Подшипники радиально-упорные 110 мм

Подшипники радиально-упорные 110 мм: конструкция, применение и технические аспекты

Радиально-упорные подшипники качения с посадочным диаметром внутреннего кольца 110 мм представляют собой высокотехнологичные узлы, предназначенные для одновременного восприятия комбинированных нагрузок – радиальных и осевых в одном направлении. Их ключевая особенность – контактный угол между линией действия нагрузки на тело качения и плоскостью, перпендикулярной оси вращения. Этот угол, обычно составляющий от 15° до 45°, определяет соотношение несущей способности по осевой и радиальной составляющим. Наружный диаметр и ширина подшипника варьируются в зависимости от серии и типа.

Конструктивные особенности и типы

Конструктивно радиально-упорные подшипники 110 мм делятся на два основных типа: шариковые и роликовые (конические). Выбор между ними определяется требованиями к нагрузке, скорости, жесткости и условиям эксплуатации.

• Радиально-упорные шариковые подшипники (серии 70.., 72..): Тела качения – шарики, беговая дорожка внутреннего и наружного колец смещена относительно друг друга. Часто поставляются в спаренном исполнении (дуплекс) с предварительным натягом. Обладают высокой скоростной способностью, низким моментом трения, но меньшей радиальной жесткостью по сравнению с коническими.
• Конические роликовые подшипники (серии 3.., 32.., 322..): Тела качения – усеченные конусы, направляемые буртом внутреннего кольца (конуса). Способны воспринимать значительные радиальные и односторонние осевые нагрузки. Характеризуются высокой жесткостью, но имеют ограничения по максимальной частоте вращения. Требуют точной регулировки зазора/натяга при установке.

Основные серии и габаритные размеры (примеры для посадочного диаметра 110 мм)

Ниже приведены типовые размеры согласно ГОСТ и ISO для распространенных серий. Точные значения необходимо уточнять по каталогам производителей.

Тип подшипника	Обозначение серии	d (внутр. диаметр), мм	D (наруж. диаметр), мм	B (ширина), мм	Угол контакта, α	Назначение и особенности
Радиально-упорный шариковый однорядный	7222B	110	200	38	40°	Высокая осевая грузоподъемность, для парной установки.
Радиально-упорный шариковый однорядный	7022AC	110	170	28	25°	Универсальный, для высоких скоростей.
Конический роликовый однорядный	32222	110	200	53	~15° (зависит от производителя)	Высокая радиальная грузоподъемность, для тяжелых нагрузок.
Конический роликовый однорядный	30322	110	240	54.5	~12°	Увеличенная радиальная емкость, для умеренных осевых сил.

Сферы применения в энергетике и смежных отраслях

Подшипники данного типоразмера применяются в ответственных узлах оборудования, где вал диаметром 110 мм подвергается значительным комбинированным нагрузкам.

• Электродвигатели высокой мощности (свыше 500 кВт): Установка на концевых щитах для фиксации ротора и восприятия осевых сил, возникающих от вентиляторов или косвенно от приводного механизма.
• Приводы насосного оборудования (циркуляционные, питательные, сетевые насосы): Обеспечение точного позиционирования вала рабочего колеса, работающего под значительным гидравлическим осевым усилием.
• Редукторы и мультипликаторы турбин: В быстроходных и тихоходных валах редукторов, преобразующих высокооборотное вращение турбины.
• Оборудование для ветроэнергетики: В узлах поворотного механизма (горизонтальные подшипники) или в генераторных группах.
• Валопроводы и опорно-упорные узлы гидрогенераторов: Конические роликовые подшипники часто используются в качестве упорно-опорных в вертикальном исполнении.

Критерии выбора и расчеты

Выбор конкретного подшипника 110 мм осуществляется на основе инженерного расчета, учитывающего:

• Нагрузочные характеристики: Величина и направление радиальной (Fr) и осевой (Fa) нагрузок, характер (постоянная, переменная, ударная).
• Режим работы: Частота вращения (n), требуемый ресурс в часах (L10h).
• Условия эксплуатации: Температурный диапазон, наличие вибраций, запыленности, агрессивной среды.
• Способ монтажа и регулировки: Необходимость предварительного натяга или зазора, тип сопряжения (напряженная или скользящая посадка).
• Коэффициенты динамической (C) и статической (C0) грузоподъемности: Указаны в каталогах. На их основе рассчитывается номинальный ресурс по формуле: L10 = (C/P)^p, где P – эквивалентная динамическая нагрузка, p – показатель степени (10/3 для шариковых, 3 для роликовых).

Монтаж, регулировка и обслуживание

Правильная установка определяет долговечность подшипника. Для диаметра 110 мм критически важны следующие этапы:

• Подготовка посадочных мест: Точность размеров вала и корпуса (допуски h6/js6 для вала, H7/J7 для корпуса), шероховатость поверхности Ra ≤ 0.8 мкм.
• Температурный монтаж (рекомендуемый способ): Нагрев подшипника в масляной ванне или индукционном нагревателе до 80-100°C для безударной посадки на вал.
• Регулировка осевого зазора/натяга: Особенно для конических и спаренных шарикоподшипников. Осуществляется смещением одного из колец с последующей фиксацией. Контроль осуществляется индикатором часового типа или по моменту проворачивания.
• Смазка: Применение консистентной смазки (типа Li-complex) или циркуляционного жидкого масла (ISO VG 68-100). Объем смазки должен заполнять 1/3-1/2 свободного пространства в корпусе.
• Контроль состояния: Регулярный мониторинг вибрации, температуры (не должна превышать +80°C при работе), акустических шумов.

Таблица сравнения шариковых и конических радиально-упорных подшипников

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Чем отличается радиально-упорный подшипник от упорного?

Упорный подшипник предназначен исключительно для восприятия осевых нагрузок, параллельных оси вала, и не воспринимает радиальную нагрузку. Радиально-упорный подшипник комбинированный: он способен нести значительную радиальную нагрузку и одновременную одностороннюю осевую.

Как определить необходимый угол контакта для подшипника 110 мм?

Выбор угла контакта (α) зависит от соотношения осевой (Fa) и радиальной (Fr) нагрузок. Чем больше отношение Fa/Fr, тем больший угол контакта требуется. Для умеренных осевых нагрузок выбирают угол 15°-25° (серия 30222, 7022AC), для преобладающих осевых – 30°-45° (серия 32222, 7222B).

Обязательно ли устанавливать радиально-упорные подшипники парами?

Однорядные радиально-упорные подшипники воспринимают осевую нагрузку только в одном направлении. Для фиксации вала в обоих осевых направлениях их, как правило, устанавливают парой (два подшипника, расположенных «лицом к лицу» или «спиной к спину»). Возможна установка одного подшипника в паре с радиальным, если осевая нагрузка действует только в одну сторону.

Что такое предварительный натяг и зачем он нужен?

Предварительный натяг – это преднамеренное создание отрицательного внутреннего зазора в подшипнике до его рабочего состояния. Он повышает жесткость узла, уменьшает биение вала, увеличивает собственную частоту колебаний системы и продлевает срок службы при вибрационных нагрузках. Однако неправильно выбранный натяг приводит к перегреву и преждевременному выходу из строя.

Как правильно смазывать подшипник 110 мм в энергетическом оборудовании?

Для высоконагруженных узлов с длительным сроком службы часто применяется циркуляционная система жидкой смазки, обеспечивающая отвод тепла. Для закрытых, необслуживаемых узлов используют консистентные смазки с широким температурным диапазоном и антиокислительными присадками. Крайне важно исключить переполнение корпуса смазкой, ведущее к перегреву.

Каков типовой расчетный ресурс для такого подшипника в насосе?

Для ответственного оборудования (сетевые, питательные насосы) требуемый расчетный ресурс L10h обычно составляет от 40 000 до 100 000 часов. Достижение такого ресурса обеспечивается правильным выбором подшипника с достаточным коэффициентом динамической грузоподъемности (C), точным монтажом, эффективной смазкой и защитой от загрязнений.