Подшипники 22240 (ГОСТ 113540)

Подшипник 22240: технические характеристики, применение и особенности эксплуатации в соответствии с ГОСТ 113540

Подшипник качения 22240 относится к ряду двухрядных сферических роликоподшипников с симметричными роликами и цилиндрическим отверстием. Основное назначение данного типа подшипников – восприятие значительных радиальных нагрузок и двухсторонних осевых нагрузок, а также компенсация перекосов вала относительно корпуса (или корпуса относительно вала) благодаря своей самоустанавливающейся конструкции. Способность к самоустановке обеспечивается сферической поверхностью наружного кольца, по которой работает обойма с двумя рядами бочкообразных роликов. Это критически важно для узлов, где возможны прогибы вала, несоосность посадочных мест или вибрационные воздействия, что характерно для тяжелого энергетического оборудования.

Основные параметры и размеры по ГОСТ 113540

ГОСТ 113540-93 «Подшипники роликовые радиальные двухрядные сферические с симметричными роликами. Основные размеры» устанавливает полную номенклатуру габаритных и присоединительных размеров для данного типоразмера. Обозначение 22240 расшифровывается следующим образом: «2» – тип подшипника (сферический двухрядный роликовый), «22» – серия по ширине и диаметру (тяжелая серия), «40» – внутренний диаметр в миллиметрах, умноженный на 5 (d = 40

• 5 = 200 мм).

Таблица 1. Основные размеры подшипника 22240 по ГОСТ 113540

Параметр	Обозначение	Значение, мм	Примечание
Внутренний диаметр	d	200	Цилиндрическое отверстие
Наружный диаметр	D	360	—
Ширина	B	98	—
Радиус монтажной фаски	r	4	Мин.
Диаметр центрирующего бурта	Da	332	Макс.
Диаметр канавки для выхода шлифовального круга	da	228	Мин.

Грузоподъемность и предельные частоты вращения

Подшипник 22240 характеризуется высокой статической и динамической грузоподъемностью, что обусловлено наличием двух рядов роликов и использованием высокопрочных материалов. Точные значения динамической (C) и статической (C₀) грузоподъемности зависят от производителя и модификации (наличия стержневой или штампованной обоймы, материала, класса точности). Для ориентировочных расчетов можно использовать следующие данные:

Параметр	Обозначение	Ориентировочное значение
Динамическая грузоподъемность	C	1 150 000 Н (≈117 тс)
Статическая грузоподъемность	C0	2 400 000 Н (≈245 тс)
Предельная частота вращения при жидкой смазке	nпред	1300 об/мин
Предельная частота вращения при пластичной смазке	nпред	1000 об/мин

Фактическая рабочая частота вращения определяется условиями смазывания, тепловым режимом, точностью монтажа и должна быть ниже предельной. Для высокоскоростных применений требуются подшипники повышенных классов точности (P5, P4) и специальные схемы смазывания под давлением.

Конструктивные особенности и материалы

Конструкция подшипника 22240 включает следующие ключевые компоненты:

• Наружное кольцо: Имеет сферическую беговую дорожку и два центрирующих борта. Изготавливается из подшипниковой стали марки ШХ15 или ее аналогов (100Cr6). Закаливается до высокой твердости (58-62 HRC).
• Внутреннее кольцо: Состоит из двух неразделимых половин, образующих две цилиндрические беговые дорожки. Материал и термообработка аналогичны наружному кольцу.
• Ролики и обойма: Два ряда симметричных бочкообразных роликов. Обойма, удерживающая ролики, может быть штампованной (из листовой стали) или стержневой (машинной обработки). Стержневая обойма обладает большей прочностью и применяется в условиях высоких нагрузок и вибраций. Ролики изготавливаются из аналогичной высокоуглеродистой хромистой стали.
• Смазочные канавки и отверстия: Наружное кольцо, как правило, имеет кольцевую канавку и радиальные отверстия для подвода пластичной смазки, что облегчает обслуживание без разборки узла.

Области применения в энергетике и смежных отраслях

Благодаря высокой нагрузочной способности и самоустанавливаемости, подшипник 22240 находит широкое применение в ответственных узлах тяжелого оборудования:

• Электромашины: Опорные подшипники крупных синхронных и асинхронных двигателей, генераторов (гидро- и турбогенераторов) мощностью от нескольких мегаватт, где возможны тепловые прогибы валов.
• Турбоагрегаты и насосное оборудование: Вспомогательные опоры в турбинах, циркуляционных, питательных и конденсатных насосах.
• Редукторы и мультипликаторы: В тяжелых редукторах с параллельными валами, где требуется компенсация возможной несоосности.
• Оборудование для сырьевых отраслей: Вентиляторы и дымососы котельных установок, барабанные мельницы, вращающиеся печи, вибромеханизмы.

Монтаж, демонтаж и регулировка

Правильный монтаж – залог долговечной работы подшипника. Для 22240, как для подшипника с цилиндрическим отверстием, основным методом установки является тепловой (нагрев до 80-120°C в масляной ванне или с помощью индукционного нагревателя). Запрессовка запрещена, так как может привести к повреждению сепаратора и дорожек качения. При монтаже необходимо обеспечить:

• Чистоту посадочных поверхностей вала и корпуса.
• Точное осевое позиционирование подшипника относительно буртов или упоров.
• Отсутствие перекосов при посадке на вал.
• Правильный зазор в подшипниковом узле. Сферические роликоподшипники обычно устанавливаются с радиальным зазором (от C3 до C4 в зависимости от условий). После монтажа узла необходимо проверить вращение вала – оно должно быть плавным, без заеданий и шума.

Демонтаж осуществляется с помощью специальных съемников гидравлическим или механическим способом. Применение ударных методов недопустимо.

Смазывание и обслуживание

Выбор смазочного материала и метода смазывания определяется режимом работы (скорость, нагрузка, температура). Для подшипника 22240 применяются:

• Пластичные смазки (консистентные): Литиевые (Литол-24, ЦИАТИМ-201), комплексные кальциевые или полимочевинные. Используются при скоростях до 1000 об/мин и температуре от -30°C до +120-150°C. Смазка закладывается при сборке на 1/3-1/2 свободного объема полости подшипника и пополняется через пресс-масленки.
• Жидкие масла (картерная или циркуляционная система): Индустриальные масла И-Г-А (ISO VG 68, 100, 150). Применяются в высокоскоростных или высокотемпературных узлах. Обеспечивают лучшее охлаждение и отвод продуктов износа.

Регламент технического обслуживания включает регулярный контроль температуры, виброакустических характеристик и состояния смазки. Замена смазки проводится по наработке или при ее загрязнении и деградации.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Чем отличается подшипник 22240 по ГОСТ 113540 от аналога 22240К по ГОСТ 5721?

Основное отличие – в конструкции обоймы (сепаратора). В обозначении по ГОСТ 113540 (22240) подразумевается подшипник со штампованной обоймой из листовой стали. Обозначение 22240К по старому ГОСТ 5721 указывает на наличие стержневой обоймы (машинной обработки), которая обладает повышенной прочностью, лучше удерживает смазку и более устойчива к ударным нагрузкам и вибрациям. В современных каталогах и поставках тип обоймы часто указывается дополнительно.

Какой радиальный зазор следует выбирать для установки в электродвигатель?

Для большинства электродвигателей средней и большой мощности, где рабочие температуры умеренные, рекомендуется группа радиального зазора C3 (средний увеличенный зазор). Если узел работает с высоким нагревом (например, вблизи зоны высоких температур), может потребоваться зазор C4 (большой увеличенный зазор) для компенсации теплового расширения. Выбор должен быть обоснован тепловым расчетом узла.

Какие существуют аналоги подшипника 22240 у зарубежных производителей?

Подшипник 22240 является стандартным типоразмером по ISO (International Organization for Standardization). Прямые аналоги у ведущих производителей:

• SKF: 22240 CC/W33 (со стержневой обоймой и смазочными отверстиями)
• FAG/INA: 22240-B-MB
• NSK: 22240CE4
• TIMKEN: 22240YMYW33

При замене необходимо сверять не только размеры, но и класс точности, тип обоймы, наличие смазочных элементов и группу зазоров.

Как диагностировать неисправность подшипника 22240 в работе?

Основные признаки неисправности:

• Повышенная вибрация и шум на характерных частотах (частота вращения сепаратора, частота перекатывания роликов).
• Локальный или общий перегрев подшипникового узла сверх нормативных значений (обычно +80°C – предел для стандартных смазок).
• Появление в смазке продуктов износа – металлической стружки или изменение ее цвета.
• Заклинивание или резкое увеличение момента проворачивания вала.

Для точной диагностики применяют виброметрию, термографию и анализ смазочного масла.

Можно ли использовать подшипник 22240 в условиях повышенной запыленности?

Да, но с обязательным применением эффективных уплотнений. Стандартный подшипник имеет открытую конструкцию. Для работы в запыленной среде необходимо выбирать модификации с защитными шайбами (например, 22240 CC/W33 + T41A – с лабиринтным уплотнением) или использовать узлы с независимыми многоконтактными уплотнениями (с резиновыми манжетами). Также критически важно соблюдать интервалы замены смазки для удаления попавших абразивных частиц.

Как правильно хранить подшипники 22240 до монтажа?

Подшипники должны храниться в оригинальной заводской упаковке (вощеной бумаге, полиэтиленовой упаковке) в сухом, чистом помещении при температуре от +5°C до +25°C и относительной влажности не более 60-70%. Запрещается хранить подшипники в разобранном виде, навалом, вблизи источников вибрации или магнитных полей. Перед монтажом упаковку вскрывают непосредственно на месте установки.