Подшипники 50x90x34 мм
Подшипники качения с размерами 50x90x34 мм: технические характеристики, типы и применение в электротехнике и энергетике
Габаритные размеры 50x90x34 мм обозначают стандартизированный ряд подшипников качения, где 50 мм – внутренний диаметр (d), 90 мм – наружный диаметр (D) и 34 мм – ширина (B) или высота (для упорных подшипников). Данный размерный ряд является востребованным в промышленном оборудовании, включая электродвигатели средней мощности, насосы, вентиляторы, редукторы и другие механизмы, критичные для энергетического сектора. Правильный выбор типа, исполнения и класса точности подшипника напрямую влияет на надежность, энергоэффективность и ресурс дорогостоящего оборудования.
Основные типы подшипников с размерами 50x90x34 мм
В данных габаритах выпускаются несколько основных типов подшипников, каждый из которых решает специфические инженерные задачи. Выбор определяется характером нагрузок (радиальная, осевая, комбинированная), скоростными режимами, требованиями к точности и условиями эксплуатации.
1. Радиальные шарикоподшипники однорядные (тип 6000)
Наиболее распространенный тип для восприятия радиальных и небольших осевых нагрузок в обоих направлениях. Обладают низким моментом трения, предназначены для высоких частот вращения. В размере 50x90x34 мм это подшипник с основным обозначением 6310 (серия 63: тяжелая серия ширины, серия 1 диаметров). Широко применяются в электродвигателях, где осевые нагрузки минимальны.
2. Радиальные роликоподшипники с цилиндрическими роликами (тип N, NU, NJ, NF)
Обозначение для данного размера – N 310, NU 310, NJ 310 и т.д. (серия 3: средняя серия). Способны выдерживать значительные радиальные нагрузки, но не воспринимают осевые (кроме некоторых разновидностей, например, NJ с одним бортом). Обладают большей жесткостью и грузоподъемностью по сравнению с шариковыми того же габарита, но имеют ограничения по максимальной частоте вращения. Ключевое применение – места валов с чисто радиальными нагрузками или в комбинации с упорными подшипниками.
3. Радиально-упорные шарикоподшипники однорядные (тип 7000)
Обозначение для угла контакта 40° – 7310 BECBM (или аналоги). Специально разработаны для комбинированных (радиальных и осевых) нагрузок. Устанавливаются парами с предварительным натягом, часто в высокоскоростных шпинделях или редукторах с четко заданным осевым усилием. Требуют точного монтажа и регулировки.
4. Сферические роликоподшипники (тип 2000, 3000)
В данном размерном ряду это, например, подшипник 22310 СС/С3 W33. Двухрядные подшипники, способные компенсировать перекосы вала относительно корпуса (до 1,5-3°), а также нести чрезвычайно высокие радиальные и умеренные осевые нагрузки. Наличие смазочного отверстия и канавки (обозначение W33) является стандартом для данного типа. Основная сфера применения – тяжелое нагруженное оборудование с возможными misalignment: валопроводы, барабаны, тяговые электродвигатели, вентиляторы газоходов.
5. Упорные шарикоподшипники (тип 5000)
Для размера 50x90x34 мм это будет упорный шарикоподшипник 51110 (внутренний диаметр 50 мм, наружный ~90 мм, высота 34 мм). Предназначен исключительно для восприятия односторонних осевых нагрузок. Не может нести радиальную нагрузку. Применяется в вертикальных насосах, поворотных устройствах, опорах скольжения для червячных передач – везде, где требуется жесткая осевая фиксация.
Технические характеристики и параметры выбора
При подборе подшипника 50x90x34 мм для ответственного применения в энергетике необходимо анализировать следующие параметры.
Грузоподъемность и ресурс
Динамическая (C) и статическая (C0) грузоподъемность – ключевые параметры для расчета номинального ресурса (L10) в часах. Ресурс рассчитывается по формуле L10 = (C/P)^p (10^6 / (60 n)), где P – эквивалентная динамическая нагрузка, n – частота вращения, p – показатель степени (3 для шариковых, 10/3 для роликовых).
| Тип подшипника | Обозначение | Динамическая грузоподъемность, C (кН) | Статическая грузоподъемность, C0 (кН) | Предельная частота вращения (об/мин) | Назначение |
|---|---|---|---|---|---|
| Радиальный шариковый | 6310 | 61.5 | 36.0 | 9000 (масло) | Электродвигатели, общие промышленные применения |
| Цилиндрический роликовый | NU 310 EC | 115 | 108 | 7500 (масло) | Редукторы, опоры валов без осевых нагрузок |
| Сферический роликовый | 22310 CC/W33 | 155 | 158 | 5000 (масло) | Тяжелое оборудование, компенсация перекосов |
| Радиально-упорный шариковый (40°) | 7310 BECBM | 68.5 | 53.0 | 8500 (масло) | Высокоскоростные пары, редукторы с осевой нагрузкой |
Классы точности и зазоры
Для промышленных электродвигателей и энергетического оборудования стандартным классом точности является P0 (нормальный). Для высокоскоростных применений (турбогенераторы, высокооборотные насосы) требуются классы P6, P5 или выше, обеспечивающие минимальное биение и вибрацию. Радиальный зазор (C2, CN, C3, C4) выбирается исходя из условий посадки, температурного режима и требуемого натяга. Для электродвигателей общего назначения часто используется группа CN (нормальный). При нагреве вала относительно корпуса может потребоваться зазор C3.
Материал, сепаратор и смазка
- Материал колец и тел качения: Сталь SAE 52100 (100Cr6) – стандарт. Для агрессивных сред (морская вода, химические пары) применяются подшипники из нержавеющей стали (AISI 440C, Cronidur 30).
- Сепаратор: Штампованный стальной (обычное применение), механически обработанный латунный (высокие скорости и ударные нагрузки) или полимерный (например, PA66 с стекловолокном, обеспечивает низкий момент трения и не требует смазки).
- Предварительная смазка и уплотнения: Многие подшипники поставляются с консервационной смазкой (чаще всего литиевые мыла NLGI 2). Для необслуживаемых узлов или работы в запыленных условиях критически важны контактные (RS, 2RS) или лабиринтные уплотнения. В энергетике, особенно во взрывоопасных зонах, также применяются подшипники с твердой смазкой (например, дисульфид молибдена).
- Асинхронные электродвигатели мощностью 55-200 кВт: На валу ротора чаще всего устанавливаются два подшипника: со стороны привода – цилиндрический роликовый (NU 310) для фиксации вала только в радиальном направлении, и со стороны противопривода – радиальный шариковый (6310) для фиксации радиально и частично осево. Это стандартная схема для двигателей с горизонтальным валом.
- Насосное оборудование (циркуляционные, питательные, сетевые насосы): В зависимости от типа (горизонтальный/вертикальный) используются пары радиально-упорных или сферических роликоподшипников в комбинации с упорными, способные выдерживать гидравлические осевые усилия.
- Вентиляторы и дымососы ТЭС и АЭС: Здесь доминируют сферические роликоподшипники (22310), благодаря способности компенсировать перекосы длинного вала и работать в условиях тепловых деформаций и вибрации. Обязательно наличие системы принудительной смазки или, как минимум, смазочного отверстия (W33).
- Редукторы и мультипликаторы: В быстроходных и тихоходных валах применяются цилиндрические роликоподшипники (для чисто радиальных нагрузок) и радиально-упорные шарикоподшипники (для валов с осевой нагрузкой), устанавливаемые парами с предварительным натягом.
- Тяговое и генераторное оборудование: В генераторах вспомогательных служб и тяговых электродвигателях могут применяться как роликовые, так и шариковые подшипники данного размера, часто в исполнении с датчиками температуры и вибрации для систем мониторинга состояния.
Применение в электротехнике и энергетике
Подшипники данного типоразмера находят применение в следующих ключевых узлах:
Монтаж, обслуживание и диагностика
Правильный монтаж – залог долговечности. Для подшипников 50x90x34 мм, устанавливаемых на вал с натягом, обязателен нагрев до 80-110°C (индукционный или в масляной ванне). Запрессовка ударами недопустима. Посадка на вал для внутреннего кольца обычно k5, m5; в корпус для наружного кольца – H7, J7. При монтаже сферических роликоподшипников необходимо обеспечить соосность посадочных мест в корпусе.
Обслуживание сводится к контролю смазки. Для энергетического оборудования чаще применяется циркуляционная жидкая смазка (масло) или централизованная пластичная смазка. Регламент замены смазки определяется условиями работы и рекомендациями производителя. Критически важна чистота смазочного материала.
Диагностика включает регулярный мониторинг вибрации (спектральный анализ для выявления дефектов наружного и внутреннего колец, тел качения), температуры (превышение на 40-50°C над температурой корпуса свидетельствует о неисправности) и акустического шума.
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
Чем отличается подшипник 6310 от 6310-2RS?
Подшипник 6310 – это открытый радиальный шарикоподшипник. Обозначение 6310-2RS (или 6310-2Z) указывает на наличие двух контактных резиновых уплотнений (2RS) или металлических защитных шайб (2Z). Уплотненные подшипники поставляются с заводской консервационной смазкой и предназначены для работы без дополнительного обслуживания в условиях умеренного загрязнения. Их динамическая грузоподъемность и предельная частота вращения несколько ниже, чем у открытого аналога.
Какой радиальный зазор (C3 или CN) выбрать для электродвигателя?
Выбор зависит от рабочей температуры и посадочных натягов. Группа CN (нормальный зазор) является стандартной для большинства применений. Группа C3 (зазор больше нормального) применяется в случаях, когда внутреннее кольцо нагревается сильнее наружного (например, при посадке на вал с большим натягом), или при работе с повышенным нагревом узла в целом. Это предотвращает заклинивание из-за теплового расширения. Для точного выбора необходимо руководствоваться расчетами теплового режима и рекомендациями производителя двигателя.
Можно ли заменить роликовый подшипник NU 310 на шариковый 6310?
Прямая замена возможна только при соблюдении ряда условий: нагрузка должна быть преимущественно радиальной и не превышать динамическую грузоподъемность подшипника 6310; узел не должен иметь конструктивных ограничений по осевому смещению вала (NU-подшипник позволяет валу перемещаться осево, а 6310 – фиксирует его). В противном случае такая замена приведет к преждевременному выходу подшипника из строя или нарушению работы всего механизма.
Что означает обозначение W33 в маркировке сферического роликоподшипника 22310?
Обозначение W33 является стандартным для сферических роликоподшипников и указывает на наличие смазочного отверстия и кольцевой канавки на наружном кольце. Это позволяет осуществлять централизованную подачу пластичной смазки в зону контакта тел качения и дорожек качения во время эксплуатации, что критически важно для тяжелонагруженных подшипников большого диаметра, работающих в условиях ударных нагрузок и вибрации.
Как правильно хранить запасные подшипники данного типоразмера?
Подшипники должны храниться в оригинальной промышленной упаковке (вощенная бумага, коробка) в сухом, чистом помещении с постоянной температурой и влажностью не более 65%. Запрещается хранить подшипники на полу, вблизи источников вибрации или магнитных полей. Подшипники с предварительной смазкой имеют ограниченный срок хранения (обычно 3-5 лет с даты производства), по истечении которого смазка может терять свойства. Положение при хранении – горизонтальное. Перед установкой подшипник, хранившийся длительное время, необходимо проверить на отсутствие коррозии и плавность вращения.
Почему при замене подшипника в электродвигателе рекомендуется менять оба подшипника, даже если вышел из строя один?
Оба подшипника вала работают в одинаковых условиях (температура, нагрузка, загрязнение среды). Если один подшипник выработал свой ресурс или вышел из строя из-за усталости, второй, как правило, имеет сопоставимую степень износа. Установка одного нового подшипника приведет к неравномерному распределению нагрузок и осевых усилий, что может вызвать повышенный износ нового подшипника и сократить межремонтный интервал. Замена комплекта является экономически оправданной практикой, повышающей общую надежность узла.