Подшипники 50х100 мм: технические характеристики, классификация и применение в электротехнике и энергетике
Размер 50х100 мм обозначает стандартизированные внутренний (посадочный) и внешний диаметры подшипника качения. Данный типоразмер (серия 500) является широко распространенным в промышленном оборудовании, включая электродвигатели, генераторы, насосы, вентиляторы и редукторы, используемые в энергетическом секторе. Основная функция – обеспечение вращения вала диаметром 50 мм с минимальными потерями на трение, восприятие радиальных и, в зависимости от типа, осевых нагрузок.
Классификация и конструктивные особенности подшипников 50х100 мм
Подшипники данного размера представлены в различных конструктивных исполнениях, каждое из которых оптимизировано для конкретных условий работы.
1. Шарикоподшипники радиальные однорядные (тип 6000, 6200, 6300 по ISO)
Наиболее универсальный тип. Способны воспринимать комбинированные нагрузки (радиальные и умеренные осевые в обоих направлениях). В серии 50х100 мм ключевыми являются:
- 6310: Легкая серия. Динамическая грузоподъемность ~61 кН, статическая ~36 кН.
- 6210: Средняя серия. Динамическая грузоподъемность ~35 кН, статическая ~23 кН.
- 6010: Сверхлегкая серия. Обладает меньшей грузоподъемностью, но позволяет работать на повышенных скоростях.
- Характер и величина нагрузки: Преобладающая радиальная нагрузка требует установки радиальных шариковых или сферических роликоподшипников. Значительные осевые нагрузки диктуют применение конических роликовых или упорных подшипников.
- Частота вращения: Шарикоподшипники серий 60 и 62 рассчитаны на более высокие скорости, чем роликовые. Превышение допустимой скорости ведет к перегреву и разрушению смазки.
- Требования к точности и вибрации: Для высокооборотных электродвигателей и турбогенераторов используются подшипники классов точности P6, P5 или даже P4 (по ISO). Они имеют минимальные допуски на геометрию, что снижает вибрацию и шум.
- Условия окружающей среды: При наличии влаги, абразивной пыли (угольная, зольная) обязательны подшипники с эффективными контактными уплотнениями (2RS). В коррозионных средах применяются подшипники из нержавеющей стали или с защитными покрытиями.
- Схема установки и регулировка: Конические роликоподшипники требуют точной регулировки осевого зазора (натяга). Сферические роликоподшипники допускают несоосность, упрощая монтаж.
- Пластичные смазки (ЛИТОЛ-24, Molykote и др.): Используются для скоростей до 60-70% от предельной, указанной в каталоге. Объем заполнения – 1/3-1/2 свободного пространства в подшипниковом узле. Избыток смазки приводит к перегреву.
- Жидкие масла (индустриальные ISO VG 68, 100): Применяются в высокоскоростных узлах или при необходимости отвода тепла (циркуляционная система смазки в турбоагрегатах).
Применяются в электродвигателях малой и средней мощности, где осевые нагрузки невелики.
2. Радиальные шарикоподшипники с двумя защитными шайбами или контактными уплотнениями (обозначение ZZ – металлическая шайба, 2RS – резиновое уплотнение)
Например, 6310-2RS или 6210 ZZ. Наличие встроенной защиты предотвращает вытекание смазки и попадание загрязнений. Критически важны для оборудования, работающего в запыленных или влажных условиях на энергетических объектах (дымососы, вентиляторы градирен, насосы систем водоподготовки).
3. Сферические роликоподшипники (тип 22200, 22300 по ISO)
Например, 22310 СС/W33 (внутренний диаметр 50 мм, внешний – 110 мм, ширина 40 мм). Обладают самоустанавливающейся способностью (компенсируют перекосы вала до 3°), высокой радиальной грузоподъемностью и умеренной осевой. Оснащены смазочным отверстием и канавкой. Основное применение – тяжелонагруженное низко- и среднескоростное оборудование: валы мощных генераторов, турбомуфты, механизмы привода шаровых мельниц на угольных ТЭС.
4. Конические роликоподшипники (тип 30200, 30300, 32200, 32300 по ISO)
Например, 30310 или 32310. Предназначены для восприятия комбинированных нагрузок с преобладающей радиальной и значительной однонаправленной осевой. Устанавливаются всегда парами с регулировкой зазора. Применяются в редукторах, мощных циркуляционных насосах, роликовых опорах конвейерных линий топливоподачи.
5. Упорные шарикоподшипники (тип 51100, 51200)
Например, 51110 (d=50 мм, D=78 мм) – однорядный упорный шарикоподшипник. Воспринимает исключительно осевые нагрузки в одном направлении. В чистом виде в энергетике встречаются реже, но могут использоваться в вертикальных насосах, опорах поворотных механизмов.
Таблица основных типов подшипников 50х100 мм и их параметров
| Тип подшипника (пример) | Обозначение (пример) | Габариты, мм (d x D x B) | Динамическая грузоподъемность, C, кН | Предельная частота вращения при жидкой смазке, об/мин | Основное назначение в энергетике |
|---|---|---|---|---|---|
| Радиальный шариковый | 6310 | 50 x 110 x 27 | ~61.0 | 8000 | Электродвигатели (1500-3000 об/мин), вентиляторы, малые насосы |
| Радиальный шариковый с уплотнением | 6310-2RS | 50 x 110 x 27 | ~55.0* | 6300 | Оборудование для работы в агрессивных средах (пыль, влага) |
| Сферический роликовый | 22310 CC/W33 | 50 x 110 x 40 | ~228.0 | 5000 | Тяжелонагруженные валы генераторов, мельничное оборудование, мощные редукторы |
| Конический роликовый | 30310 | 50 x 110 x 29.25 | ~130.0 | 6300 | Редукторы, насосы с высокими осевыми нагрузками |
*Грузоподъемность снижается из-за наличия уплотнений.
Критерии выбора для применения в энергетическом оборудовании
Выбор конкретного типоразмера и типа подшипника 50х100 мм определяется анализом рабочих условий:
Вопросы монтажа, смазки и диагностики
Правильный монтаж – ключевой фактор долговечности. Для подшипников 50х100 мм, устанавливаемых на вал с натягом, обязателен нагрев до 80-110°C (индукционный или в масляной ванне). Запрессовка ударным методом недопустима, так как ведет к повреждению дорожек качения.
Смазка: Выбор между пластичной и жидкой смазкой определяется скоростью и температурой.
Диагностика состояния: В энергетике широко применяются методы вибродиагностики. Повышение уровня вибрации на частотах, кратных частоте вращения, часто свидетельствует о дефектах беговых дорожек (выкрашивание). Регулярный контроль температуры подшипникового узла (термопарами или тепловизорами) позволяет выявить перегрев из-за износа, недостатка или деградации смазки.
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
Чем отличается подшипник 6310 от 6210 при одинаковом внутреннем диаметре 50 мм?
Основное отличие – внешний диаметр и грузоподъемность. 6310 имеет внешний диаметр 110 мм и относится к «тяжелой» серии (серия 03), обладает на ~40% большей динамической грузоподъемностью по сравнению с 6210 (внешний диаметр 90 мм, «легкая» серия 02). Выбор зависит от посадочного места в корпусе и требуемой нагрузки.
Можно ли заменить подшипник с уплотнением (2RS) на открытый (без обозначения) в электродвигателе насоса?
Не рекомендуется. Открытый подшипник в таком узле потребует сложной конструкции лабиринтных уплотнений корпуса для защиты от влаги. Использование подшипника с собственным уплотнением – более надежное и технологичное решение. Обратная замена (открытый на уплотненный) возможна, но требует учета снижения предельной частоты вращения и грузоподъемности.
Как определить класс точности подшипника 50х100 мм?
Класс точности указывается перед основным обозначением. Например, P6 6310 (нормальный класс, часто не указывается), P5 6310 (повышенный). Подшипники без префикса обычно относятся к классу P0 (нормальный по устаревшему ГОСТ). Для точных механизмов требуются подшипники с маркировкой P5, P4.
Что означает маркировка W33 на сферическом роликоподшипнике 22310?
Маркировка W33 указывает на наличие смазочного отверстия и кольцевой канавки на внешнем кольце подшипника для подвода жидкой смазки под давлением в систему централизованной смазки. Это критически важно для тяжелонагруженных узлов, работающих в непрерывном режиме.
Как правильно подобрать смазку для подшипника 50х100 мм в вентиляторе дымоудаления ТЭС?
Для таких условий (высокая температура, вибрация, возможен контакт с агрессивными средами) необходима высокотемпературная пластичная смазка на комплексном кальциевом или литиевом загустителе с противозадирными и антиокислительными присадками. Следует руководствоваться указаниями производителя оборудования и учитывать рабочую температуру (как правило, не ниже +150°C). Объем смазки – не более 1/3 полости.
Заключение
Подшипники размером 50х100 мм представляют собой широкий класс узлов, от универсальных радиальных шариковых до специализированных сферических и конических роликовых. Их корректный выбор, основанный на анализе нагрузок, скоростей и условий эксплуатации, напрямую влияет на надежность и ресурс критически важного энергетического оборудования. Соблюдение правил монтажа, использования соответствующей смазки и внедрение систем мониторинга состояния являются обязательными практиками для обеспечения бесперебойной работы объектов генерации и распределения электроэнергии.