Подшипники радиальные шариковые ART

Подшипники радиальные шариковые ART: технические характеристики, сферы применения и особенности эксплуатации в электротехнике и энергетике

Радиальные шариковые подшипники ART представляют собой однорядные шарикоподшипники закрытого типа, предназначенные для восприятия преимущественно радиальных нагрузок, а также комбинированных (радиально-осевых) нагрузок. Их ключевая особенность – наличие контактных уплотнений и предварительной заводской консистентной смазки, что делает их готовыми к установке и эксплуатации без дополнительного обслуживания в течение всего срока службы. В энергетическом секторе они находят применение во вспомогательном оборудовании, электродвигателях малой и средней мощности, вентиляторах, насосах, редукторах и прочих механизмах, где требуются надежность, долговечность и минимальные эксплуатационные затраты.

Конструктивные особенности и материалы

Конструкция радиального шарикового подшипника ART является классической для однорядных шарикоподшипников, но с критически важными элементами, обеспечивающими защиту от внешних воздействий.

• Кольца и шарики: Изготавливаются из подшипниковой высокоуглеродистой хромистой стали марки ШХ15 или ее аналогов. Материал подвергается глубокой закалке до твердости 60-66 HRC, что обеспечивает высокую износостойкость и сопротивление усталости.
• Сепаратор: В подшипниках ART, как правило, применяется штампованный стальной сепаратор, реже – полиамидный (пластиковый). Стальной сепаратор отличается высокой механической прочностью и термостойкостью. Полиамидный сепаратор (часто обозначается суффиксом TN9) обеспечивает более плавный и тихий ход, лучше прирабатывается, но имеет ограничения по максимальной рабочей температуре (обычно до +120°C).
• Уплотнения: Наиболее значимый элемент подшипника ART. Устанавливаются с двух сторон и представляют собой контактные лабиринтные уплотнения из маслобензостойкой резины NBR (нитрильный каучук). Уплотнение жестко зафиксировано на наружном кольле и имеет пружинное кольцо, обеспечивающее постоянный контакт с беговой дорожкой внутреннего кольла. Это эффективно предотвращает вытекание смазки и попадание внутрь подшипника пыли, влаги и других абразивных частиц.
• Смазка: Подшипник поставляется заправленным консистентной смазкой на основе литиевого мыла (типа Литол-24 или аналогов). Количество и тип смазки рассчитаны на весь расчетный срок службы подшипника (L10) при рабочих условиях, указанных в каталоге. Это делает подшипник необслуживаемым.

Маркировка и типоразмеры

Маркировка подшипников ART следует общепринятой системе обозначений. Основное обозначение состоит из числового кода, указывающего на серию и посадочный размер.

• Серия по ширине: Наиболее распространены серии 160, 161, 162, 163 (сверхлегкая, легкая, средняя, тяжелая серии соответственно при одинаковом посадочном диаметре). Чем выше последняя цифра в трехзначном коде, тем больше грузоподъемность и, как правило, ширина подшипника.
• Посадочный диаметр (внутренний): Обозначается двумя последними цифрами основного кода, умноженными на 5. Например, подшипник ART 1604 имеет внутренний диаметр d = 04
• 5 = 20 мм.
• Суффиксы: Дополнительные буквенные обозначения указывают на особенности.
  • 2RS или ZZ (в зависимости от производителя): Двустороннее уплотнение. Именно к этому типу относятся подшипники ART.
  • C3, CN, C2: Группы радиального зазора. C3 – увеличенный зазор, часто применяется в условиях где возможен нагрев вала.
  • TN9: Полиамидный сепаратор.

Пример полного обозначения: ART 6204-2RS C3 – радиальный шариковый подшипник, легкая серия (2), посадочный диаметр 20 мм, с двухсторонним контактным уплотнением и увеличенным радиальным зазором.

Таблица основных параметров популярных типоразмеров подшипников ART

Обозначение	d, мм (внутр.)	D, мм (наруж.)	B, мм (ширина)	Динамическая грузоподъемность (C), кН	Статическая грузоподъемность (C0), кН	Предельная частота вращения (смазка пластичная), об/мин
ART 1602	15	35	11	5.40	2.50	18000
ART 6204	20	47	14	12.70	6.10	14000
ART 6305	25	62	17	22.50	11.50	10000
ART 1606	30	62	16	19.50	10.00	11000
ART 6308	40	90	23	40.50	24.00	8000

Применение в электротехнике и энергетике

В энергетическом комплексе подшипники ART используются в оборудовании, где критически важна бесперебойная работа и минимальное техническое обслуживание.

• Электродвигатели (0.25 — 55 кВт): Основная сфера применения. Уплотненные подшипники устанавливаются на валах двигателей общего назначения, работающих в нормальных и умеренно загрязненных условиях. Они защищают зону качения от попадания угольной пыли (в угольной энергетике), влаги и агрессивных сред.
• Вентиляторы и дутьевые машины: В системах вентиляции и подачи воздуха для горения в котельных агрегатах. Подшипники работают в условиях вибрации и умеренных температур.
• Насосы вспомогательных систем: Циркуляционные, конденсатные, питательные насосы малой мощности. Уплотнение защищает от попадания воды и конденсата.
• Редукторы и приводы задвижек: В механизмах управления арматурой трубопроводов.
• Генераторы вспомогательного назначения: В системах возбуждения и других вспомогательных устройствах.

Преимущества и недостатки для профессионального применения

Преимущества:

• Необслуживаемость: Отсутствие необходимости в периодической замене или добавлении смазки снижает затраты на обслуживание и риск человеческой ошибки.
• Защита от загрязнений: Эффективные контактные уплотнения значительно продлевают срок службы подшипника в неидеальных условиях.
• Готовность к установке: Поставляются в собранном и смазанном виде, что упрощает монтаж.
• Универсальность: Широкий диапазон типоразмеров и доступность на рынке.
• Стоимость: Относительно низкая цена по сравнению с подшипниками, требующими сложных систем смазки.

Недостатки и ограничения:

• Ограниченная скорость вращения: Наличие контактных уплотнений увеличивает момент трения и нагрев, что ограничивает максимально допустимые обороты по сравнению с открытыми или подшипниками с щелевыми уплотнениями.
• Температурный диапазон: Ограничен типом смазки и материалом уплотнения. Для стандартной смазки и NBR-уплотнений верхний предел обычно составляет +120°C (кратковременно до +150°C). Для более высоких температур требуются специальные исполнения (смазка на основе силикона, фторкаучук FKM).
• Невозможность промывки и повторной смазки: В случае попадания внутрь абразива или выработки ресурса смазки подшипник не ремонтируется, а подлежит замене.
• Повышенный момент пуска: Контактное уплотнение создает дополнительное сопротивление в начале вращения.

Рекомендации по монтажу и эксплуатации

Правильная установка определяет ресурс подшипника. Для подшипников ART действуют общие правила монтажа радиальных шариковых подшипников с учетом их закрытости.

• Очистка: Перед установкой необходимо очистить посадочные поверхности вала и корпуса от загрязнений и заусенцев.
• Запрессовка: Монтаж должен производиться с натягом на ту деталь (вал или корпус), которая является вращающейся. При вращении вала подшипник сажается на вал с натягом, в корпус – с зазором. При вращении корпуса – наоборот. Запрессовывается усилие только на то кольцо, которое сажается с натягом. Ни в коем случае нельзя передавать монтажное усилие через уплотнения или шарики.
• Нагрев: Для облегчения монтажа на вал с большим натягом допускается нагрев подшипника в масляной ванне до +80…+100°C. Использовать открытый огонь запрещено.
• Осевая фиксация: Обеспечивается стопорными кольцами, крышками, пружинными шайбами в соответствии с чертежом узла.
• Выверка соосности: Несоосность валов и перекосы посадочных мест приводят к дополнительным нагрузкам, вибрации и преждевременному выходу подшипника из строя.
• Контроль температуры и вибрации: В процессе эксплуатации рекомендуется периодический мониторинг температуры подшипникового узла (не должна превышать +95°C для стандартного исполнения) и уровня вибрации. Рост этих параметров – первый признак неисправности.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Чем подшипник ART отличается от подшипника с индексом 2RS или ZZ?

Фактически, это одно и то же. «ART» – это часто коммерческое или заводское обозначение линии продукции, подчеркивающее наличие уплотнений и смазки. Технически правильным будет обозначение по международной системе, например, 6204-2RS, где 2RS указывает на два контактных резиновых уплотнения. ZZ – обозначение двухстороннего металлического щитка, который не является контактным уплотнением.

Можно ли добавлять смазку в подшипник ART?

Нет, конструктивно это не предусмотрено. Подшипники ART являются необслуживаемыми. Попытка добавить смазку через уплотнение может его повредить, а смешение несовместимых смазок привести к потере свойств. Ресурс подшипника рассчитан на количество заложенной смазки.

Какой температурный диапазон работы у стандартного подшипника ART?

Для стандартного исполнения с NBR-уплотнениями и литиевой консистентной смазкой рабочий диапазон составляет от -30°C до +120°C (кратковременно до +150°C). Для экстремальных температур существуют специальные исполнения.

Что означает радиальный зазор C3 и когда он нужен?

Радиальный зазор C3 больше нормального (CN). Он применяется в случаях, когда в работе узла ожидается значительный нагрев, приводящий к тепловому расширению вала и внутреннего кольца подшипника. Увеличенный зазор компенсирует это расширение, предотвращая заклинивание подшипника. Часто используется в электродвигателях и редукторах.

Почему подшипник ART после непродолжительной работы начал шуметь или греться?

Наиболее вероятные причины: неправильный монтаж (перекос, повреждение при запрессовке), чрезмерная предварительная нагрузка, отсутствие соосности валов, попадание загрязнений внутрь из-за поврежденного уплотнения при установке или работа в условиях, превышающих расчетные (перегрузка, высокая скорость).

Можно ли использовать подшипник ART в водяном насосе?

Да, но с оговорками. Стандартное NBR-уплотнение устойчиво к воде, но не предназначено для длительной работы в погруженном состоянии или под сильным напором. Для таких условий существуют подшипники со специальными уплотнениями (например, из фторкаучука) и водостойкой смазкой.

Как выбрать аналог импортного подшипника (например, SKF, FAG) среди продукции ART?

Необходимо сопоставить основные размеры (d, D, B), серию по ширине (например, 62xx соответствует легкой серии 02 по ISO) и тип уплотнения (2RS). Динамическая и статическая грузоподъемность, а также предельная частота вращения у аналогов могут незначительно отличаться, поэтому для ответственных применений требуется консультация с инженером-конструктором.

Заключение

Радиальные шариковые подшипники ART являются надежным, экономичным и технически обоснованным решением для широкого спектра механизмов в электротехнической и энергетической отраслях. Их ключевые преимущества – необслуживаемость и защищенность – напрямую влияют на снижение эксплуатационных расходов и повышение надежности систем. Правильный выбор типоразмера с учетом нагрузок, скоростей и температурных условий, а также строгое соблюдение правил монтажа и эксплуатации – обязательные условия для достижения подшипником своего полного расчетного ресурса. При работе в нестандартных условиях (высокие температуры, агрессивные среды, повышенные нагрузки) необходимо рассматривать специализированные исполнения или альтернативные типы подшипниковых узлов.