конические роликоподшипники (например, 30216 и 30216 в паре). Для очень высоких радиальных нагрузок и умеренных скоростей – цилиндрические роликоподшипники (NU 216) в сочетании с упорным шарикоподшипником (511..) для восприятия осевой нагрузки.

Вопрос: Как правильно определить необходимый натяг при посадке подшипника d=130 мм на вал?

Ответ: Натяг определяется исходя из типа подшипника, действующих нагрузок, материала и геометрии вала/корпуса. Рекомендации даются в стандартах (например, ISO 286) и каталогах производителей. Для вала диаметром 130 мм при циркуляционной радиальной нагрузке на вращающемся внутреннем кольце обычно требуется посадка с натягом, например, k5, m5, m6. Для неподвижного наружного кольца в корпусе – посадка с небольшим натягом или переходная (H6, H7). Точный расчет должен учитывать все температурные и силовые деформации.

Вопрос: Что означает суффикс W33 в обозначении подшипника 22226 CC/W33?

Ответ: Суффикс W33 указывает на наличие в наружном кольце подшипника смазочного отверстия и трех кольцевых канавок (желобков) на его наружной цилиндрической поверхности. Это предназначено для подачи жидкой смазки под давлением в зону контакта через систему централизованной смазки, что критически важно для тяжелонагруженных сферических роликоподшипников в энергетическом оборудовании.

Вопрос: Можно ли заменить подшипник одного производителя на другой с одинаковым основным обозначением?

Ответ: Да, если речь идет об основном размерном обозначении (например, 6326), и оно соответствует стандарту ISO. Подшипники будут взаимозаменяемы по геометрии. Однако необходимо учитывать отличия в материалах, классах точности, радиальных зазорах (суффиксы C2, CN, C3), типах уплотнений и смазки. Для ответственных применений необходим анализ полного обозначения и консультация с инженером.