Двухрядные подшипники 80х140 мм: конструкция, типы, применение и подбор

Двухрядные подшипники с размерами 80 мм (внутренний диаметр) и 140 мм (наружный диаметр) представляют собой класс радиальных шарикоподшипников, конструктивно объединяющих два однорядных подшипника в едином корпусе. Основное преимущество такой компоновки — способность воспринимать значительные радиальные нагрузки, а также комбинированные (радиально-осевые) нагрузки, действующие в двух направлениях. Увеличенное количество тел качения (шариков) в двух рядах существенно повышает грузоподъемность и жесткость узла по сравнению с однорядными аналогами при сохранении габаритных размеров. Данные подшипники находят широкое применение в тяжелом промышленном оборудовании, где надежность и долговечность являются критическими параметрами.

Конструктивные особенности и геометрия

Подшипник 80х140 мм обозначает стандартный типоразмер серии: внутренний диаметр (d) = 80 мм, наружный диаметр (D) = 140 мм. Ширина подшипника (B) является переменным параметром и зависит от конкретной серии (например, 32xx, 33xx). Конструктивно он состоит из единого наружного и внутреннего колец с двумя дорожками качения. Сепаратор, удерживающий шарики, может быть выполнен из штампованной стали, механически обработанной стали или полимерных материалов (например, стеклонаполненного полиамида). Наличие двух рядов шариков требует точного согласования геометрии дорожек качения для обеспечения равномерного распределения нагрузки.

Основные типы и серии двухрядных шарикоподшипников 80х140 мм

В рамках размерности 80х140 мм производятся несколько основных серий, различающихся шириной, грузоподъемностью и конструкцией. Выбор серии определяется условиями эксплуатации.

Таблица 1. Основные серии двухрядных шарикоподшипников 80х140 мм

Обозначение серии	Пример полного обозначения	Ширина, B (мм)	Особенности и сфера преимущественного применения
32xx (3200)	3216	33	Стандартная серия с нормальной шириной. Наиболее распространенный вариант для общего машиностроения, вентиляторов, редукторов.
33xx (3300)	3316	46	Уширенная серия. Обладает повышенной радиальной грузоподъемностью и долговечностью. Применяется в более тяжелых условиях: тяжелые редукторы, мощные электродвигатели, шпиндели.
52xx (5200)	5216	~44	Двухрядный подшипник с двусторонними уплотнениями (часто контактного типа) и предварительной консистентной смазкой. Не требует обслуживания в течение всего срока службы. Для сельхозтехники, необслуживаемых узлов.

Материалы, смазка и уплотнения

Качество подшипника определяется не только геометрией, но и применяемыми материалами и комплектацией.

• Материалы колец и тел качения: Стандартно используется подшипниковая сталь марки 100Cr6 (аналог ШХ15). Для работы в условиях повышенной влажности, агрессивных сред или при повышенных температурах применяются стали с добавлением хрома и молибдена, либо нержавеющие стали (например, AISI 440C).
• Сепараторы:
  • Штампованные стальные (массивные) – наиболее распространены, прочны, термостойки.
  • Полиамидные (PA66, GF25) – обеспечивают низкий момент трения, работают с меньшим шумом, способствуют экономии энергии. Ограничены по рабочей температуре (обычно до +120°C).
  • Механически обработанные латунные или стальные – используются в высокоскоростных или высокоточных применениях.
• Уплотнения: Критически важный элемент для сохранения смазки и защиты от загрязнений.
  • Открытый тип (без уплотнений) – требует внешней системы смазки и защиты.
  • Защитные шайбы (ZZ, 2Z) – неконтактные металлические крышки. Обеспечивают минимальное трение, но ограниченную защиту.
  • Контактные уплотнения (RS, 2RS, RSH) – резиновые манжеты, плотно прилегающие к кольцу. Обеспечивают высокую степень защиты от влаги и пыли. Увеличивают момент трения.
• Смазка: Стандартно применяются консистентные пластичные смазки на литиевой или комплексной литиевой основе (например, NLGI 2). Для высокотемпературных применений – на полимочевинной или комплексной кальциевой основе. Важно учитывать совместимость смазки с материалом уплотнений.

Области применения в энергетике и промышленности

Двухрядные подшипники 80х140 мм являются ключевыми компонентами в ответственных узлах вращения.

• Электродвигатели средней и большой мощности: Установка на противоподатливый конец вала (несо стороны привода) для компенсации радиальных нагрузок от ременных передач, муфт или несоосности.
• Редукторы и мультипликаторы: Используются в качестве опор тихоходных и промежуточных валов, где присутствуют высокие радиальные нагрузки.
• Насосное оборудование: Центробежные и поршневые насосы, где подшипник работает в условиях комбинированных нагрузок и часто в присутствии вибрации.
• Вентиляторы и дымососы: Основные опорные подшипники для роторов в системах вентиляции и газопылеудаления на ТЭЦ и промышленных предприятиях.
• Оборудование для подготовки и транспортировки топлива: В углеразмольных мельницах, конвейерных системах, питателях сырого угля.

Монтаж, регулировка и техническое обслуживание

Правильная установка определяет ресурс подшипника. Для размеров 80х140 мм, как правило, применяется посадка с натягом на вал (чаще всего k6 или m6) и переходная или с зазором в корпус (H7 или J7). Нагрев перед установкой (индукционный или в масляной ванне) до 80-100°C категорически запрещено использовать открытое пламя. Осевой зазор в двухрядных подшипниках изначательно минимален, поэтому они не требуют осевой регулировки после монтажа, что является их преимуществом. Однако критически важно обеспечить соосность посадочных мест в корпусе. Техническое обслуживание сводится к периодическому контролю вибрации, температуры и, для открытых исполнений, плановой замене смазки с промывкой полости подшипникового узла.

Критерии выбора и анализ отказов

Выбор конкретного подшипника 80х140 мм осуществляется на основе расчета эквивалентной динамической (P) и статической (P0) нагрузки, с учетом требуемого ресурса в часах (L10h). Необходимо учитывать характер нагрузки (постоянная, ударная), частоту вращения, температурный режим и условия окружающей среды. Частые причины преждевременных отказов:

• Усталостное выкрашивание: Нормальный вид износа при исчерпании расчетного ресурса. Преждевременное выкрашивание указывает на перегрузку.
• Задиры и защемление: Следствие недостатка смазки, применения несоответствующей смазки или чрезмерного натяга при посадке.
• Коррозия и абразивный износ: Проникновение влаги или абразивных частиц через неэффективные уплотнения.
• Пластическая деформация (вмятины): Результат ударных нагрузок при монтаже или в процессе эксплуатации.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Чем двухрядный подшипник 3216 принципиально отличается от двух однорядных подшипников, установленных рядом?

Двухрядный подшипник (например, 3216) имеет единые наружное и внутреннее кольца, геометрия которых изготовлена с высокой точностью взаимного расположения дорожек качения. Это обеспечивает оптимальное распределение нагрузки между рядами. Установка двух отдельных подшипников требует высокой точности регулировки осевого зазора и соосности, что сложнее и часто приводит к перекосу и неравномерной нагрузке рядов, снижая общий ресурс узла.

Как расшифровать обозначение подшипника 3316 EМ C3?

• 33 – серия (уширенная, двухрядная).
• 16 – размерная серия: 16 = (16*5) = 80 мм внутренний диаметр.
• E – усиленная конструкция сепаратора (часто обозначает полиамидный сепаратор, в других системах – стальной массивный).
• M – материал сепаратора: латунный (медный сплав).
• C3 – группа радиального зазора, большая, чем нормальная. Используется в узлах с повышенным нагревом или при необходимости посадки с большим натягом.

Какой аналог у подшипника 80х140 мм в системах обозначений SKF или Timken?

У основных международных производителей существуют прямые аналоги. Например, подшипник 3216 (ГОСТ, ISO) соответствует:

SKF: 6216 (однорядный) не является аналогом. Двухрядный аналог – 3216 A (или 3216 J2/Q). Для серии 3316 – SKF 3316.

FAG/INA (Schaeffler): 6216-2Z (однорядный с двумя защитными шайбами) – не аналог. Двухрядный – 3216-B-2ZR-TVH (пример).

Timken: Обозначение строится иначе, но размерность 80x140x33 (для 3216) будет присутствовать в каталоге. Требуется консультация каталога или инженера.

Важно: При замене необходимо сверять не только размеры, но и тип, серию, зазоры и материал сепаратора.

Можно ли использовать двухрядный подшипник 80х140 мм в условиях осевой нагрузки?

Да, двухрядные шарикоподшипники способны воспринимать двусторонние осевые нагрузки, но их осевая грузоподъемность составляет примерно 0,5-0,7 от неиспользованной радиальной грузоподъемности. Для преимущественно осевых нагрузок с большим моментом предпочтительнее являются упорные или сферические роликоподшипники. Данный тип подшипника оптимален для комбинированных (радиально-осевых) нагрузок умеренной осевой составляющей.

Как правильно определить момент затяжки гайки на валу диаметром 80 мм при монтаже такого подшипника?

Момент затяжки зависит от типа стопорения (контргайка, пластинчатая шайба), шага резьбы и класса прочности крепежа. Для метрической резьбы M80 с шагом 2 мм (типично для валов под подшипник 80 мм) и контргайкой, приблизительный момент затяжки для гаек класса прочности 10 составляет 700-900 Н·м. Однако ключевым критерием является не момент, а обеспечение необходимого осевого натяга (или отсутствия зазора) в подшипниковом узле. Окончательная проверка – измерение радиального зазора после затяжки или контроль момента проворачивания вала. Точные значения должны быть взяты из инструкции по монтажу производителя оборудования или подшипника.