Корпусные подшипники FAG
Корпусные подшипники FAG: конструкция, типы, применение и монтаж в энергетике
Корпусные подшипники (блоки подшипников, подшипниковые узлы) FAG представляют собой готовые к установке агрегаты, состоящие из подшипника качения, размещенного в цельном корпусе (чаще всего из серого чугуна, ковкого чугуна или стали). В энергетической отрасли они являются критически важными компонентами для обеспечения надежной и долговечной работы вспомогательного оборудования: электродвигателей, насосов, вентиляторов, дымососов, редукторов, конвейерных систем и другого силового оборудования. Продукция FAG, как часть концерна Schaeffler, отличается высокой степенью стандартизации, точностью изготовления и адаптирована к тяжелым условиям эксплуатации.
Конструктивные особенности и материалы корпусных подшипников FAG
Конструкция типичного корпусного подшипника FAG включает несколько ключевых элементов:
- Корпус: Изготавливается из серого чугуна (марки GG20, GG25 по DIN, аналог СЧ20, СЧ25) для большинства применений, обеспечивающего хорошее демпфирование вибраций. Для ударных нагрузок или повышенных требований к прочности используется ковкий чугун (GJS) или стальное литье. Корпуса имеют усиленные ребра жесткости, точные посадочные поверхности и, как правило, лапы для крепления на плоскую поверхность (тип P) или фланцы для крепления на вертикальную поверхность (тип F).
- Подшипник: В качестве основы узла используются радиальные шарикоподшипники (чаще всего сферические двухрядные, реже — однорядные шариковые) или радиальные сферические роликоподшипники. Сферические подшипники являются самоустанавливающимися, что компенсирует несоосности вала и корпуса до нескольких градусов, что критически важно для энергетического оборудования, работающего с тепловыми расширениями.
- Уплотнение: Обеспечивает защиту от попадания загрязнений и утечки смазки. FAG применяет многоступенчатые системы уплотнений: лабиринтные кольца, контактные уплотнения из NBR или FKM, комбинированные решения (например, «DuroGard»). Выбор зависит от среды (пыль, влага, высокая температура).
- Система смазки: Стандартно корпусные подшипники FAG поставляются с консистентной пластичной смазкой. В корпусе предусмотрены масленки для пополнения смазки и каналы для ее распределения. Существуют также конструкции для жидкой циркуляционной смазки маслом.
- Стопорное кольцо/замок: Фиксирует подшипник в корпусе, предотвращая его проворот.
- Нагрузки: Определяются радиальные и осевые нагрузки от веса ротора, усилий в передачах, динамических сил. Для высоких радиальных и ударных нагрузок предпочтительны серии SNV/SNS с роликоподшипниками. Для умеренных нагрузок подходят блоки на основе шарикоподшипников (UCP).
- Частота вращения: Каждый типоразмер имеет предельную частоту вращения, зависящую от типа подшипника, системы смазки и уплотнения. Шарикоподшипниковые узлы обычно допускают более высокие скорости.
- Температурный режим: Стандартные уплотнения из NBR работают в диапазоне -30°C до +100°C. Для повышенных температур (до +200°C и выше) используются уплотнения из FKM (витон) и термостабильные смазки.
- Условия окружающей среды: При наличии абразивной пыли, влаги, агрессивных паров выбираются узлы с усиленными многоступенчатыми уплотнениями (например, «DuroGard» от FAG). Для зон мойки или высокой влажности — корпуса с коррозионностойким покрытием.
- Способ крепления: Определяется конструкцией оборудования: лапы (P) для горизонтального монтажа на раму, фланец (F) для вертикального или торцевого крепления.
- Совместимость с валом: Важнейший параметр — посадочный диаметр подшипника. FAG предлагает как узлы с цилиндрическим посадочным отверстием (крепление через стопорное кольцо и адаптерную втулку), так и с коническим (крепление посредством закрепительной втулки), что обеспечивает более надежную посадку на вал.
- Подготовка: Проверить чистоту вала, посадочных поверхностей корпуса. Удалить заусенцы. Вал должен иметь требуемую шероховатость и допуски по диаметру.
- Установка на вал: Для цилиндрических отверстий используется нагрев корпуса подшипника (индукционный или в масляной ванне до макс. +120°C) и запрессовка с помощью монтажной оправки. Запрещены удары непосредственно по кольцам подшипника. Для конических отверстий применяется закрепительная втулка и гайка с контргайкой, обеспечивающая точный натяг.
- Крепление корпуса: Корпус крепится к фундаментной плите или раме с помощью болтов соответствующего класса прочности. Под лапы устанавливаются регулировочные прокладки для последующей центровки.
- Использовать только рекомендованные FAG смазки (или полностью совместимые по характеристикам).
- Очищать масленку перед вводом новой порции смазки.
- Подавать смазку до выхода старой из контрольных отверстий или зазоров уплотнения, избегая переполнения, ведущего к перегреву.
- В энергетике часто применяется централизованная система смазки, для которой FAG предлагает корпусные подшипники с соответствующими патрубками.
- SNV 530-L: Тип корпуса (SNV) с размером 530 (присоединительные размеры) в облегченном исполнении (L).
- +: Разделитель между обозначением корпуса и подшипника.
- 22230 EAS.MA: Обозначение самого сферического роликоподшипника. 22230 — серия 222 и внутренний диаметр 150 мм. EAS.MA — суффиксы FAG: усиленная конструкция, модифицированный внутренний зазор, смазка специальной термостабильной смазкой.
Основные типы корпусных подшипников FAG и их маркировка
Номенклатура FAG строится на основе международных стандартов (ISO, DIN) и внутренних обозначений. Ключевые серии для энергетики:
| Тип корпуса (Серия) | Тип подшипника | Конструктивные особенности | Типичное применение в энергетике |
|---|---|---|---|
| SNV, SNV-L | Сферический роликоподшипник | Литой корпус, разъемный узел сальника, высокая грузоподъемность. Серия L — облегченная конструкция. | Приводы мощных вентиляторов и дымососов, барабаны, тяжелые конвейеры. |
| SNV-B | Сферический роликоподшипник | Неразъемный корпус, моноблочная конструкция, повышенная жесткость. | Насосы, редукторы, где критична жесткость узла. |
| SNS, SNS-L | Сферический роликоподшипник | Цельный корпус из серого чугуна, стандартное исполнение. | Электродвигатели средней и большой мощности, шнековые транспортеры. |
| SAF, SDAF | Сферический роликоподшипник | Фланцевый корпус (квадратный/прямоугольный). SDAF — сдвоенный фланец. | Вертикальные насосы, мотор-редукторы, крепление на переходные плиты. |
| SON, SON-L | Сферический роликоподшипник | Корпус с выемкой в нижней части (для установки на призматические полозья). | Оборудование с тепловым расширением вала, где требуется осевое перемещение. |
| UCP, UCF, UCT | Шарикоподшипник сферический двухрядный | Стандартные блоки по ISO. P — с лапами, F — фланцевый, T — бобышковый. | Вспомогательное оборудование, вентиляторы, маломощные насосы, электродвигатели. |
Критерии выбора корпусных подшипников FAG для энергетических объектов
Выбор конкретного типа и размера узла осуществляется на основе комплексного инженерного расчета и анализа условий эксплуатации:
Монтаж, центровка и техническое обслуживание
Правильный монтаж и обслуживание напрямую влияют на ресурс подшипникового узла.
Монтаж
Центровка
Несоосность — одна из основных причин преждевременного выхода подшипников из строя. Центровка валов соединенных агрегатов (двигатель-насос) должна проводиться с использованием лазерных или индикаторных центровочных систем. Допустимые значения несоосности указываются в технической документации FAG, но обычно не превышают 0.05-0.1 мм по смещению и 0.05 мм/м по углу.
Обслуживание (смазка)
Периодичность пополнения смазки (регламентная замена) определяется по формуле, учитывающей тип подшипника, скорость, температуру и условия работы. Общие правила:
Диагностика неисправностей и продление срока службы
Регулярный мониторинг состояния позволяет планировать ремонты и избегать аварийных остановок.
| Признак/Симптом | Возможная причина | Действия |
|---|---|---|
| Повышенная температура (более 80-90°C) | Перетяг при монтаже, избыток смазки, недостаток смазки, несоосность. | Проверить центровку, смазочный режим, натяг на валу. |
| Повышенная вибрация | Износ подшипника, повреждение тел качения, загрязнение, ослабление крепления корпуса, дисбаланс ротора. | Вибродиагностика для определения характера повреждения, проверка крепежа. |
| Утечка смазки | Износ или повреждение уплотнения, переполнение смазкой, засорение системы вентиляции. | Очистить вентиляционные каналы, проверить состояние уплотнений, отрегулировать количество смазки. |
| Необычный шум (вой, скрежет) | Задиры на дорожках качения, отсутствие смазки, попадание твердых частиц. | Немедленная остановка для инспекции и замены узла. |
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
Чем отличаются корпусные подшипники FAG серий SNV и SNS?
Серия SNV — это корпусные подшипники с разъемным узлом уплотнения, что облегчает монтаж и обслуживание. Серия SNS имеет цельный корпус. SNV часто применяется для более тяжелых условий, где требуется удобный доступ к уплотнению, в то время как SNS — классическое и широко распространенное решение для стандартных применений.
Как правильно определить интервал замены смазки в корпусном подшипнике на вентиляторе котельного цеха?
Интервал зависит от рабочей температуры, скорости (об/мин), размера подшипника и типа смазки. Базовые рекомендации приведены в каталогах FAG в виде таблиц или формул. Для точного определения необходимо использовать метод расчета по рабочему числу смазки (kf), учитывающему все факторы. На практике на энергообъектах часто устанавливают регламентную периодичность на основе опыта эксплуатации и анализа состояния смазки, но не реже одного раза в год.
Можно ли заменить корпусной подшипник FAG на аналог другого производителя без переделок?
Да, в большинстве случаев, так как основные серии (SNV, SNS, SAF, UCP) производятся по международным стандартам ISO (размерные серии 2xx, 3xx). Однако необходимо строго соблюдать соответствие по всем присоединительным размерам: расстояние между отверстиями крепления, высота центра, диаметр и тип посадочного отверстия под вал, а также тип и размер уплотнения. Также важно учитывать различия в качестве материалов и смазки.
Что означает маркировка, например, SNV 530-L + 22230 EAS.MA?
Как быть, если требуется корпусной подшипник для вертикального вала с осевой нагрузкой?
Для вертикальных валов стандартно используются фланцевые корпуса (SAF, SDAF). Осевая нагрузка воспринимается самим подшипником. Сферические роликоподшипники FAG в корпусном исполнении способны воспринимать значительные осевые нагрузки в одном направлении (до ~25-30% от неиспользованной радиальной грузоподъемности). Для двухсторонних осевых нагрузок или чистых осевых нагрузок необходимо рассматривать специальные узлы с упорными подшипниками.
Каков средний расчетный ресурс корпусных подшипников FAG в насосном оборудовании ТЭЦ?
Расчетный номинальный ресурс L10h (часы наработки, которые выдерживают 90% подшипников из партии) определяется по стандарту ISO 281. Для правильно подобранного, смонтированного и обслуживаемого сферического роликоподшипника FAG в корпусе на насосе среднего давления ресурс L10h может составлять от 40 000 до 100 000 часов. Фактический ресурс часто превышает расчетный в 3-5 раз при идеальных условиях. Однако на ТЭЦ на ресурс влияют вибрации, попадание пара, циклические нагрузки, что может его сокращать.