Подшипники 110х240 мм

Подшипники 110×240 мм: технические характеристики, классификация и применение в электротехнике и энергетике

Подшипники качения с размерами 110 мм (внутренний диаметр) и 240 мм (наружный диаметр) представляют собой крупногабаритные узлы, предназначенные для работы в тяжелонагруженных и ответственных механизмах. В контексте электротехнической и энергетической отраслей эти подшипники являются критически важными компонентами, обеспечивающими надежную и долговечную работу вращающегося оборудования. Основное применение находят в опорах валов мощных электродвигателей (синхронных и асинхронных), генераторов, турбин, крупных насосов, вентиляторов градирен и другого промышленного оборудования.

Основные типы подшипников 110×240 мм и их конструктивные особенности

В размерном ряду 110×240 мм производятся несколько основных типов подшипников, выбор которых определяется условиями эксплуатации: величиной и направлением нагрузок, скоростью вращения, требованиями к точности и жесткости.

Радиальные шарикоподшипники

Наиболее распространенный тип для данного посадочного размера — радиальные однорядные шарикоподшипники (тип 6000 или 16000 по ГОСТ/ISO). Они предназначены преимущественно для восприятия радиальных нагрузок, но способны выдерживать и умеренные осевые нагрузки в обоих направлениях. В энергетике часто используются в электродвигателях средней мощности, где вал фиксируется с одной стороны, или в комбинации с другими типами подшипников.

Радиально-упорные шарикоподшипники

Подшипники с углом контакта (тип 7000). Способны воспринимать комбинированные (радиальные и однонаправленные осевые) нагрузки. Применяются в парах (установка «враспор» или «врастяжку») для жесткого фиксирования вала в осевом направлении, что критически важно для высокоскоростных генераторов и двигателей для предотвращения осевых смещений ротора.

Сферические роликоподшипники

Подшипники типа 20000/30000 (по ГОСТ) или CC, CA (обозначения производителей). Это ключевое решение для тяжелонагруженного оборудования в энергетике. Благодаря сферической форме наружного кольца и роликам бочкообразной формы они обладают способностью к самоустановке (компенсации перекосов вала до 1.5-3°) и несут исключительно высокие радиальные нагрузки, а также умеренные двухсторонние осевые. Основное применение — опоры валов мощных турбогенераторов, гидрогенераторов, шаровых мельниц, тяговых электродвигателей.

Цилиндрические роликоподшипники

Подшипники типа NU, NJ, NUP (тип 2000 по ГОСТ). Обладают высокой грузоподъемностью в радиальном направлении и допускают осевое смещение вала относительно корпуса (разъемные конструкции), что позволяет компенсировать тепловое удлинение вала в крупных машинах. Часто используются в качестве «плавающей» опоры в паре с фиксирующим радиально-упорным подшипником.

Технические параметры и маркировка

Помимо основных габаритных размеров (d=110 мм, D=240 мм), ключевым параметром является ширина подшипника (B), которая варьируется в зависимости от серии:

• Значения грузоподъемности приведены для справки и могут существенно различаться у разных производителей.

Маркировка подшипников 110×240 мм включает в себя базовый номер (например, 6222, 22222, NU2222), а также суффиксы, обозначающие:

• Класс точности: P0 (нормальный), P6, P5, P4 (повышенной точности, для высокоскоростных генераторов и шпинделей).
• Зазор: C2, CN (нормальный), C3, C4 (увеличенный, часто для узлов с нагревом).
• Конструктивные особенности: W33 – смазочный паз и отверстия в наружном кольце; CC – конструкция сферического роликоподшипника; VA405 – для приводов вентиляторов (специальное исполнение).
• Материал и термообработка: SKF использует суффиксы типа VA228 (для температур до 250°C).

Критерии выбора для энергетического оборудования

Выбор конкретного типа и исполнения подшипника 110×240 мм является комплексной инженерной задачей.

• Нагрузка: Для чистых радиальных нагрузок оптимальны цилиндрические роликоподшипники. При комбинированных нагрузках и необходимости осевой фиксации — радиально-упорные шариковые. Для тяжелых ударных и несоосных нагрузок — сферические роликоподшипники.
• Скорость вращения: Шарикоподшипники допускают более высокие скорости, чем роликовые. Для высокоскоростных применений (свыше 3000 об/мин) требуются подшипники классов точности P5/P4 с оптимальным внутренним зазором и эффективной системой смазки.
• Температурный режим: В энергетическом оборудовании возможен нагрев от 80°C до 150°C и выше. Необходимо выбирать подшипники с соответствующим термическим стабильностью материала (сталь SAE 52100 или специальные стали), стабилизирующим отпуском (суффикс S1, S0) и термостойким смазочным материалом.
• Смазка: Для данных размеров предпочтительна консистентная смазка (закладная и пополняемая через пресс-масленки) или циркуляционная жидкая смазка (в турбогенераторах). Наличие смазочных пазов (W33) значительно облегчает обслуживание.
• Монтаж и демонтаж: Цилиндрические и сферические роликоподшипники с коническим посадочным отверстием (обозначение K) и комплектом съемных стяжных втулок упрощают монтаж на гладкий вал.

Особенности монтажа, эксплуатации и диагностики

Правильный монтаж подшипников такого размера требует применения гидравлических насосов или индукционных нагревателей для запрессовки на вал. Категорически запрещен ударный монтаж. Необходим строгий контроль натяга (посадки) на вал и в корпус, который рассчитывается исходя из температурных условий и характера нагрузок.

В процессе эксплуатации обязателен мониторинг:

• Вибрации: Повышение уровня вибрации — первый признак дефектов (выкрашивание, износ, несоосность).
• Температуры: Рабочая температура не должна превышать +95°C при консистентной смазке и +80°C при масляной ванне (если иное не оговорено производителем).
• Шума: Появление постоянного или переменного шума может указывать на повреждение тел качения или дорожек.

Система планово-предупредительных ремонтов (ППР) для агрегатов с такими подшипниками включает регулярную замену смазки, проверку зазоров и контроль состояния вибродиагностикой.

Вопросы взаимозаменяемости и производители

Подшипники 110×240 мм производятся всеми мировыми лидерами (SKF, FAG/INA (Schaeffler Group), NSK, NTN, TIMKEN) и крупными российскими предприятиями (ГПЗ-20, ГПЗ-23, ЕПЗ). При замене необходимо сверять не только основные размеры, но и тип, серию по ширине, класс точности, внутренний радиальный зазор и конструктивные суффиксы. Полная взаимозаменяемость возможна только при совпадении всех этих параметров. Использование аналога с другими характеристиками требует пересчета ресурса и пригодности для конкретных условий работы.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Чем отличается подшипник 22222 от 22322 при одинаковом внутреннем диаметре 110 мм?

Основное отличие — в наружном диаметре и ширине. Подшипник 22222 имеет размеры 110x200x53 мм (DxB), а 22322 — 110x240x80 мм. 22322 является более грузоподъемной и широкой серией, предназначенной для более тяжелых условий эксплуатации. В обозначении «3» в третьей позиции (после «22») указывает на увеличенную серию по наружному диаметру и ширине.

Какой внутренний зазор (C3 или CN) следует выбрать для электродвигателя мощностью 1000 кВт?

Для большинства электродвигателей общепромышленного назначения средней и большой мощности, где рабочий нагрев узла составляет 60-80°C, стандартно применяется зазор C3 (больше нормального). Это компенсирует тепловое расширение внутреннего кольца, посадженного с натягом на вал, и предотвращает заклинивание. Зазор CN (нормальный) используется в прецизионных или низкотемпературных применениях. Окончательный выбор должен быть основан на тепловом расчете узла.

Можно ли использовать радиальный шарикоподшипник 6222 в качестве фиксирующей опоры вала генератора?

Нет, это не рекомендуется. Радиальный шарикоподшипник 6222 не предназначен для восприятия значительных осевых нагрузок. В генераторах для фиксации вала в осевом направлении применяются либо пары радиально-упорных шарикоподшипников, либо комбинация: фиксирующая опора (радиально-упорный шариковый или сферический роликовый) и плавающая опора (цилиндрический роликовый), что позволяет компенсировать тепловое удлинение.

Что означает суффикс W33 в маркировке сферического роликоподшипника?

Суффикс W33 указывает на наличие смазочного паза и трех равнорасположенных отверстий для подачи смазки в наружном кольце подшипника. Это облегчает повторное смазывание подшипника в процессе эксплуатации без его разборки, что критически важно для обеспечения долговечности крупногабаритных подшипников в тяжелонагруженных узлах.

Как часто необходимо проводить замену смазки в подшипнике 22322 CC/W33 на вентиляторе градирни?

Периодичность замены или пополнения смазки зависит от типа смазки, скорости вращения, температуры и условий работы (запыленность). Для типовых условий (скорость ~1000 об/мин, температура до 70°C) интервал замены консистентной смазки может составлять от 6 до 12 месяцев. Точные рекомендации приведены в руководстве по эксплуатации оборудования и регламентах производителя смазочных материалов. Визуальный контроль состояния смазки (через смазочные отверстия) и мониторинг температуры являются обязательными.

Каков расчетный ресурс (L10) у подшипника 110×240 мм в составе электродвигателя?

Номинальный расчетный ресурс L10 (время, в течение которого 90% подшипников должны отработать без признаков усталостного выкрашивания) рассчитывается по формуле ISO 281. Для качественного подшипника (например, сферического роликового 22222) при стандартных условиях нагрузки и скорости (P/C = 0.1, n=1500 об/мин) ресурс L10 может превышать 50 000 часов. Однако в реальных условиях на ресурс влияют множество факторов: чистота смазки, точность монтажа, перекосы, вибрации, температура. Фактический ресурс может как превышать расчетный, так и быть значительно меньше при нарушении условий эксплуатации.