Подшипники корпусные INA

Подшипники корпусные INA: конструкция, типы, применение и монтаж в электротехнике и энергетике

Корпусные подшипники INA представляют собой готовые узлы, состоящие из подшипника качения, установленного в цельном или разъемном корпусе. Они предназначены для монтажа на плоские поверхности, такие как рамы, станины или фундаментные плиты, без необходимости создания сложных посадочных мест на валу. В энергетике и электротехнической промышленности эти узлы являются критически важными компонентами для обеспечения надежной работы электродвигателей, генераторов, вентиляторов, насосов, редукторов и конвейерного оборудования. Их основное назначение – воспринимать радиальные нагрузки, а в некоторых конструкциях и комбинированные (радиально-осевые) нагрузки, обеспечивая точное позиционирование вала, минимальное трение и длительный срок службы при минимальных требованиях к обслуживанию.

Конструктивные особенности и материалы

Конструкция корпусного подшипника INA стандартизирована, но варьируется в зависимости от серии и назначения. Основные компоненты включают:

• Корпус: Изготавливается из серого чугуна (маркировка, например, GGG40, GGG50) для большинства серий, что обеспечивает высокую прочность, демпфирование вибраций и коррозионную стойкость. Для агрессивных сред или пищевой промышленности применяются корпуса из нержавеющей стали или полиамида. Конструкция корпуса может быть цельной (SNL, SDG серии) или разъемной (SAF, SDAF серии), что облегчает монтаж и демонтаж без смещения сопряженных узлов.
• Подшипниковый вкладыш: Это собственно подшипник, устанавливаемый в корпус. INA преимущественно использует самоустанавливающиеся сферические роликоподшипники, шарикоподшипники с цилиндрическим отверстием или конические роликоподшипники. Самоустанавливающаяся способность (до ±3°) критически важна для компенсации misalignment – перекоса вала, неизбежного из-за прогибов, теплового расширения или неточностей монтажа.
• Система уплотнений: Обеспечивает защиту от попадания загрязнений и удержание смазки. Применяются комбинированные уплотнения: лабиринтные, контактные (NBR, FKM), и щелевые. В стандартном исполнении часто используется конструкция Taconite или комбинация лабиринта с липким уплотнением.
• Система смазки: Корпусные подшипники INA имеют стандартные точки для подачи пластичной смазки через пресс-масленки (ниппели). В корпусе предусмотрены полости для смазки и, часто, отверстия для выхода излишков старой смазки (продувка), что позволяет проводить регламентное обслуживание без остановки оборудования.
• Крепежные элементы: В комплект обычно входят установочные винты или стопорные кольца для фиксации на валу, а также крепежные болты для монтажа корпуса на основание.

Основные серии и типоразмеры корпусных подшипников INA

INA предлагает широкий спектр серий, каждая из которых оптимизирована под определенные условия работы и нагрузки.

Серия	Тип корпуса	Тип подшипника внутри	Ключевые особенности и применение
SNL 5, 6, 3	Цельный, двухболтовый или четырехболтовый	Сферический роликоподшипник	Стандартная серия для тяжелых радиальных нагрузок. Высокая несущая способность, самоустановка. Основа для электродвигателей, вентиляторов, редукторов.
SAF 2, 3	Разъемный (состоит из основания и крышки)	Сферический роликоподшипник	Облегченный монтаж на сложных участках вала. Идеальны для многовальных систем, длинных валов конвейеров, где демонтаж без снятия других узлов невозможен.
SDG, SDAF	Цельный и разъемный с фланцем	Сферический роликоподшипник	Фланец позволяет осуществлять крепление на вертикальные или торцевые поверхности. Применяются в мотор-редукторах, насосных агрегатах.
PCM, PCJ	Цельный, из полиамида или стали	Шарикоподшипник с цилиндрическим отверстием	Легкие, коррозионностойкие узлы для средних нагрузок и высоких скоростей. Пищевая, химическая промышленность, сельхозтехника.
CRB, CRBS	Цельный, с регулировочным винтом	Конический роликоподшипник	Способны воспринимать значительные комбинированные нагрузки. Требуют точной регулировки зазора. Приводные валы, тяжелые редукторы.

Критерии выбора для энергетических применений

Выбор конкретного корпусного подшипника INA для объекта энергетики осуществляется на основе комплексного анализа рабочих условий.

• Нагрузка: Определяется радиальная (F_r) и осевая (F_a) составляющие. Для чисто радиальных нагрузок подходят серии SNL, SAF. При наличии значительной осевой составляющей рассматриваются конические роликоподшипники (CRB) или сферические роликоподшипники с упорными буртами.
• Частота вращения (n): Каждая серия имеет предельную скорость, определяемую типом подшипника, системой уплотнения и методом смазки. Для высокооборотных турбогенераторов или двигателей требуются подшипники с эффективным отводом тепла и смазкой жидким маслом (циркуляционной).
• Температурный режим: Стандартные подшипники рассчитаны на диапазон от -30°C до +120°C (кратковременно до +150°C). Для применений рядом с паром, горячими поверхностями или в условиях холодного климата выбираются специальные термостойкие или хладостойкие смазки, а также материалы сепараторов (например, из латуни или полиамида).
• Условия окружающей среды: При наличии влаги, абразивной пыли (угольная, цементная), агрессивных паров уплотнения становятся ключевым фактором. Применяются усиленные многоступенчатые лабиринтные уплотнения или варианты из нержавеющей стали.
• Требования к обслуживанию: Для труднодоступных или критичных узлов, где требуется увеличенный межсервисный интервал, выбираются подшипники с системой централизованной смазки или с предварительным заполнением высококачественной долговечной смазкой.

Монтаж, центровка и смазка

Правильный монтаж – залог долговечности подшипникового узла. Последовательность операций включает:

1. Подготовка основания: Поверхность установки должна быть плоской, чистой и обработанной с точностью не грубее Ra 12.5. Необходимо обеспечить соосность посадочных мест под подшипниковые узлы с помощью лазерных или оптических центровочных систем. Допустимый перекос корпусов не должен превышать возможности самоустановки подшипника.
2. Установка корпуса: Корпус крепится на основание с помощью болтов с контролем момента затяжки согласно спецификации INA. Неравномерная затяжка ведет к деформации корпуса и заклиниванию подшипника.
3. Посадка на вал: Подшипник напрессовывается на вал с натягом, соответствующим классу точности и нагрузке. Используется монтажная оправка, передающая усилие на внутреннее кольцо. Запрещается ударная нагрузка на наружное кольцо или корпус. Фиксация осуществляется установочными винтами со стопорением или стопорными кольцами.
4. Смазка: Заполнение смазочной полости осуществляется на 30-50% для пластичных смазок. Переполнение ведет к перегреву из-за внутреннего трения. Используются смазки, рекомендованные INA (на основе литиевого или комплексного литиевого мыла, полимочевины), совместимые с материалом уплотнений и рабочим температурным диапазоном.
5. Контроль зазоров: После монтажа проверяется легкость вращения вала, отсутствие заеданий и посторонних шумов. Для конических роликоподшипников обязательна регулировка осевого зазора (преднатяга).

Диагностика неисправностей и продление срока службы

Основные причины выхода из строя корпусных подшипников в энергетике:

• Усталостное выкрашивание: Проявляется в виде отслоения материала на дорожках качения. Причина – превышение расчетного ресурса или циклические перегрузки.
• Задиры и заедание: Следствие недостатка смазки, применения несоответствующей смазки или чрезмерного натяга при посадке.
• Абразивный износ: Постепенное увеличение зазоров и вибрации из-за проникновения твердых частиц через неэффективные уплотнения.
• Коррозия: Появление каверн и пятен ржавчины на кольцах и телах качения из-за конденсата или агрессивной среды.
• Вибрационное истирание (fretting): Микросмещения между кольцом подшипника и посадочной поверхностью, ведущие к образованию абразивной окисленной пыли.

Для мониторинга состояния применяются вибродиагностика, термография (контроль температуры корпуса) и акустический анализ. Превышение температуры на 40-50°C над температурой окружающей среды или рост уровня вибрации являются сигналами для проведения внепланового обслуживания.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Чем корпусные подшипники INA предпочтительнее для монтажа электродвигателей?

Они представляют собой готовый, предварительно собранный и смазанный узел, что ускоряет монтаж. Самоустанавливающаяся конструкция компенсирует неизбежные перекосы станины и прогибы вала, обеспечивая равномерное распределение нагрузки и снижая вибрации. Надежные многоступенчатые уплотнения защищают узел от промышленных загрязнений.

Как определить необходимый типоразмер подшипника для замены вышедшего из строя?

Основными определяющими параметрами являются диаметр вала (d), габаритные размеры корпуса (длина, ширина, высота) и расстояние между монтажными отверстиями. Эти данные обычно нанесены на маркировочную табличку корпуса. При ее отсутствии замеры производятся штангенциркулем. Критически важно также учитывать серию (SNL, SAF и т.д.), так как геометрия корпусов разных серий при одинаковом посадочном диаметре может различаться.

Каков интервал замены смазки в корпусных подшипниках INA?

Интервал зависит от типа смазки, скорости вращения, температуры и условий эксплуатации. Для стандартных применений с пластичной смазкой на основе литиевого мыла при умеренных температурах (до 70°C) и скоростях интервал может составлять от 2000 до 8000 рабочих часов. В тяжелых условиях (пыль, влага, высокие температуры) интервал сокращается. Рекомендуется руководствоваться графиком технического обслуживания оборудования или проводить регламентные работы при каждой плановой остановке агрегата.

Можно ли использовать корпусные подшипники INA в условиях воздействия пара и высокой влажности?

Да, для таких условий INA предлагает специальные исполнения. Они включают корпуса из нержавеющей стали (серия SNL..-SS), подшипники из нержавеющей стали, специальные уплотнения (например, из фторкаучука FKM) и водостойкие смазки на основе кальциевого комплекса или полимочевины. Такие узлы имеют маркировку, указывающую на коррозионную стойкость.

Что означает маркировка, например, SNL 516-613?

Маркировка расшифровывается следующим образом: «SNL» – серия цельного корпуса. «5» – тип конструкции (пятисерия). «16» – код размера, связанный с посадочным диаметром вала и габаритами корпуса. «613» – обозначение самого сферического роликоподшипника внутри корпуса (в данном случае с внутренним диаметром 65 мм). Для точной идентификации всегда следует использовать каталоги INA или консультироваться с поставщиком.

Как правильно хранить запасные корпусные подшипники на складе?

Подшипники должны храниться в оригинальной упаковке в сухом, чистом помещении с постоянной температурой, без резких перепадов. Относительная влажность воздуха не должна превышать 60%. Запрещается хранить подшипники на полу без поддонов, вблизи источников вибрации или магнитных полей. Складирование в стопку более чем 3-4 корпуса не рекомендуется во избежание деформации. Срок хранения для подшипников со стандартной смазкой – до 5 лет при соблюдении условий.