Подшипники радиально-упорные 55 90 мм
Подшипники радиально-упорные 55×90 мм: конструкция, применение и технические аспекты выбора
Подшипники радиально-упорные с посадочными размерами 55 мм по внутреннему диаметру и 90 мм по наружному представляют собой стандартизированный типоразмер, широко применяемый в ответственных узлах промышленного оборудования. Данный размерный ряд охватывает несколько типов подшипников, наиболее распространенными из которых являются однорядные шариковые радиально-упорные подшипники (тип 7000C, 7000AC, 7000B) и конические роликовые подшипники (тип 30200). Их ключевая особенность — способность одновременно воспринимать комбинированные нагрузки: радиальную и осевую в одном направлении. Это достигается за счет специфической геометрии дорожек качения и тел качения (шариков или роликов), расположенных под определенным углом контакта.
Конструктивные особенности и типы
В размерном диапазоне 55×90 мм доступны подшипники с различными углами контакта и конструктивным исполнением, определяющими их грузоподъемность и жесткость.
- Шариковые радиально-упорные однорядные (серия 7000): Контактный угол (α) является ключевым параметром. Стандартные углы: 15° (C), 25° (AC), 40° (B). Чем больше угол, тем выше осевая грузоподъемность, но ниже радиальная. Подшипники требуют регулировки зазора при установке и всегда монтируются парно, встречно.
- Конические роликовые подшипники (серия 30200): Обозначение для размера 55×90×… — например, 30211. Состоят из сепаратора с роликами, внутреннего кольца (конуса) и наружного кольца (чашки). Обладают очень высокой радиальной и осевой грузоподъемностью благодаря линейному контакту роликов с дорожками качения. Обязательно устанавливаются парно с регулировкой.
- Сдвоенные радиально-упорные шариковые подшипники (серия 7000D): Представляют собой два однорядных подшипника, собранных в единый узел на общем наружном или внутреннем кольце. Обеспечивают двухстороннее осевое фиксирование и повышенную жесткость узла.
- Электродвигатели: В двигателях средних мощностей (от десятков до сотен кВт) для фиксации ротора и восприятия осевых усилий, возникающих от вентиляторов или косозубых передач.
- Насосное оборудование: В центробежных и многоступенчатых насосах, где, помимо радиальных нагрузок от рабочего колеса, присутствуют значительные осевые усилия, требующие точного регулирования.
- Редукторы и коробки передач: В качестве опор валов в цилиндрических, конических и червячных редукторах. Конические роликовые подшипники серии 30211 являются типовым решением для выходных валов редукторов.
- Турбомашины и вентиляторы: В узлах поддержки валов турбин, дымососов и главных циркуляционных вентиляторов, работающих при высоких скоростях и умеренных температурах.
- Регулировка осевого зазора (натяга): Для шариковых и роликовых радиально-упорных подшипников критически важна точная регулировка осевого зазора (подшипникового узла в сборе). Зазор контролируется с помощью наборов прокладок, регулировочных гаек или специальных упорных колец. Недостаточный зазор (чрезмерный натяг) приводит к перегреву и заклиниванию, избыточный — к вибрациям и ударным нагрузкам.
- Парная установка: Однорядные подшипники всегда устанавливаются парно (двумя комплектами) для восприятия осевых нагрузок в обоих направлениях. Возможны схемы установки «враспор» (X-образная) и «вразвал» (O-образная), влияющие на жесткость вала.
- Смазка: Для данного типоразмера применяется как пластичная консистентная смазка (для умеренных скоростей и температур), так и циркуляционная жидкая масляная смазка (для высокоскоростных или высоконагруженных узлов). Герметизация узла осуществляется сальниками или манжетами.
- Требования к посадочным поверхностям: Посадочные поверхности вала и корпуса должны иметь высокий класс чистоты, точную геометрию (отсутствие конусности, овальности) и соответствующие поля допусков. Для внутреннего кольца, как правило, используется посадка с натягом, для наружного — переходная или с небольшим зазором.
Основные технические характеристики и параметры выбора
Выбор конкретного подшипника в размерном ряду 55×90 мм осуществляется на основе расчета эквивалентной динамической и статической нагрузки, требуемых скоростных режимов, условий смазки и монтажа.
| Тип подшипника (пример) | Обозначение | Динамическая грузоподъемность (C), кН | Статическая грузоподъемность (C0), кН | Предельная частота вращения (масло), об/мин | Угол контакта |
|---|---|---|---|---|---|
| Шариковый радиально-упорный | 7211B (55x100x21) | ~65.5 | ~53.0 | ~7500 | 40° |
| Шариковый радиально-упорный | 7211AC (55x100x21) | ~58.0 | ~48.0 | ~8000 | 25° |
| Конический роликовый | 30211 (55x100x22.75) | ~100.0 | ~102.0 | ~6300 | ~12°-16° |
Примечание: Наружный диаметр для данного внутреннего часто составляет 100 мм (серия 7211, 30211). Точный размер 90 мм по наружному диаметру может соответствовать менее нагруженным сериям или специальным исполнениям. В таблице приведены распространенные аналоги для справки по характеристикам.
Области применения в энергетике и промышленности
Подшипники данного типоразмера находят применение в узлах средней и высокой нагруженности:
Особенности монтажа, регулировки и обслуживания
Неправильный монтаж и регулировка — основные причины преждевременного выхода из строя радиально-упорных подшипников.
Критерии выбора: шариковые vs конические роликовые
Решение в пользу того или иного типа для размера 55×90 мм принимается на основе анализа рабочих условий:
| Критерий | Шариковые радиально-упорные | Конические роликовые |
|---|---|---|
| Допустимая скорость | Выше (благодаря точечному контакту и меньшему трению) | Ниже (линейный контакт вызывает большее тепловыделение) |
| Грузоподъемность | Умеренная радиальная и осевая | В 1.5-2 раза выше, особенно по ударным нагрузкам |
| Жесткость узла | Средняя | Высокая (меньшая податливость под нагрузкой) |
| Требования к регулировке | Высокие, критичны к точности | Очень высокие, неверная регулировка губительна |
| Стоимость и доступность | Средняя, широкий ассортимент | Средняя/высокая, широко распространены |
| Типовое применение | Шпиндели, электродвигатели, высокоскоростные редукторы | Выходные валы тяжелых редукторов, колесные пары, мощные насосы |
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
Чем отличается подшипник 7211AC от 7211B в данном размерном ряду?
Основное отличие — угол контакта. Подшипник 7211AC имеет угол контакта 25°, а 7211B — 40°. Следовательно, 7211B обладает значительно более высокой однонаправленной осевой грузоподъемностью, но меньшей радиальной и более низкой предельной частотой вращения по сравнению с 7211AC. Выбор зависит от соотношения радиальных и осевых нагрузок в узле.
Можно ли установить один радиально-упорный подшипник вместо двух?
Нет, это некорректно. Один однорядный радиально-упорный подшипник воспринимает осевую нагрузку только в одном направлении. Для фиксации вала в осевом направлении с двух сторон и восприятия реверсивных осевых нагрузок требуется установка как минимум двух подшипников в противоположной ориентации (парная установка). Альтернатива — использование одного сдвоенного радиально-упорного подшипника (DF или DT комплект).
Как правильно определить необходимый осевой зазор в коническом роликовом подшипнике 30211?
Величина зазора (обычно от 0.05 до 0.12 мм для данного типоразмера) определяется производителем и зависит от конкретных условий работы (скорость, температура, жесткость узла). Регулировка осуществляется осевым смещением одного из колец (чаще внутреннего) с помощью регулировочной гайки или прокладок. Рекомендуется использовать метод контроля по моменту проворачивания или по величине осевого смещения вала, используя индикатор часового типа, в строгом соответствии с инструкцией на оборудование или каталогом производителя подшипников.
Какая смазка предпочтительнее для подшипников 55×90 мм в электродвигателе?
Для большинства электродвигателей общего назначения с данными подшипниками применяется консистентная пластичная смазка на литиевой или комплексной литиевой основе (например, Литол-24, EFELE MG-212, Mobil SHC Polyrex). Количество смазки должно заполнять 30-50% свободного пространства в подшипниковой полости. Переполнение смазкой ведет к перегреву из-за внутреннего трения. Для высокоскоростных или высокотемпературных двигателей может применяться циркуляционная масляная смазка.
Что означает обозначение C0 и C в таблицах грузоподъемности?
Динамическая грузоподъемность (C) — это постоянная радиальная (для радиальных подшипников) нагрузка, которую группа идентичных подшипников может теоретически выдержать в течение расчетного ресурса в 1 миллион оборотов. Используется для расчета долговечности подшипника при переменных нагрузках. Статическая грузоподъемность (C0) — это нагрузка, вызывающая в наиболее нагруженной зоне контакта общую пластическую деформацию тел качения и колец, равную 0.0001 от диаметра тела качения. Это предельная нагрузка для неподвижного или медленно вращающегося подшипника, определяющая его безопасную эксплуатацию без разрушения.