Подшипники 50х115 мм

Подшипники качения с размерами 50×115 мм: технические характеристики, классификация и применение в электротехнике и энергетике

Подшипники с размерами 50×115 мм относятся к категории среднегабаритных подшипников качения, где 50 мм – это внутренний диаметр (d), а 115 мм – наружный диаметр (D). Данный типоразмер является широко востребованным в различных отраслях промышленности, включая энергетический сектор, благодаря оптимальному соотношению несущей способности, скоростных характеристик и габаритов. В контексте электротехнической продукции такие подшипники являются критически важными компонентами вращающихся узлов электродвигателей, генераторов, турбин, насосов и вентиляционного оборудования.

Основные типы подшипников 50×115 мм и их конструктивные особенности

В зависимости от конфигурации тел качения и воспринимаемой нагрузки, подшипники данного типоразмера делятся на несколько основных классов. Выбор конкретного типа определяется условиями эксплуатации: радиальной и осевой нагрузкой, частотой вращения, требованиями к точности и уровню вибрации.

1. Радиальные шарикоподшипники

Наиболее распространенный тип для восприятия преимущественно радиальных нагрузок. В размерном ряду 50×115 мм чаще всего встречаются однорядные шарикоподшипники (тип 6000, 6200, 6300 по ISO). Для данного типоразема характерны серии 6210 (50x90x20) и 6310 (50x110x27). Однако, размер 115 мм по наружному диаметру указывает на нестандартную или специальную серию, часто с увеличенным поперечным сечением для повышенной грузоподъемности. Такие подшипники применяются в электродвигателях средней мощности, где осевые нагрузки незначительны.

2. Радиально-упорные шарикоподшипники

Способны воспринимать комбинированные (радиальные и однонаправленные осевые) нагрузки. Контактный угол (обычно 15°, 25° или 40°) определяет соотношение несущей способности. В энергетике часто устанавливаются парно, с предварительным натягом, в высокоскоростных узлах генераторов или турбоприводов, где требуется высокая точность вращения и жесткость вала.

3. Конические роликоподшипники

Обозначаются сериями 30200, 32200, 33200. Идеально подходят для узлов, подверженных действию значительных совместных радиальных и осевых нагрузок. В размерном ряду ~50×115 мм примером может служить подшипник 30210J (50x90x21.75) или 32210 (50x90x24.75). Наружный диаметр 115 мм может соответствовать усиленной или специальной конструкции. Широко применяются в тяжелом энергетическом оборудовании: редукторах приводов мельниц, насосах высокого давления, вентиляторах градирен.

4. Сферические роликоподшипники

Подшипники серии 22200, 22300 (самоустанавливающиеся). Ключевая особенность – способность компенсировать перекосы вала относительно корпуса (до 2-3°), что критически важно для длинных валов или при монтажных деформациях. Обладают очень высокой радиальной и умеренной осевой грузоподъемностью. Типоразмеры, близкие к 50×115 мм (например, 22210: 50x90x23), используются в вибрационных установках, приводах конвейерных линий топливоподачи, шнековых транспортерах.

5. Цилиндрические роликоподшипники

Серии NU, NJ, NUP (например, NU210: 50x90x20). Обладают максимальной радиальной грузоподъемностью среди подшипников качения аналогичных габаритов и допускают высокие частоты вращения. Применяются в чисто радиальных нагрузочных режимах, часто как плавающая опора в электродвигателях и генераторах средней и большой мощности, где необходимо обеспечить осевое перемещение вала относительно корпуса при тепловом расширении.

Таблица 1: Сравнительные характеристики основных типов подшипников (приблизительно для размерного ряда 50 мм x 110-120 мм)

Ключевые параметры выбора и маркировка

Помимо основных габаритных размеров (dxDxB), при подборе подшипника 50×115 мм необходимо учитывать ряд критически важных параметров.

• Класс точности (допуски): Регламентируется стандартами ISO (ABEC) или ГОСТ. Для энергетического оборудования стандартом являются классы P6 (повышенный), P5 (высокий), P4 (сверхвысокий). Более высокий класс обеспечивает минимальное биение, снижение вибрации и нагрев, что напрямую влияет на КПД и ресурс.
• Класс радиального зазора (C): Обозначается как C2, CN (нормальный), C3, C4, C5. Выбор зависит от условий посадок (натяг), температурного режима. Для электродвигателей общего назначения часто используется зазор C3.
• Материал и термообработка: Стандартный материал – подшипниковая сталь (например, SAE 52100). Для агрессивных сред или повышенных температур применяются стали с добавлением хрома, молибдена, а также нержавеющие стали (AISI 440C).
• Конструкция сепаратора (клетки): Изготавливается из штампованной стали, латуни, полиамида (PA66, PEEK). Латунные и полиамидные сепараторы обеспечивают лучшую смазываемость и низкий шум, подходят для высоких скоростей.
• Система уплотнений: Открытые, с металлическими защитными шайбами (ZZ, 2Z), с контактными (RS, 2RS) или лабиринтными уплотнениями. Для электродвигателей, работающих в запыленных условиях (угольные мельницы, ТЭЦ), обязательны эффективные уплотнения.

Применение в электротехнической и энергетической отрасли

Подшипники данного типоразмера являются основой для широкого спектра оборудования.

• Асинхронные и синхронные электродвигатели (мощностью от 75 до 300 кВт): Устанавливаются на валу ротора как со стороны привода (воспринимает нагрузку от ремня/муфты), так и с противоположной стороны. Часто используются пары: радиальный шариковый (со стороны вентилятора) и цилиндрический роликовый (со стороны привода).
• Турбогенераторы и гидрогенераторы: В вспомогательных системах – масляных насосах, системах возбуждения, системах охлаждения. Могут применяться в опорах вспомогательных валов.
• Насосное оборудование (циркуляционные, питательные, конденсатные насосы): Работают в условиях высоких гидравлических нагрузок и скоростей. Требуют высокую надежность и стойкость к вибрациям. Часто используются радиально-упорные или конические пары.
• Вентиляторы и дымососы ТЭС и АЭС: Испытывают значительные несбалансированные нагрузки и работают в условиях повышенной температуры и запыленности. Применяются сферические роликоподшипники или специальные шарикоподшипники с усиленными сепараторами и термостойкой смазкой.
• Приводы механизмов топливоподачи и золоудаления: Редукторы, шнековые транспортеры, барабаны. Характерны ударные нагрузки и загрязнение. Используются подшипники с повышенным запасом прочности и эффективными лабиринтными уплотнениями.

Монтаж, смазка и техническое обслуживание

Правильный монтаж определяет до 50% ресурса подшипника. Для установки подшипников 50×115 мм требуется использование индукционных нагревателей или гидравличных прессов. Запрещается ударная нагрузка на кольца. Посадка на вал, как правило, осуществляется с натягом (k5, m6), в корпус – с небольшим зазором (H7). Смазка – критический фактор. Применяются:

• Пластичные смазки (литиевые, комплексные, полимочевинные): Для узлов с умеренной скоростью и температурой (до 120-150°C). Требуют периодической перезаправки.
• Жидкие масла (минеральные, синтетические): Для высокоскоростных узлов или систем с принудительной циркуляцией и охлаждением (турбины, генераторы).

Система мониторинга состояния (вибродиагностика, акустическая эмиссия, контроль температуры) позволяет прогнозировать отказы и планировать ремонты, что является основой стратегии Reliability-Centered Maintenance (RCM) на современных энергопредприятиях.

Таблица 2: Рекомендации по смазке для подшипников 50×115 мм в зависимости от условий эксплуатации

Условия работы	Тип смазки	Температурный диапазон	Интервал обслуживания	Примечание
Электродвигатель, стандартный режим	Литиевая смазка (NLGI 2)	-30°C … +120°C	2000-8000 ч.	Зависит от скорости, нагрузки, условий среды
Высокооборотный узел (n > 5000 об/мин)	Синтетическое масло (ISO VG 32, 68)	-40°C … +150°C	Непрерывная циркуляция	Требуется система маслоподачи и охлаждения
Высокая температура (печи, котлы)	Комплексная алюминиевая или полимочевинная смазка	-20°C … +180°C (кратко до +200°C)	Сокращенный	Устойчивость к окислению и вымыванию
Влажная/агрессивная среда	Смазка на основе кальциевого комплекса	-20°C … +130°C	Сокращенный	Высокая водостойкость и антикоррозионные свойства

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Вопрос 1: Как расшифровать полную маркировку подшипника, например, 6310 C3 P5 2RS1?

Ответ:

• 6310: Серия подшипника. «6» – радиальный однорядный шарикоподшипник, «3» – серия по ширине и наружному диаметру (тяжелая серия), «10» – код внутреннего диаметра (10*5=50 мм).
• C3: Класс радиального зазора, больший чем нормальный.
• P5: Класс точности (высокий).
• 2RS1: Двустороннее контактное уплотнение из синтетического каучука (NBR).

Таким образом, это радиальный шарикоподшипник тяжелой серии с внутренним диаметром 50 мм, увеличенным радиальным зазором, высокой точностью и двухсторонним уплотнением.

Вопрос 2: Чем обусловлена необходимость использования именно конических роликоподшипников в редукторах приводов мельниц на ТЭС?

Ответ: Приводы шаровых и валковых мельниц испытывают крайне тяжелые ударные и вибрационные нагрузки, а также значительные осевые усилия от зацепления шестерен. Конические роликоподшипники (особенно в тандемной установке) обладают максимальной для своих габаритов грузоподъемностью именно при комбинированной нагрузке. Их конструкция позволяет регулировать осевой зазор (натяг), что обеспечивает необходимую жесткость узла и компенсирует износ в процессе эксплуатации, продлевая ресурс всего редуктора.

Вопрос 3: Можно ли заменить подшипник с латунным сепаратором на подшипник со стальным штампованным сепаратором в электродвигателе насоса?

Ответ: Такую замену следует проводить с осторожностью и только после анализа условий работы. Латунный сепаратор обладает лучшими антифрикционными свойствами, лучше отводит тепло и более устойчив при недостатке смазки или ее старении. Он предпочтителен для высоких скоростей и тяжелых условий. Штампованный стальной сепаратор дешевле, но может иметь худшие характеристики при предельных режимах. Замена допустима, если новый подшипник соответствует всем остальным параметрам (класс точности, зазор, динамическая/статическая грузоподъемность), а рабочая скорость и нагрузка не превышают предельных для данного типа сепаратора.

Вопрос 4: Как правильно определить необходимый момент затяжки гайки крепления подшипника 50 мм на валу электродвигателя?

Ответ: Момент затяжки зависит от типа подшипника, посадки и применения. Общие рекомендации:

• Для цилиндрических роликоподшипников (NU, NJ) осевая фиксация нужна только для предотвращения смещения, момент затяжки минимальный (указывается в каталоге производителя).
• Для радиально-упорных шариковых и конических роликоподшипников затяжка создает предварительный натяг, который критически важен. Момент затяжки рассчитывается или определяется по специальным таблицам, исходя из требуемого натяга. Обычно он находится в диапазоне 150-400 Н·м для вала 50 мм, но точное значение должно быть взято из технической документации на конкретный узел. Контроль часто осуществляется по углу поворота гайки после достижения начального момента или с помощью измерения момента проворачивания подшипника.

Неправильная затяжка ведет к перегреву и преждевременному выходу подшипника из строя.

Вопрос 5: Каковы основные признаки выхода из строя подшипника в работающем энергетическом оборудовании и порядок действий?

Ответ: Признаки:

1. Повышение уровня вибрации (особенно на высокочастотных гармониках).
2. Рост температуры корпуса узла выше нормативной (обычно более +80-90°C для подшипникового щита).
3. Появление аномального шума (гула, скрежета, свиста).
4. Утечка или выброс смазки (потемнение, наличие металлической стружки).

Порядок действий:

1. Зафиксировать параметры (вибрацию, температуру, ток двигателя) для анализа.
2. Не допускать работу оборудования в аварийном режиме. Спланировать останов для ремонта.
3. При остановке выполнить дефектацию: визуальный осмотр, замер радиального зазора, оценка состояния беговых дорожек и тел качения.
4. Заменить подшипник на новый, соблюдая все правила монтажа, смазки и центровки. Обязательно установить причину выхода из строя (перегруз, неправильный монтаж, несоосность, недостаток/старение смазки, попадание загрязнений) для предотвращения повторной поломки.