Подшипники 100x150x67 мм

Подшипники качения с размерами 100x150x67 мм: технические характеристики, классификация и применение в электротехнике и энергетике

Габаритные размеры 100x150x67 мм обозначают стандартизированные параметры подшипника качения, где 100 мм – внутренний диаметр (d), 150 мм – наружный диаметр (D), и 67 мм – ширина (B) или высота кольца (для упорных подшипников). Данный типоразмер относится к категории средне- и крупногабаритных подшипников, используемых в ответственных узлах оборудования. В энергетическом секторе такие подшипники находят применение в мощных электродвигателях (выше 1000 кВт), турбогенераторах, насосах систем охлаждения и водоснабжения, вентиляторах градирен, механизмах поворота и натяжения в горно-шахтном и транспортном оборудовании, а также в опорах валов редукторов крупных приводов.

Расшифровка обозначений и стандарты

Размер 100x150x67 мм является основным, но неполным описанием подшипника. Полная спецификация определяется по внутреннему коду (условное обозначение), который регламентируется стандартами ISO, DIN, ГОСТ или ABMA. Для данного размера может существовать несколько типов подшипников. Ключевым параметром является серия ширин и диаметров. Соотношение габаритов (D-d)/2 = 25 мм определяет серию по ширине. Например, комбинация d=100 мм, D=150 мм может соответствовать серии 3 (средняя) по наружному диаметру и серии 2 (легкая) или 3 (средняя) по ширине, в зависимости от конкретного типа. Ширина 67 мм является нетиповой для стандартных серий и часто указывает на специальное исполнение или принадлежность к определенному типу, например, упорному роликовому подшипнику.

Основные типы подшипников с размерами ~100x150x67 мм и их применение

1. Радиальные шарикоподшипники

В данном размерном диапазоне чаще применяются не шариковые, а роликовые подшипники, так как они рассчитаны на более высокие радиальные нагрузки. Однако шариковые радиальные сферические двухрядные подшипники (например, серия 222..) могут иметь близкие размеры. Их ключевое преимущество – самоустанавливаемость, компенсирующая перекосы вала до 2-3°, что критически важно для длинных валов электродвигателей и вентиляторов.

2. Радиальные роликоподшипники с цилиндрическими роликами

Обозначаются сериями NJ, NU, NUP, NF (по ISO). Например, подшипник NU2208ECP имеет размеры 40x80x23 мм, но для размеров 100×150 мм серия будет, к примеру, NU1020 (100x150x37 мм). Ширина 67 мм указывает на усиленную конструкцию, возможно, специального исполнения. Эти подшипники воспринимают очень высокие радиальные нагрузки и допускают осевое смещение одного из колец, что важно для термокомпенсации в мощных машинах. Применяются в электродвигателях, генераторах.

3. Радиальные сферические роликоподшипники

Наиболее вероятный кандидат под размеры 100x150x67 мм. Это подшипники серии 223.. (легкая широкая серия) или 222.. (средняя серия). Например, подшипник 22320 CC/C3W33 имеет основные размеры 100x215x73 мм. Близкий аналог 22220 – 100x180x46 мм. Подшипник с шириной 67 мм может быть специальным или относиться к серии 232 (сферический, двухрядный). Их главные преимущества: самоустановка, работа в условиях значительных перекосов, высочайшая радиальная и умеренная двусторонняя осевая нагрузка. Основное применение – тяжелонагруженные узлы с ударными и вибрационными нагрузками: опоры валов турбин, шахтные вентиляторы, дробильное оборудование на ТЭЦ.

4. Упорные роликоподшипники

Для размеров 100x150x67 мм это наиболее характерный тип. Здесь размеры трактуются иначе: d=100 мм (посадочный диаметр на вал), D=150 мм (наружный диаметр), H=67 мм (высота в сборе). Это упорные сферические роликоподшипники (серия 293.., 294.. по ISO). Например, подшипник 29420 имеет размеры 100x150x48 мм, а 29220 – 100x150x32 мм. Ширина 67 мм указывает на усиленное исполнение с увеличенной высотой роликов. Данные подшипники предназначены для восприятия исключительно высоких односторонних осевых нагрузок, часто в сочетании с умеренными скоростями вращения. В энергетике применяются в вертикальных гидротурбинах, опорах поворотных механизмов кранового оборудования, шлюзовых затворах.

Конструктивные особенности и материалы

Подшипники данного типоразмера изготавливаются из высокоуглеродистой хромистой стали марки 100Cr6 (аналог ШХ15) или из цементуемой стали для особо тяжелых условий. Кольца и тела качения проходят закалку с отпуском до твердости 58-65 HRC. Сепараторы могут быть штампованными из латуни или стали (тип J), либо цельномаховыми из полиамида (тип T), реже – из текстолита. Для работы в агрессивных или влажных средах (например, в гидроэнергетике) применяются коррозионно-стойкие покрытия (цинкование, кадмирование) или нержавеющие стали (AISI 440C). В упорных сферических роликоподшипниках используется асимметричная форма роликов и бочкообразная дорожка качения на наружном кольце для компенсации перекосов.

Таблица: Возможные типы подшипников с размерами, близкими к 100x150x67 мм

Монтаж, смазка и обслуживание

Монтаж подшипников такого размера требует применения гидравлических или механических прессов, индукционных нагревателей (нагрев посадочного кольца до 110-120°C). Категорически запрещен прямой удар по кольцам. Посадка на вал чаще всего назначается по системе отверстия с натягом (k5, m6), в корпус – переходная или с зазором (H7, G7). Смазка – критический фактор. Используется консистентная смазка (тип Lithium Complex, Polyurea) для всего срока службы или принудительная циркуляционная жидкая смазка (индустриальные масла ISO VG 68-150). В узлах с высокими скоростями и температурами (турбогенераторы) применяется система циркуляционного маслоснабжения с фильтрацией и охлаждением. Для контроля состояния применяются системы вибромониторинга и термопары, встроенные в корпус узла.

Причины выхода из строя и диагностика

• Усталостное выкрашивание (питтинг): Естественный износ при длительной циклической нагрузке. Ускоряется при перегрузках.
• Задиры и заедание: Недостаток или несоответствие смазки, перекос при монтаже, чрезмерный натяг.
• Абразивный износ: Попадание твердых частиц из-за негерметичности уплотнений.
• Коррозия и эрозия: Работа во влажной среде, контакт с агрессивными жидкостями, протекание токов через подшипник (блуждающие токи).
• Пластическая деформация: Возникает от ударных нагрузок или статической перегрузки при остановленном вале.

Диагностика проводится по спектрам вибрации (появление гармоник и боковых полос на частоте вращения), анализу акустической эмиссии, контролю температуры (рост на 10-15°C выше фоновой указывает на проблему) и анализу частиц износа в масле (феррография).

Вопросы выбора аналогов и замены

При замене подшипника 100x150x67 мм необходимо учитывать не только основные размеры, но и:

• Тип и серию: Радиальный/упорный, шариковый/роликовый, сферический/цилиндрический.
• Класс точности: Стандартный (P0/Normal), повышенный (P6), высокий (P5). Для прецизионных шпинделей генераторов требуется P5 и выше.
• Зазор (радиальный или осевой): C2 (уменьшенный), CN (нормальный), C3 (увеличенный), C4 (большой). Для узлов с нагревом вала обычно выбирают C3.
• Конструкцию сепаратора и материал.
• Наличие уплотнений или стопорных канавок.

Прямыми аналогами могут быть изделия разных производителей (SKF, FAG/INA, Timken, NSK, NTN, российские Вологодский или Саратовский подшипниковые заводы). Кроссировка по каталогам обязательна.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Вопрос 1: Как точно определить тип подшипника, если известны только размеры 100x150x67?

Недостаточно. Необходимо:

• Снять оттиск или фото с маркировки на самом подшипнике (основное условное обозначение, знаки производителя).
• Определить тип по конструкции: наличие/отсутствие бортов, форма тел качения, количество рядов.
• Измерить точную ширину и монтажные размеры (фаски, диаметры центрирования).
• Установить, из какого узла он извлечен (радиальная или осевая нагрузка преобладала).

С высокой вероятностью размеры 100x150x67 мм соответствуют упорному сферическому роликоподшипнику специального исполнения с увеличенной высотой.

Вопрос 2: Какой класс точности необходим для подшипников опор ротора турбогенератора?

Для опор роторов крупных турбогенераторов, где критична вибрация и балансировка, применяются подшипники повышенного класса точности – не ниже P5 (ANSI ABEC 5) по ISO. Часто используются подшипники класса P52 (с повышенными требованиями к вибрации) или даже специальные «виброизолированные» исполнения (обозначаются суффиксами, например, QE6 у SKF).

Вопрос 3: Чем опасны блуждающие токи для подшипника электродвигателя и как с этим бороться?

Протекание переменного или постоянного тока через подшипник вызывает электрическую эрозию (флютинг) – на дорожках качения появляются кратеры и рифленый рисунок. Это приводит к резкому росту вибрации и шума, преждевременному выкрашиванию. Меры борьбы:

• Установка изолирующих втулок или покрытий на одном из подшипников (обычно не приводном конце) для разрыва цепи тока.
• Применение подшипников с изолирующим покрытием (например, оксид алюминия) на наружном или внутреннем кольце.
• Использование щеток для отвода тока на валу.
• Правильное заземление и выравнивание потенциалов.

Вопрос 4: Можно ли заменить сферический роликоподшипник на два конических роликоподшипника, установленных «враспор»?

Теоретически возможно, но такая замена требует серьезного инженерного расчета. Два конических подшипника (типа TDO) займут больше места по длине вала, потребуют точной регулировки осевого зазора (преднатяга) и другого подхода к смазке. Они лучше работают на комбинированные нагрузки, но не обладают способностью к самоустановке. Замена допустима только после анализа нагрузок, частот вращения и жесткости узла, и, как правило, выполняется по согласованию с производителем оборудования.

Вопрос 5: Как правильно хранить крупногабаритные подшипники до монтажа?

• Хранить в оригинальной упаковке (вощеной бумаге, полиэтилене) в сухом помещении при температуре +10…+25°C и влажности не более 60%.
• Располагать горизонтально на стеллажах, не допуская точечной нагрузки на кольца.
• Не подвергать воздействию вибрации, пыли, агрессивных паров.
• Запрещено хранить подшипники в разобранном виде – это приводит к коррозии и смещению сепаратора с роликами.
• Срок хранения для подшипников с консистентной смазкой – до 5 лет, после чего рекомендуется проверить состояние смазки.

Заключение

Подшипники с размерами 100x150x67 мм представляют собой мощные, специализированные узлы, рассчитанные на экстремальные нагрузки в тяжелом промышленном и энергетическом оборудовании. Их корректный выбор, основанный на точном определении типа, класса точности и зазора, а также профессиональный монтаж и система технического обслуживания с применением современных методов диагностики, являются залогом многолетней безотказной работы критически важных агрегатов. Пренебрежение этими факторами ведет к дорогостоящим простоям и рискам возникновения аварийных ситуаций.