Корпусные подшипники UCP

Корпусные подшипники UCP: конструкция, стандарты, применение и подбор

Корпусный подшипник UCP (Unit Bearing with Plummer Block) представляет собой готовый к установке узел, состоящий из самоустанавливающегося шарикового или роликового подшипника, размещенного в чугунном или стальном корпусе. Данная конструкция является стандартом де-факто для монтажа подшипников качения на валах в условиях значительных радиальных нагрузок. Основное назначение узла UCP – обеспечение надежной опоры для вращающегося вала с простотой монтажа, встроенной защитой от загрязнений и возможностью дополнительной герметизации.

Конструкция и составные элементы

Узел UCP является неразборным и поставляется в собранном и смазанном виде. Его конструкция включает несколько ключевых компонентов:

• Корпус (Подушка, Платик) – Изготавливается преимущественно из серого чушка марки СЧ20. Имеет плоское основание с четырьмя монтажными отверстиями под крепеж. Внутренняя сферическая поверхность корпуса компенсирует несоосность вала.
• Крышка – Чугунная или стальная штампованная крышка, крепится к корпусу винтами. Выполняет функцию защиты подшипникового узла от попадания крупных механических частиц и может служить основой для установки лабиринтных или контактных уплотнений.
• Подшипник – Как правило, используется самоустанавливающийся двухрядный сферический роликовый подшипник (серия 22200, 22300 по ISO) или шариковый сферический подшипник (серия 1200, 1300). Подшипник имеет цилиндрическое отверстие и фиксируется на валу с помощью двух стопорных винтов или эксцентриковой стопорной втулки.
• Сальниковое уплотнение – В базовой комплектации часто устанавливается войлочное или резиновое уплотнение. В модификациях для тяжелых условий (обозначаются как UCPH, UCPX) применяются более эффективные лабиринтные или комбинированные уплотнения.
• Смазочные фитинры (пресс-масленки) – Узел имеет каналы для подачи пластичной смазки непосредственно в полость подшипника. Стандартно устанавливается один или два фитинра.

Стандарты и обозначения

Основным международным стандартом, регламентирующим размеры и допуски корпусных подшипников, является ISO 113:2010. Он определяет серии по ширине и высоте, типоразмеры и присвоение им обозначений. Обозначение узла UCP расшифровывается следующим образом:

• U – Узел (Unit).
• C – Тип корпуса (с двумя лапами для крепления на плоскую поверхность).
• P – Тип подшипника (самоустанавливающийся сферический роликовый). Если используется шариковый сферический подшипник, применяется обозначение UCP с уточнением серии подшипника.

За буквенным обозначением следует число, указывающее на диаметр вала в миллиметрах, умноженный на 5. Например, узел UCP 208 предназначен для вала диаметром 40 мм (208 / 5 = 41.6 мм, что соответствует стандартному ряду 40 мм).

Материалы исполнения и модификации

Помимо стандартного чугунного исполнения (UCP), существуют специализированные модификации:

• UCPH / UCPA – Корпус из высокопрочного чугуна (сфероидального графита). Обладает повышенной прочностью и ударной вязкостью, применяется в тяжелонагруженных и ответственных приводах.
• UCPX – Исполнение с улучшенным лабиринтным уплотнением, обеспечивающим высшую степень защиты от влаги, пыли и абразивных частиц. Критически важно для применений в горнодобывающей, цементной, металлургической промышленности.
• UCP Stainless Steel – Корпуса и подшипники из нержавеющей стали для пищевой, химической промышленности и сред с высокой коррозионной активностью.
• UCT – Корпус с фланцевым креплением (для монтажа на вертикальную поверхность).
• UCF – Четырехлапый корпус для установки в любом положении.

Таблица типоразмеров и основных параметров (выборочно)

В таблице приведены ключевые параметры для наиболее распространенных типоразмеров узлов UCP со сферическими роликовыми подшипниками.

Обозначение узла (UCP)	Диаметр вала, d (мм)	Габаритные размеры (мм)	Динамическая грузоподъемность, C (кН)	Статическая грузоподъемность, C0 (кН)	Масса (кг)
UCP 204	20	40 x 130 x 80	45.5	24.5	1.8
UCP 208	40	80 x 200 x 130	125	71.5	5.5
UCP 212	60	110 x 250 x 160	195	118	9.8
UCP 216	80	140 x 300 x 190	285	180	16.5
UCP 220	100	180 x 360 x 230	380	255	28.0

Критерии выбора и расчет

Выбор узла UCP для конкретного применения осуществляется на основе комплексного анализа условий эксплуатации:

• Нагрузка – Определяется радиальная и осевая (до 25% от неиспользованной радиальной) нагрузка. По каталогу производителя подбирается узел, у которого динамическая грузоподъемность (C) с запасом превышает эквивалентную динамическую нагрузку.
• Частота вращения – Каждый типоразмер имеет предельно допустимую скорость вращения, которая зависит от типа подшипника, системы смазки и охлаждения. Для высокоскоростных применений предпочтительны узлы с шариковыми сферическими подшипниками.
• Условия окружающей среды – Наличие влаги, абразивной пыли, высоких температур или агрессивных сред диктует выбор материала корпуса и типа уплотнения (стандартное, лабиринтное, из специальных материалов).
• Режим работы – Для оборудования с ударными нагрузками или вибрацией выбираются узлы с корпусами из высокопрочного чугуна (UCPH).
• Способ монтажа – Определяется пространственное положение вала и доступность монтажных поверхностей (горизонтальные, вертикальные, наклонные).

Монтаж, эксплуатация и техническое обслуживание

Правильный монтаж – залог долговечности узла. Вал в зоне установки должен быть очищен и не иметь задиров. Запрессовка узла на вал осуществляется только с помощью монтажной оправки, передающей усилие через внутреннее кольцо подшипника. Ударные нагрузки при монтаже недопустимы. Корпус крепится к основанию (раме, станине) с помощью болтов, соответствующих классу прочности. Основание должно быть плоским, жестким и очищенным от загрязнений.

Эксплуатационное обслуживание в основном сводится к регулярной пополняющей смазке. Интервал смазки зависит от скорости вращения, температуры и типа смазочного материала. Рекомендуется использовать консистентные смазки для подшипников качения (например, на основе литиевого мыла). При подаче смазки через пресс-масленку необходимо соблюдать меру – избыток смазки приводит к перегреву. В процессе эксплуатации требуется периодический контроль температуры, уровня вибрации и акустического шума узла.

Типичные области применения в энергетике и промышленности

• Приводы конвейеров, элеваторов, норий.
• Вентиляторы и дымососы котельных и градирен.
• Приводы насосного оборудования (циркуляционных, шламовых, водопроводных насосов).
• Редукторы и мультипликаторы.
• Приводы барабанов сушильных и обжиговых печей.
• Оборудование для подготовки и транспортировки сыпучих материалов.
• Валки прокатных станов вспомогательных линий.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

В чем принципиальное отличие между UCP и UCPH?

UCP – корпус из серого чугуна (СЧ20). UCPH – корпус из высокопрочного чугуна с шаровидным графитом (например, ВЧ50). Исполнение UCPH обладает значительно более высокой прочностью на растяжение и ударную вязкость, что делает его предпочтительным для ответственных узлов, работающих в условиях динамических и ударных нагрузок, а также при повышенных требованиях к безопасности.

Как правильно определить необходимый типоразмер UCP для замены вышедшего из строя узла?

Необходимо замерить посадочный диаметр вала (d) в миллиметрах. Далее, по формуле (d 5) определяется числовая часть обозначения. Например, для вала Ø 50 мм: 50 5 = 250. Ближайший стандартный типоразмер – UCP 210 (для вала 50 мм). Также необходимо учесть габаритные и посадочные размеры старого корпуса, условия эксплуатации и при необходимости выбрать модификацию с улучшенным уплотнением (UCPX).

Можно ли заменить сферический роликовый подшипник в узле UCP на шариковый?

Нет, это невозможно без замены всего узла. Узел UCP поставляется как неразборная сборочная единица. Внутренние посадочные поверхности корпуса и геометрия крышки рассчитаны под конкретный тип и серию подшипника. Для установки шарикового сферического подшипника необходимо изначально выбирать узел серии UCP с соответствующим подшипником (например, 1208K+H208).

Какой интервал смазки рекомендуется для узлов UCP на приводе конвейера?

Интервал смазки не является универсальным. Он зависит от скорости вращения (DN-фактора), рабочей температуры, типа смазки и запыленности среды. Для типовых применений (скорость до 1500 об/мин, температура до 70°C) интервал может составлять от 500 до 2000 рабочих часов. Точные рекомендации указаны в каталогах производителей подшипников. Признаком необходимости смазки часто является повышение рабочей температуры узла на 10-15°C выше нормы.

Допускается ли использование узлов UCP в условиях знакопеременных осевых нагрузок?

Самоустанавливающиеся подшипники в узлах UCP способны воспринимать ограниченную осевую нагрузку (до ~25% от неиспользованной радиальной грузоподъемности) в одном направлении. Для работы в условиях значительных двусторонних осевых нагрузок конструкция UCP не предназначена. В таких случаях применяются узлы с упорными или радиально-упорными подшипниками в соответствующих корпусах.

Что означает маркировка на корпусе подшипника UCP?

Маркировка обычно включает: торговую марку производителя, условное обозначение узла (например, UCP 208), материал корпуса (CI – серый чугун, SGI – высокопрочный чугун), страну происхождения. На внутреннем кольце подшипника нанесена его собственная маркировка по ISO (например, 22208 CC/W33 – сферический роликовый подшипник серии 22208 с усиленным сепаратором и смазочными канавками).

Заключение

Корпусные подшипники UCP представляют собой универсальное, стандартизированное и технологичное решение для опор валов в широком спектре промышленного оборудования. Их ключевые преимущества – простота монтажа, встроенная защита, самоустанавливаемость и доступность. Правильный выбор типоразмера, модификации (с учетом нагрузок, скорости и условий среды), а также соблюдение правил монтажа и регламента технического обслуживания являются определяющими факторами для достижения максимального ресурса и надежности узла в энергетических и промышленных системах.