Подшипники 55х120 мм
Подшипники качения с размерами 55×120 мм: технические характеристики, классификация и применение в электротехнике и энергетике
Подшипники с размерами 55×120 мм относятся к категории среднегабаритных узлов качения, где внутренний диаметр составляет 55 мм, а наружный – 120 мм. Ключевым параметром, определяющим тип и грузоподъемность, является ширина (серия). В промышленности наиболее распространены серии: узкая (обозначаемая, как правило, 1Х или отсутствием дополнительной цифры в обозначении серии по ширине), нормальная (2Х), широкая (3Х) и особо широкая (4Х). Конкретная ширина подшипника в миллиметрах зависит от его типа (шариковый, роликовый) и серии. Например, ширина радиального шарикоподшипника 311 (55x120x29 мм) отличается от ширины роликового конического подшипника 32211 (55x120x32.75 мм).
Основные типы подшипников 55×120 мм и их конструктивные особенности
В размерном ряду 55×120 мм представлены практически все основные типы подшипников качения, что позволяет решать разнообразные инженерные задачи.
1. Радиальные шарикоподшипники однорядные (тип 6000, 16000, 60000)
Наиболее универсальный тип. Предназначены для восприятия радиальных и умеренных осевых нагрузок в обоих направлениях. Отличаются низким моментом трения и высокой скоростью вращения. В энергетике применяются в вспомогательном оборудовании: вентиляторах, небольших насосах, электродвигателях средней мощности.
- Пример обозначения: 6311 (55x120x29 мм).
- Особенности: Закрытые исполнения (с защитными шайбами или контактными уплотнениями, например 6311-2RS) используются в условиях повышенной запыленности.
- Пример обозначения: NU 2211 EC (55x120x29 мм).
- Особенности: Буквы EC указывают на оптимизированную внутреннюю конструкцию с увеличенным количеством роликов большего диаметра, что повышает грузоподъемность.
- Пример обозначения: 32211 (55x120x32.75 мм) – пара подшипников.
- Особенности: Требуют точной регулировки зазора (натяга) при монтаже.
- Пример обозначения: 22211 (55x120x40 мм).
- Особенности: Имеют большую ширину и массу по сравнению с другими типами того же внутреннего диаметра.
- Характер и величина нагрузки: Преобладающие радиальные нагрузки диктуют выбор радиальных шариковых или цилиндрических роликовых подшипников. При комбинированных нагрузках – конические или сферические роликоподшипники. Чисто осевые – упорные.
- Частота вращения: Шарикоподшипники и цилиндрические роликоподшипники серии EC имеют наивысшие скоростные характеристики. Сферические и конические роликоподшипники – более низкие.
- Требования к точности и жесткости: Для высокооборотных шпинделей или прецизионных редукторов требуются подшипники классов точности P6, P5, P4 (ABEC 5, 7, 9).
- Условия эксплуатации: Наличие пыли, влаги, агрессивных сред требует применения подшипников с защитными шайбами (Z, ZZ), контактными уплотнениями (RS, 2RS), или выполнения специальной защиты узла в сборе. Для высоких температур необходимы термостойкие смазки и стабилизированные кольца.
- Монтажные особенности: Необходимость компенсации misalignment (перекоса) определяет выбор сферических подшипников. Требования к осевой фиксации или плавающему положению одного из колец влияют на выбор типа (NU, NJ) и схемы установки.
2. Радиальные роликоподшипники с цилиндрическими роликами (тип NU, NJ, N, NF)
Способны выдерживать значительные радиальные нагрузки. Благодаря раздельным кольцам допускают осевое смещение вала относительно корпуса (или наоборот) в пределах одного из колец, что критически важно для компенсации тепловых расширений в длинных валах турбин, генераторов и крупных электродвигателей.
3. Конические роликоподшипники (тип 30000, 31000)
Предназначены для комбинированных (радиальных и однонаправленных осевых) нагрузок. Устанавливаются всегда парами, в регулируемых узлах. Основное применение – тяжелонагруженные редукторы, механизмы поворота, опорно-поворотные устройства кранового оборудования на энергостроительстве.
4. Сферические роликоподшипники (тип 20000, 21000)
Обладают самоустанавливающейся способностью, компенсирующей перекосы вала до 2-3°. Выдерживают чрезвычайно высокие радиальные и умеренные осевые нагрузки. Применяются в механизмах, работающих в условиях ударных нагрузок и значительных прогибов вала: в приводах шаровых мельниц, дробилок на угольных ТЭС.
5. Упорные шарикоподшипники (тип 50000)
Воспринимают исключительно осевые нагрузки. В размерном ряду 55 мм относятся к вариациям с диаметром отверстия 55 мм, но наружный диаметр и высота могут варьироваться. Используются в вертикальных насосах, опорах поворотных узлов.
Таблица основных параметров подшипников 55×120 мм (примеры)
| Тип подшипника | Стандартное обозначение | Размеры, d x D x B (мм) | Динамическая грузоподъемность, C (кН) | Статическая грузоподъемность, C0 (кН) | Предельная частота вращения (об/мин) |
|---|---|---|---|---|---|
| Радиальный шариковый | 6311 | 55x120x29 | 71.5 | 44.0 | 7000 |
| Радиальный шариковый с уплотнениями | 6311-2RS | 55x120x29 | ~65.0* | ~40.0* | 5600 |
| Цилиндрический роликовый | NU 2211 EC | 55x120x29 | 112 | 102 | 7500 |
| Конический роликовый | 32211 | 55x120x32.75 | 110 | 122 | 5000 |
| Сферический роликовый | 22211 | 55x120x40 | 138 | 118 | 4500 |
*Грузоподъемность снижается из-за наличия уплотнений, увеличивающих трение.
Критерии выбора подшипника 55×120 мм для энергетического оборудования
Выбор конкретного типа и исполнения подшипника осуществляется на основе комплексного анализа рабочих условий.
Особенности монтажа, смазки и обслуживания
Правильный монтаж – залог долговечности подшипникового узла. Для установки подшипников 55 мм требуется применение механических или гидравлических прессов, индукционных нагревателей (нагрев до 110-120°C). Категорически запрещены ударные нагрузки на кольца. При посадке с натягом усилие должно передаваться только через то кольцо, которое садится с натягом: внутреннее – на вал, наружное – в корпус.
Смазка снижает трение, отводит тепло, защищает от коррозии. Выбор между пластичной смазкой и жидким маслом зависит от скорости вращения и температурного режима.
| Тип смазки | Преимущества | Недостатки | Типичное применение для размера 55×120 мм |
|---|---|---|---|
| Пластичные смазки (литиевые, комплексные, полимочевинные) | Хорошая герметизация, простота обслуживания, долгий интервал замены. | Ограничение по скорости, риск перегрева при высоких оборотах. | Редукторы, механизмы с умеренной скоростью, узлы с вертикальным валом. |
| Жидкие масла (минеральные, синтетические) | Эффективный отвод тепла, подходят для высоких скоростей, возможность фильтрации. | Требуются сложные уплотнения, система циркуляции. | Высокооборотные электродвигатели, турбоагрегаты, коробки скоростей. |
Системы мониторинга состояния (вибродиагностика, акустическая эмиссия, контроль температуры) позволяют перейти от планово-предупредительного обслуживания к обслуживанию по фактическому состоянию, что особенно критично для ответственных узлов в энергетике.
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
Чем отличается подшипник 6311 от 6311-2RS?
Подшипник 6311 – открытый, не имеет встроенных уплотнений. 6311-2RS оснащен двумя контактными резиновыми уплотнениями (RS) на обоих сторонах, что защищает его от попадания загрязнений и утечки смазки. Это делает его необслуживаемым на весь срок службы, но несколько снижает предельную частоту вращения и грузоподъемность.
Какой подшипник 55×120 мм выбрать для электродвигателя с высокой радиальной нагрузкой?
Для электродвигателей с высокими радиальными нагрузками (например, двигатели привода мощных насосов или вентиляторов) оптимальным выбором будут радиальные роликоподшипники с цилиндрическими роликами, например, NU 2211 EC или NJ 2211 EC. Они обеспечат значительно большую радиальную грузоподъемность и ресурс по сравнению с шарикоподшипником 6311.
Что означает обозначение «EC» в маркировке подшипника?
EC (Optimized Internal Geometry with More and/or Larger Rolling Elements) – обозначение подшипников с оптимизированной внутренней геометрией, в которых размещено большее количество и/или ролики увеличенного диаметра. Это повышает грузоподъемность на 15-30% при сохранении тех же внешних габаритов.
Как правильно определить необходимый класс точности подшипника?
Класс точности определяется требованиями к биению, уровню вибрации и скорости вращения узла. Для большинства общепромышленных применений достаточно нормального класса (P0, не указывается в обозначении). Для электродвигателей повышенной точности, шпинделей – класс P6 (ABEC 3). Для высокоскоростных шпинделей, прецизионных станков – P5, P4 (ABEC 5, 7).
Каковы признаки выхода из строя подшипника 55×120 мм и как его заменить?
Основные признаки: повышенный шум (гул, скрежет), вибрация, нагрев корпуса узла выше 70-80°C, люфт вала. Для замены необходимо: демонтировать узел, снять подшипник с вала/из корпуса с помощью съемника, тщательно очистить посадочные места, проверить вал и корпус на износ, установить новый подшипник с соблюдением технологии (чистота, нагрев, запрессовка), заправить смазку в необходимом количестве, выполнить при необходимости регулировку (для конических и упорных подшипников).
Заключение
Подшипники размером 55×120 мм представляют собой широкий класс узлов качения, каждый тип которого имеет четкую область применения в энергетическом и электротехническом оборудовании. Корректный выбор типа, серии, класса точности и исполнения подшипника, основанный на анализе нагрузок, скоростей и условий эксплуатации, является фундаментом для обеспечения надежности, долговечности и энергоэффективности всего агрегата. Современные тенденции в материаловедении (керамика, специальные стали) и системах мониторинга состояния открывают новые возможности для оптимизации жизненного цикла этих критически важных компонентов.