Подшипники двухрядные 45х100 мм
Двухрядные подшипники 45х100 мм: конструкция, применение и технические аспекты выбора
Двухрядные подшипники с размерами 45х100 мм, где 45 мм – внутренний диаметр (d), а 100 мм – наружный диаметр (D), представляют собой класс радиальных шарикоподшипников, спроектированных для восприятия значительных радиальных и умеренных осевых нагрузок в двух направлениях. Их ключевая особенность – наличие двух рядов тел качения (шариков), что при аналогичных габаритных размерах с однорядными аналогами обеспечивает существенно более высокую грузоподъемность и жесткость узла. В энергетике и смежных отраслях такие подшипники находят применение в ответственных узлах агрегатов, работающих в условиях сложных нагрузок и требований к надежности.
Конструктивные особенности и типы
Основное исполнение двухрядных шарикоподшипников 45х100 мм – сферическое (самоустанавливающееся) и несамоустанавливающееся. Конкретный тип определяет возможности компенсации перекосов вала или монтажных погрешностей.
- Двухрядный сферический шарикоподшипник (тип 1200, 1300 серий по ГОСТ 28428 или 1208, 1308 по ISO): Имеет сферическую дорожку качения на наружном кольце и два ряда шариков. Способен компенсировать угловые перекосы между валом и корпусом обычно до 2-3 градусов. Это критически важно для длинных валов, в узлах с возможной деформацией под нагрузкой или при неточном монтаже. Обозначение 45х100 мм для такого типа часто соответствует подшипнику 1309 (d=45 мм, D=100 мм, B=36 мм) или его аналогам.
- Двухрядный радиальный шарикоподшипник с цилиндрической дорожкой: Не обладает способностью к самоустановке, требует высокой соосности посадочных мест. Отличается повышенной радиальной жесткостью и грузоподъемностью по сравнению со сферическим при тех же габаритах. Применяется в жестких, точно выверенных конструкциях.
- Электродвигатели средней и большой мощности: Установка на концевых частях валов (приводные end-shield подшипники) двигателей, работающих с повышенной радиальной нагрузкой от ременных передач, цепных приводов или прямого навесного оборудования.
- Приводы насосного и вентиляторного оборудования: Центробежные насосы, дутьевые вентиляторы котельных и энергоблоков. Подшипники работают в условиях постоянной радиальной нагрузки от рабочего колеса и умеренных осевых толчков.
- Редукторы и механические передачи: В качестве опор быстроходных и тихоходных валов в цилиндрических и конических редукторах, где двухрядная конструкция обеспечивает необходимую жесткость и ресурс.
- Оборудование для транспортировки материалов: Приводные валы конвейеров, ролики тяжелых рольгангов. Способность сферических исполнений компенсировать прогиб длинного вала под весом груза здесь особенно важна.
- Вспомогательное оборудование энергопредприятий: Дымососы, механизмы золоудаления, шнековые транспортеры, лебедки.
- Расчет эквивалентной динамической нагрузки (P): Учитывает радиальную (Fr) и осевую (Fa) нагрузки, их соотношение и характер (постоянная, вибрационная). На основе P и требуемого ресурса в часах (L10h) рассчитывается необходимая динамическая грузоподъемность (C).
- Тип нагрузки и перекосы: При наличии вероятных перекосов более 0.5 градуса обязателен выбор сферического двухрядного подшипника. Для чисто радиальной нагрузки в точно выверенной системе можно рассмотреть несамоустанавливающийся тип.
- Частота вращения: Необходимо сравнить рабочую частоту с предельной, указанной в каталоге для данного типа смазки (масло, консистентная смазка).
- Условия смазки и герметизации: Для энергетики, где часто присутствуют запыленность и высокая температура, критичен выбор исполнения с защитными шайбами (ZZ, 2Z) или контактными уплотнениями (RSH, 2RSH). Это определяет межсервисный интервал и защиту от попадания абразива.
- Класс точности: Для большинства промышленных применений достаточен класс P0 (нормальный). Для высокоскоростных или особо точных узлов (например, в некоторых турбинных приводах) могут потребоваться классы P6, P5.
- Монтаж: Подшипники с внутренним диаметром 45 мм, как правило, устанавливаются на вал с натягом (посадка k6, m6) и в корпус с зазором (посадка H7). Для сферических подшипников наружное кольцо должно свободно проворачиваться в корпусе для самоустановки. Обязателен контроль соосности посадочных мест. Нагрев перед установкой (индукционный или в масляной ванне) предпочтительнее механического прессования.
Конструктивно подшипники также различаются по типу сепаратора (штампованный стальной, механически обработанный латунный или полимерный), который удерживает шарики на равном расстоянии. Для тяжелых условий эксплуатации в энергетике часто предпочтительны подшипники с массивными латунными или стальными механически обработанными сепараторами.
Ключевые технические параметры и характеристики
Для инженерного выбора подшипника 45х100 мм необходимо опираться на ряд базовых и расчетных параметров, выходящих за рамки простых габаритов.
| Обозначение (пример, ISO) | d (мм) | D (мм) | B (мм) (ширина) | r (мм) (радиус закругления) | Динамическая грузоподъемность, C (кН) | Статическая грузоподъемность, C0 (кН) | Предельная частота вращения (об/мин) |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 1309 | 45 | 100 | 36 | 2.0 | ~65.0 | ~40.0 | ~7000 (масло) |
| 1209 | 45 | 100 | ~23* | 1.5 | ~35.0 | ~22.0 | ~8000 (масло) |
| 2209 (сферический роликовый, для сравнения) | 45 | 85 | 23 | 1.5 | ~95.0 | ~72.0 | ~6300 (масло) |
*Примечание: Ширина (B) может незначительно варьироваться в зависимости от производителя и конкретной серии. Значения грузоподъемности и частоты вращения ориентировочные, необходимо уточнять по каталогам конкретного бренда.
Сферы применения в энергетике и промышленности
Двухрядные подшипники 45х100 мм применяются в узлах, где радиальные нагрузки превышают возможности однорядных подшипников, а также присутствуют требования к компенсации перекосов или повышенной долговечности.
Критерии выбора и монтажные аспекты
Выбор конкретного подшипника 45х100 мм должен основываться на инженерном расчете и анализе условий работы.
Сравнение с альтернативными типами подшипников
| Тип подшипника (пример) | Преимущества | Недостатки | Рекомендуемая область замены/конкуренции |
|---|---|---|---|
| Двухрядный сферический шарикоподш. (1309) | Самоустановка, умеренная скорость, двухсторонняя осевая фиксация, низкий шум. | Меньшая радиальная грузоподъемность vs роликовые, ограничение по частоте vs однорядные. | Узлы со средними нагрузками и перекосами, электродвигатели. |
| Однорядный радиальный шарикоподш. (6309) | Более высокая предельная частота вращения, меньший момент трения. | Значительно меньшая радиальная грузоподъемность, не компенсирует перекосы. | Высокоскоростные узлы с малыми нагрузками и точным монтажом. |
| Сферический роликовый подш. (2209, 2309) | Наибольшая радиальная грузоподъемность, стойкость к ударным нагрузкам. | Выше трение, ниже предельная частота, сложнее в монтаже и смазке, дороже. | Тяжелонагруженные низко- и среденооборотные узлы (редукторы, приводы конвейеров). |
| Роликовый радиальный с короткими цилиндрическими роликами (NU, NJ серии) | Очень высокая радиальная грузоподъемность, допускает осевое смещение вала. | Не воспринимает осевые нагрузки, требователен к точности монтажа. | Узлы с чисто радиальной нагрузкой и тепловым удлинением вала (опоры электродвигателей). |
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
Чем двухрядный подшипник 45х100 мм принципиально лучше однорядного того же диаметра?
Двухрядный подшипник имеет примерно в 1.6-1.8 раза большую динамическую радиальную грузоподъемность (C) при сопоставимых внешних габаритах. Он также обладает повышенной жесткостью узла и, в случае сферического исполнения, способностью компенсировать перекосы, что невозможно для однорядного радиального подшипника.
Можно ли заменить двухрядный сферический подшипник 1309 на два однорядных, установленных рядом?
Нет, такая замена некорректна. Два однорядных подшипника не обеспечат функцию самоустановки, их внутренние зазоры будут суммироваться нелинейно, возникнут проблемы с осевым фиксированием и распределением нагрузки. Конструкция двухрядного подшипника – это единый технологический узел, рассчитанный на совместную работу двух рядов шариков.
Как правильно определить необходимый тип защиты (уплотнения) для подшипника в приводе вентилятора на ТЭЦ?
Для запыленных и влажных сред, характерных для ТЭЦ, предпочтительны подшипники с двухсторонними контактными уплотнениями из маслостойкой резины (обозначение 2RSH или DD). Они обеспечивают лучшую защиту от абразива по сравнению с защитными шайбами (2Z), хотя и вводят небольшое дополнительное трение. При высоких температурах (>120°C) необходимо выбирать уплотнения из материалов, стойких к термостарению (фторкаучук и т.п.).
Каков расчетный ресурс (L10h) подшипника 1309 при работе в электродвигателе насоса?
Ресурс L10h (часов наработки до появления первых признаков усталости металла у 90% подшипников) рассчитывается по формуле: L10h = (10^6 / (60 n)) (C / P)^3, где n – частота вращения (об/мин), C – динамическая грузоподъемность (Н), P – эквивалентная динамическая нагрузка (Н). Например, при n=1500 об/мин, C=65000 Н и P=10000 Н, ресурс составит примерно 30 000 часов. Реальный ресурс может отличаться из-за условий смазки, температуры, вибраций.
Что означает маркировка на торце подшипника, кроме типоразмера?
Помимо обозначения типа (например, 1309) может указываться торговая марка, класс точности (P0 не маркируется, P6, P5 – указываются), знак направления сборки (для парных подшипников), марка смазки (если она заложена на заводе), знак положения уплотнений. Наиболее важны для идентификации – тип и класс точности.
Какой температурный режим работы допустим для стандартного подшипника 45х100 мм со стальным сепаратором?
Стандартные подшипники из хромистой стали (например, 52100) с металлическим сепаратором и консистентной смазкой общего назначения рассчитаны на долговременную работу в диапазоне от -30°C до +120°C (кратковременно до +150°C). Для более высоких температур необходимы подшипники из термостойкой стали (с суффиксом S1, S2 и т.д.), специальные смазки и, возможно, сепараторы из латуни или полиамида.