Подшипники качения с размерами 110x170x28 мм: технические характеристики, классификация и применение в электротехнике и энергетике
Габаритные размеры 110x170x28 мм обозначают стандартизированные параметры подшипника качения: внутренний диаметр (d) – 110 мм, наружный диаметр (D) – 170 мм и ширину (B) – 28 мм. Данный типоразмер относится к категории среднегабаритных подшипников, широко востребованных в тяжелом промышленном оборудовании. В контексте электротехнической и энергетической отраслей эти подшипники являются критически важными компонентами, обеспечивающими надежную работу вращающихся узлов генераторов, электродвигателей, турбин, насосов высокого давления и вентиляторных установок. Их отказ может привести к масштабным простоям и значительным экономическим потерям, что предъявляет повышенные требования к точности, долговечности и правильности выбора.
Основные типы подшипников в данном типоразмере и их конструктивные особенности
В размерном ряду 110x170x28 мм производятся несколько основных типов подшипников, каждый из которых предназначен для определенных условий работы.
Радиальные шарикоподшипники (тип 6000 или 16000)
Однорядные радиальные шарикоподшипники являются наиболее распространенным типом. В данном размере они способны воспринимать значительные радиальные нагрузки и умеренные осевые нагрузки в обоих направлениях. Отличаются низким моментом трения и высокой скоростью вращения. В энергетике часто используются в вспомогательных механизмах, вентиляторах, муфтах, где нет воздействия больших неуравновешенных нагрузок.
Радиальные роликоподшипники с цилиндрическими роликами (тип NU, NJ, NUP, NF)
Данный тип подшипников, благодаря линейному контакту тел качения с дорожками, обладает значительно большей радиальной грузоподъемностью по сравнению с шарикоподшипниками аналогичного размера. Однако они не воспринимают осевые нагрузки (за исключением некоторых модификаций, например, NJ с буртами). Подшипники серии NU (с двумя бортами на наружном кольце) и N (с двумя бортами на внутреннем кольце) позволяют осуществлять осевое смещение вала относительно корпуса, что критически важно для компенсации тепловых расширений в длинных валах турбогенераторов и мощных электродвигателей.
Радиально-упорные шарикоподшипники (тип 7000)
Способны одновременно воспринимать радиальные и однонаправленные осевые нагрузки. Угол контакта (обычно 40°) определяет соотношение между осевой и радиальной грузоподъемностью. В размерности 110x170x28 мм часто применяются в сборочных единицах, где требуется жесткое осевое фиксирование вала, например, в вертикальных гидрогенераторах или специальных высокооборотных двигателях. Как правило, требуют точной регулировки и устанавливаются парно.
Сферические роликоподшипники (тип 21300)
Являются самоустанавливающимися и способны компенсировать перекосы вала относительно корпуса до 1.5-3 градусов. Обладают максимальной радиальной грузоподъемностью среди подшипников данного габарита и могут воспринимать двухсторонние осевые нагрузки. Это ключевой тип подшипников для тяжелонагруженного оборудования с возможными деформациями посадочных мест: валов мощных насосов циркуляционной воды, дымососов, шаровых мельниц на угольных ТЭС, а также в механизмах с ударными нагрузками.
Технические параметры и выбор материала
Ключевые технические характеристики подшипников 110x170x28 мм варьируются в зависимости от типа и класса точности.
| Тип подшипника (пример обозначения) | Динамическая грузоподъемность, C, кН | Статическая грузоподъемность, C0, кН | Предельная частота вращения при жидкой смазке, об/мин | Основные области применения в энергетике |
|---|---|---|---|---|
| Радиальный шарикоподшипник (6212) | 58 — 65 | 36 — 40 | 6300 — 7000 | Вспомогательные электродвигатели, вентиляторы охлаждения, маломощные насосы. |
| Цилиндрический роликоподшипник (NU212) | 95 — 110 | 95 — 110 | 6300 — 7000 | Опорные подшипники роторов электродвигателей и генераторов средней мощности, насосы. |
| Радиально-упорный шарикоподшипник (7212B) | 65 — 75 | 45 — 52 | 6000 — 6700 | Вертикальные двигатели, шпиндели, узлы с преобладающей осевой нагрузкой. |
| Сферический роликоподшипник (22212) | 120 — 140 | 115 — 135 | 4500 — 5300 | Тяжелонагруженные механизмы: мельницы, дробилки, главные циркуляционные насосы, дымососы. |
Материалы изготовления стандартных подшипников – подшипниковые стали марки ШХ15 или их зарубежные аналоги (100Cr6). Для работы в агрессивных средах (например, в условиях повышенной влажности на ГЭС или при контакте с морской водой) применяются подшипники из нержавеющей стали (марка 440C или AISI 440). Для повышенных температур (системы отвода тепла, турбины) используются стали с повышенной термической стабильностью. Сепараторы изготавливаются из штампованной стали, латуни (для высоких скоростей и ударных нагрузок) или полимерных материалов (PA66, PEEK), которые обеспечивают низкое трение и не требуют смазки в некоторых узлах.
Системы смазки и уплотнения
Правильный выбор смазки и типа уплотнения определяет ресурс подшипника в условиях энергетического объекта.
- Консистентная (пластичная) смазка: Наиболее распространенный вариант. Используются литиевые, комплексные литиевые, полимочевинные или кальциевые смазки. Выбор зависит от температуры, скорости и нагрузки. Преимущество – простота обслуживания и наличие встроенной защиты от загрязнений. Подшипники 110x170x28 мм часто поставляются с заполнением смазкой на 30-50% полости.
- Жидкая (масляная) смазка: Применяется в высокоскоростных или высокотемпературных узлах (например, в турбогенераторах). Может быть циркуляционной, струйной или масляным туманом. Требует сложной системы подвода и отвода масла.
- Уплотнения: Стандартные исполнения включают металлические штампованные защитные шайбы (Z, ZZ) – обеспечивают только защиту от крупных частиц. Более эффективны контактные уплотнения из синтетического каучука (NBR, FKM) с листовой стальной арматурой (тип RS, 2RS). Для особо тяжелых условий применяются лабиринтные уплотнения или системы с двойным уплотнением.
- ISO/DIN (европейский рынок): Обозначения, например, 6212 (d=60мм, D=110мм, B=22мм) – для сравнения, а для 110мм: 6222 (d=110мм, D=200мм). Важно: размер 110x170x28 мм может соответствовать нестандартной или специальной серии, так как в стандартном ряду ширина 28 мм для внутреннего диаметра 110 мм встречается реже, чем 22 или 27 мм. Точное соответствие необходимо проверять по каталогам производителей.
- ABMA/ANSI (американский рынок): Обозначаются номером серии, например, 22212K (сферический роликоподшипник).
- Обозначения отечественные (ГОСТ): Например, подшипник 1222 (радиальный шариковый, легкая серия, d=110мм, D=200мм). Для точного определения аналога размеров 110x170x28 в системе ГОСТ требуется обращение к таблицам соответствия или каталогам, так как это может быть специализированный подшипник.
Монтаж, демонтаж и техническое обслуживание
Монтаж подшипников данного размера требует применения специального инструмента и соблюдения процедур. Внутреннее кольцо, как правило, устанавливается с натягом на вал, наружное – с небольшим зазором в корпус. Нагрев перед установкой (индукционный или в масляной ванне) до 80-110°C обязателен для подшипников с посадкой с натягом. Категорически запрещается прямой нагрев открытым пламенем или ударные воздействия на кольца и тела качения. Для демонтажа используются съемники гидравлического или механического типа. В рамках технического обслуживания на энергетических объектах проводится регулярный мониторинг состояния подшипников: вибродиагностика, термография (контроль температуры) и акустический анализ. Превышение рабочей температуры на 10-15°C выше нормы свидетельствует о неисправности.
Вопросы взаимозаменяемости и стандартизации
Подшипники 110x170x28 мм производятся в соответствии с международными стандартами ISO 15:2017 (размерная серия) и ISO 492:2014 (требования к допускам). Основные ряды обозначений:
При замене необходимо учитывать не только габариты, но и тип, класс точности, материал, тип смазки и уплотнений.
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
1. Как правильно расшифровать маркировку на подшипнике с размерами ~110x170x28 мм?
Маркировка содержит основное условное обозначение (цифробуквенный код), которое указывает на тип, серию по ширине и наружному диаметру, а также внутренний диаметр (в мм, деленный на 5). Для d=110 мм последние две цифры основного обозначения будут 22 (110/5=22). Например, NU222 – цилиндрический роликоподшипник легкой широкой серии с d=110мм. Дополнительные символы слева и справа обозначают класс точности, зазор, материал, тип смазки. Полную расшифровку дает только каталог конкретного производителя.
2. Какой тип подшипника 110x170x28 выбрать для опоры вала мощного электродвигателя с возможным тепловым удлинением?
Для фиксирующей опоры рекомендуется радиально-упорный шарикоподшипник или сферический роликоподшипник, воспринимающий осевые нагрузки. Для плавающей (свободной) опоры, которая должна компенсировать удлинение вала, оптимален цилиндрический роликоподшипник серии NU (например, NU222) или N. Он позволит валу перемещаться осево внутри подшипника, предотвращая создание опасных осевых предварительных натягов.
3. Каков расчетный ресурс таких подшипников в условиях круглосуточной работы на насосной станции?
Номинальный расчетный ресурс L10 (в часах) рассчитывается по формуле, учитывающей динамическую грузоподъемность (C) и эквивалентную динамическую нагрузку (P). При правильном монтаже, качественной смазке и отсутствии перегрузок подшипники данного типоразмера в насосном оборудовании могут достигать ресурса от 40 до 100 тысяч часов. Однако на практике ресурс определяется условиями эксплуатации: чистотой смазки, вибрациями, перекосами. Регулярный мониторинг состояния позволяет прогнозировать остаточный ресурс.
4. Чем опасен перегрев подшипника в генераторе и какие его основные причины?
Перегрев приводит к деструкции (отслоению) смазки, потере ее свойств, ускоренному износу, изменению структуры стали (отпуску) и, в итоге, к заклиниванию узла с катастрофическими последствиями для ротора и статора. Причины: чрезмерный натяг при посадке, недостаток или избыток смазки, загрязнение смазки абразивами, нарушение соосности посадочных мест, повреждение сепаратора, возникновение токов Фуко (паразитных токов утечки) через подшипник. Для предотвращения последнего используются подшипники с изолирующим покрытием (например, оксид алюминия) на наружном или внутреннем кольце.
5. Можно ли использовать подшипник 110x170x28 с обычной консистентной смазкой в редукторе, работающем при температуре 120°C?
Нет, стандартные литиевые смазки имеют верхний рабочий предел около 80-110°C. При 120°C они быстро окисляются, разжижаются и стекают с поверхностей. Для таких температур необходимо применять высокотемпературные смазки на основе синтетических масел и загустителей (полимочевина, комплексный литий-кальций) с температурным диапазоном до 160-180°C, либо переходить на систему жидкой циркуляционной смазки.
6. Как отличить подшипник для тяжелых условий эксплуатации от стандартного в одном типоразмере?
Подшипники для тяжелых условий имеют специальные обозначения и конструктивные особенности: усиленные сепараторы (латунные, механически обработанные), повышенный класс точности (P6, P5), специальные марки стали (например, для повышенной ударной вязкости), вакуумное переплавление стали, наличие фланцев для осевого фиксирования, специальные покрытия. В каталогах они часто выделены в отдельные серии (например, «Explorer» у SKF, «X-life» у FAG) и имеют улучшенные показатели динамической грузоподъемности и предельной частоты вращения.