Подшипники 45х68х32 мм: технические характеристики, применение и специфика подбора
Размер 45х68х32 мм является стандартным и широко распространенным для роликовых радиальных подшипников с короткими цилиндрическими роликами, тип NU (обозначение по ISO). Данная размерная группа относится к средним и крупным подшипникам, предназначенным для восприятия значительных радиальных нагрузок в узлах вращения промышленного оборудования. Основные параметры: внутренний диаметр (d) – 45 мм, наружный диаметр (D) – 68 мм, ширина (B) – 32 мм.
Конструктивные особенности и типы подшипников в данном размере
В размерном ряду 45х68х32 мм производятся несколько основных типов подшипников, различающихся конструкцией и назначением. Наиболее распространенным является радиальный роликовый подшипник с цилиндрическими роликами серии NU. Он состоит из наружного и внутреннего колец с дорожками качения, сепаратора и комплекта цилиндрических роликов. Внутреннее кольцо имеет два борта, наружное – не имеет бортов, что позволяет осуществлять осевое смещение вала относительно корпуса (или наоборот) для компенсации тепловых расширений. Это так называемый «незакрепляющий» подшипник.
- Тип NU (NU406, NU2205E, NU1005): Внутреннее кольцо с двумя бортами, наружное – без бортов. Воспринимает только радиальные нагрузки. Позволяет осевое смещение вала в одну сторону.
- Тип NJ (NJ406, NJ2205E): Внутреннее кольцо с двумя бортами, наружное – с одним бортом. Может воспринимать ограниченные односторонние осевые нагрузки. Часто используется в паре с упорным бортом корпуса или стопорным кольцом.
- Тип NUP (NUP406): Внутреннее кольцо с двумя бортами и одним стопорным бортиком (кольцом). Позволяет фиксировать вал в обоих осевых направлениях в сочетании с другими элементами конструкции.
- Тип N (N406): Наружное кольцо с двумя бортами, внутреннее – без бортов. Встречается реже, позволяет осевое смещение корпуса относительно вала.
Материалы, классы точности и серии грузоподъемности
Стандартным материалом для колец и тел качения является подшипниковая сталь марки ШХ15 или ее зарубежные аналоги (100Cr6). Сепараторы изготавливаются из штампованной стали, латуни (M) или полиамида (типа PEEK, TN). Для работы в агрессивных средах или при высоких температурах применяются подшипники из нержавеющей стали (марки AISI 440C) или с защитными покрытиями.
Класс точности определяет допуски на геометрические параметры. Для общепромышленного применения наиболее распространен класс 0 (нормальный) по ГОСТ или P0 по ISO. Для высокооборотных или высокоточных узлов используются классы 6, 5, 4 (P6, P5, P4).
Серия грузоподъемности (серия ширины и диаметра) обозначается цифрой перед типоразмером. Например, 406 – нормальная серия (серия 03 по ISO), 2205 – легкая серия (серия 02), 1005 – тяжелая серия (серия 04). От серии зависит динамическая (C) и статическая (C0) грузоподъемность.
Таблица основных параметров подшипников 45х68х32 мм
| Тип подшипника (пример) | Динамическая грузоподъемность, C, кН | Статическая грузоподъемность, C0, кН | Предельная частота вращения при жидкой смазке, об/мин | Масса, кг (прибл.) | Основное назначение в узле |
|---|---|---|---|---|---|
| NU406 (норм. серия) | 78.5 | 68.0 | 9000 | 0.32 | Свободная опора, компенсация теплового расширения |
| NJ2205E (легкая серия) | 65.0 | 55.0 | 11000 | 0.25 | Опора с фиксацией вала в одном направлении |
| NUP1005 (тяжелая серия) | 95.0 | 90.0 | 7000 | 0.45 | Жесткая фиксация вала в обоих направлениях |
Применение в энергетическом и промышленном оборудовании
Подшипники данного типоразмера находят широкое применение в узлах средненагруженного оборудования с валами диаметром 45 мм. В энергетике это, прежде всего, вспомогательные агрегаты: насосы систем охлаждения и водоснабжения (циркуляционные, конденсатные), вентиляторы и дымососы, муфты, приводы задвижек, редукторы систем управления. Они устанавливаются на валах электродвигателей мощностью от 15 до 75 кВт, в зависимости от режима работы. В генераторных установках меньшей мощности могут использоваться в подшипниковых узлах возбудителей.
Ключевое требование в энергетике – надежность и долговечность. Поэтому при выборе подшипника 45х68х32 мм для ответственных узлов необходимо учитывать не только базовую динамическую грузоподъемность, но и поправочные коэффициенты на долговечность (a1), материал (a2) и условия работы (a3). Расчетный ресурс L10h (ресурс, который достигает или превышает 90% подшипников в одинаковых условиях) должен существенно превышать межремонтный цикл оборудования.
Монтаж, смазка и обслуживание
Правильный монтаж критически важен для реализации заложенного ресурса. Установка подшипников данного размера, как правило, требует термовспомогательного средства (индукционного или масляного нагревателя). Нагрев внутреннего кольца до 80-100°C обеспечивает его свободную посадку на вал с натягом. Посадка на вал – обычно k5, m5; в корпус – H7. Не допускается передача монтажного усилия через тела качения.
Смазка может быть пластичной (консистентной) или жидкой (масляной). Для узлов с умеренными скоростями и температурой до 70°C широко применяются литиевые консистентные смазки (типа Литол-24). Объем заполнения полости подшипника – 30-50%. При жидкой смазке (циркуляционной или орошением) необходимо обеспечить надежное уплотнение. Стандартные защитные шайбы или лабиринтные уплотнения эффективны для работы в запыленных условиях, характерных для энергообъектов.
Диагностика неисправностей и замена
Основные признаки выхода подшипника 45х68х32 мм из строя: повышенный шум (гул, вибрация), нагрев узла выше 80°C (при нормальной смазке), люфт или заедание. Диагностику проводят с помощью виброметров и анализаторов спектра вибрации. Характерные частоты отказов (частота вращения сепаратора, частота перекатывания роликов) позволяют точно идентифицировать дефект. Замена должна производиться на подшипник того же типа, серии и класса точности. При установке нового подшипника обязательна промывка посадочных мест и проверка соосности.
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
Чем отличается подшипник NU406 от NJ406 и какой выбрать для насоса?
NU406 имеет внутреннее кольцо с двумя бортами и наружное без бортов. Он свободно перемещается вдоль оси на валу или в корпусе, компенсируя тепловое расширение. NJ406 имеет внутреннее кольцо с двумя бортами и наружное с одним бортом, что позволяет ему фиксировать вал в одном осевом направлении. Для большинства центробежных насосов, где требуется жесткая осевая фиксация ротора в одну сторону и компенсация расширения в другую, используется схема с двумя опорами: одна – фиксирующая (часто с подшипником NJ + стопорное кольцо или подшипник NUP), вторая – плавающая (с подшипником NU).
Каков ресурс подшипника 45х68х32 мм в электродвигателе вентилятора?
Расчетный ресурс L10h при номинальных нагрузках и правильной смазке может превышать 40 000 часов. Однако в реальных условиях на ресурс влияют запыленность, вибрации фундамента, качество электропитания (вызывающее токи Фуко), перегревы. На практике межремонтный интервал для таких узлов в энергетике составляет от 20 000 до 30 000 часов. Рекомендуется проводить вибродиагностику каждые 6-12 месяцев для прогнозирования остаточного ресурса.
Можно ли заменить подшипник с латунным сепаратором на подшипник со стальным сепаратором?
Да, в большинстве случаев это допустимо, если тип подшипника (NU, NJ и т.д.) и серия грузоподъемности совпадают. Латунный сепаратор (обозначение M) обладает лучшей износостойкостью и лучше переносит ударные нагрузки и недостаточную смазку. Штампованный стальной сепаратор – более экономичный вариант для стабильных режимов работы. Однако для высокооборотных узлов (близких к предельным об/мин из таблицы) предпочтительнее латунный или полиамидный сепаратор.
Как правильно определить необходимый натяг при посадке на вал диаметром 45 мм?
Для вала из стали с твердостью > 40 HRC, при циркуляционной нагрузке внутреннего кольца (вращается вал), рекомендуемая посадка – k5 или m5. Это создает натяг в пределах от +2 до +20 мкм. Точное значение зависит от массы ротора и характера нагрузок. Для тяжелых ударных нагрузок выбирают посадку ближе к m5. Посадка должна обеспечивать плотное прилегание кольца к валу без проворачивания, но не вызывать чрезмерных радиальных зазоров после монтажа из-за упругого деформирования.
Какие уплотнения наиболее эффективны для этого типоразмера в запыленной среде ТЭЦ?
Для неразъемных корпусов оптимальны контактные манжетные уплотнения (сальники) из маслобензостойкой резины NBR или FKM. Для разъемных корпусов (платящих подшипников) эффективны лабиринтные уплотнения с канавками, заполненными консистентной смазкой. Комбинированная защита (двухступенчатый лабиринт + контактное уплотнение с внешней стороны) обеспечивает максимальную защиту от абразивной пыли. Важно обеспечить наличие дренажного отверстия в нижней части корпуса для отвода возможных протечек.
Заключение
Подшипник размером 45х68х32 мм является критически важным стандартным компонентом для широкого спектра промышленного и энергетического оборудования. Корректный подбор его типа (NU, NJ, NUP), серии грузоподъемности и класса точности в соответствии с расчетными нагрузками и условиями эксплуатации напрямую определяет надежность и безотказность всего узла. Соблюдение регламентов монтажа, смазки и мониторинга состояния позволяет максимально реализовать конструктивный ресурс подшипника, минимизировать внеплановые простои и снизить эксплуатационные затраты на техническое обслуживание силовых агрегатов.