Подшипники с наружным диаметром 117 мм
Подшипники с наружным диаметром 117 мм: технические характеристики, применение и подбор
Наружный диаметр 117 мм является стандартным и широко распространенным размером в ряду подшипников качения, соответствующим международным стандартам ISO 15 (радиальные) и ISO 355 (конические роликовые). Данный типоразмер находит применение в узлах средней и повышенной нагрузки в различных отраслях промышленности, включая энергетику, тяжелое машиностроение, транспорт и сельскохозяйственную технику. Основное назначение подшипников этого габарита – обеспечение надежной и долговечной работы валов, вращающихся с умеренными и высокими скоростями, при значительных радиальных и комбинированных нагрузках.
Классификация и основные типы подшипников с D=117 мм
Подшипники с наружным диаметром 117 мм представлены всеми основными типами, что позволяет инженерам-конструкторам и специалистам по ремонту выбирать оптимальное решение для конкретных условий работы узла. Внутренний диаметр (d) и ширина (B) являются переменными параметрами в рамках данного наружного размера.
1. Радиальные шарикоподшипники
Наиболее распространенный тип для восприятия преимущественно радиальных нагрузок и умеренных осевых в обе стороны. Отличаются низким моментом трения и способностью работать на высоких скоростях.
- Однорядные (тип 60000, 62000, 63000): Базовый тип. Для D=117 мм типичными являются серии 6217 (d=85 мм, B=28 мм), 6317 (d=85 мм, B=41 мм). Серия 63 имеет повышенную грузоподъемность за счет увеличенной ширины и размеров тел качения.
- С защитными шайбами или уплотнениями (тип 62000-Z, -RS, -2RS): Модели с односторонним или двухсторонним уплотнением (чаще всего контактным) для работы в условиях запыленности или для сохранения смазки. Например, 6217-2RS.
- Радиально-упорные (тип 7000): Способны воспринимать значительные осевые нагрузки в одном направлении одновременно с радиальными. Требуют точной регулировки и установки парой. Пример: 7217B (угол контакта 40°).
- Цилиндрические роликоподшипники (тип N, NU, NJ, NF): Обладают максимальной радиальной грузоподъемностью среди подшипников с D=117 мм. Различные конструкции сепараций (NU, NJ) позволяют фиксировать вал или корпус в осевом направлении. Пример: NU217 (d=85 мм, B=28 мм).
- Конические роликоподшипники (тип 30300, 31300, 32200, 32300): Предназначены для комбинированных (радиально-осевых) нагрузок. Устанавливаются исключительно парой с регулировкой натяга. Являются ключевыми для редукторов, колесных пар, прокатных станов. Классический пример – 7217 (30317) и 7317 (32317) с увеличенным углом контакта.
- Игольчатые подшипники: При том же наружном диаметре имеют значительно уменьшенное поперечное сечение (малую ширину) и используют ролики малого диаметра. Используются в стесненных пространствах.
- Электродвигатели и генераторы средней мощности: Подшипники 6217, 6317, NU217 часто используются в опорах роторов двигателей мощностью от 75 до 250 кВт. Критичными параметрами являются виброустойчивость и долговечность.
- Редукторы и приводы насосного оборудования: Конические роликоподшипники 7217, 7317 и цилиндрические роликоподшипники являются основой опор быстроходных и тихоходных валов редукторов циркуляционных, питательных и других насосов ТЭЦ и АЭС.
- Вентиляционное и дымососное оборудование: Работа в условиях запыленности и высоких температур требует использования подшипников с эффективным уплотнением и термостойкой смазкой.
- Тяжелое машиностроение: Оборудование для горнодобывающей и металлургической промышленности, где преобладают ударные и вибрационные нагрузки.
2. Роликовые подшипники
Применяются при повышенных ударных и вибрационных нагрузках, где требуются высокая радиальная жесткость и долговечность.
3. Упорные и упорно-радиальные подшипники
Специализированные типы для восприятия преимущественно осевых нагрузок. В энергетике могут применяться в опорах вертикальных валов (турбин, генераторов).
Таблица типовых исполнений подшипников с наружным диаметром 117 мм
| Тип подшипника | Обозначение (пример) | Внутренний диаметр (d), мм | Ширина (B), мм | Назначение и особенности |
|---|---|---|---|---|
| Радиальный шариковый однорядный | 6217 | 85 | 28 | Универсальный, для высоких скоростей, умеренных нагрузок. |
| Радиальный шариковый однорядный усиленный | 6317 | 85 | 41 | Повышенная радиальная грузоподъемность, для ударных нагрузок. |
| Радиальный шариковый с двухсторонним уплотнением | 6217-2RS | 85 | 28 | Не требует обслуживания, защита от загрязнений. |
| Цилиндрический роликовый (свободный) | NU217 | 85 | 28 | Максимальная радиальная нагрузка, допускает осевое смещение вала. |
| Конический роликовый (стандартный) | 7217 (30317) | 85 | 28.25 | Комбинированные нагрузки, для редукторов, обязательна регулировка. |
| Конический роликовый (усиленный) | 7317 (32317) | 85 | 44.5 | Высокие радиальные и односторонние осевые нагрузки. |
Ключевые параметры для выбора и эксплуатации
1. Посадочные размеры и допуски
Для подшипников с D=117 мм стандартным внутренним диаметром является 85 мм, однако встречаются и другие комбинации в зависимости от серии. Посадка на вал и в корпус регламентируется стандартами. Как правило, внутреннее кольцо сажается на вал с натягом (поля допусков k6, m6), а наружное кольцо – в корпус с переходной или небольшой зазорной посадкой (H7, J7). Для конических роликоподшипников и подшипников с циркуляцией смазки посадки требуют особого расчета.
2. Грузоподъемность и ресурс
Динамическая (C) и статическая (C0) грузоподъемность – основные параметры для расчета долговечности по стандарту ISO 281. Для подшипника 6317 динамическая грузоподъемность примерно на 40-50% выше, чем у 6217. Ресурс (номинальная долговечность в миллионах оборотов) рассчитывается с учетом коэффициентов нагрузки, скорости, температуры и смазки. В энергетическом оборудовании расчетный ресурс часто должен превышать 100 000 часов.
3. Требования к смазке
Выбор между пластичной смазкой и жидким маслом зависит от скорости (параметр n*dm), температуры и условий работы. Для высокоскоростных узлов (электродвигатели) чаще применяется жидкое циркуляционное масло. Для редукторов и низкооборотных механизмов – пластичные смазки на литиевой или комплексной основе с антизадирными присадками. Подшипники с уплотнениями поставляются уже заполненными консервационной или рабочей смазкой.
4. Классы точности и зазоры
Помимо стандартного класса точности P0 (Normal), для ответственных узлов энергетического оборудования (турбогенераторы, насосы) применяются подшипники повышенных классов точности: P6, P5, P4. Это обеспечивает минимальное биение, снижение вибрации и точное позиционирование вала. Радиальный зазор (C2, CN, C3, C4) выбирается в зависимости от условий посадки и рабочей температуры. Для нагревающихся узлов обычно требуется увеличенный зазор (C3).
Применение в энергетике и смежных отраслях
Монтаж, демонтаж и техническое обслуживание
Правильный монтаж критически важен для реализации полного ресурса подшипника. Для установки на вал диаметром 85 мм необходимо использование индукционных нагревателей или монтажных втулок (с запрессовкой с усилием, приложенным к натягиваемому кольцу). Запрещено наносить ударные нагрузки непосредственно на кольца или тела качения. При монтаже конических роликоподшипников обязательна проверка и регулировка осевого зазора (натяга) с помощью щупов или динамометрического ключа. Система смазки должна быть чистой, а количество смазки – дозированным (переполнение смазкой ведет к перегреву). Регламент ТО включает периодический контроль температуры, вибрации и акустического шума.
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
Вопрос: Чем отличается подшипник 6217 от 6317, кроме габаритов?
Ответ: Основное отличие – в грузоподъемности и области применения. Подшипник 6317 (серия 63) имеет увеличенную ширину (41 мм против 28 мм) и, как следствие, более крупные шарики. Его динамическая радиальная грузоподъемность примерно на 50% выше, чем у 6217. 6317 предназначен для более тяжелых нагрузок и условий с возможными перекосами, тогда как 6217 – для более высоких скоростей и умеренных нагрузок.
Вопрос: Можно ли заменить конический роликоподшипник 7217 на радиальный шариковый 6217 в редукторе?
Ответ: Категорически не рекомендуется без перерасчета всего узла. 7217 специально спроектирован для восприятия значительных осевых нагрузок, возникающих в зубчатых зацеплениях редуктора. Шариковый радиальный подшипник не рассчитан на такие осевые усилия, что приведет к его мгновенному разрушению и выходу из строя всего редуктора.
Вопрос: Какой радиальный зазор (C3 или CN) выбрать для подшипника электродвигателя, работающего с нагревом до 80°C?
Ответ: Для стандартных условий и такого нагрева рекомендуется зазор C3 (увеличенный). Это компенсирует разное тепловое расширение вала (сталь) и корпуса (часто алюминий или чугун), а также нагрев самого подшипника, предотвращая опасный предварительный натяг, ведущий к перегреву и заклиниванию.
Вопрос: Что означает обозначение 6217-2RS1/C3?
Ответ: Это расшифровывается следующим образом: 62 – серия радиального шарикоподшипника; 17 – размерная серия (d=85 мм, D=117 мм); 2RS1 – двухстороннее уплотнение контактного типа; C3 – группа радиального зазора, увеличенная относительно нормальной.
Вопрос: Как часто необходимо проводить замену смазки в подшипниковом узле с D=117 мм на насосном агрегате?
Ответ: Периодичность обслуживания определяется регламентом производителя оборудования, типом смазки и условиями работы. Для насосов с пластичной смазкой, работающих в непрерывном режиме, типичный интервал замены или пополнения смазки составляет от 2000 до 8000 рабочих часов. Критерием также является контроль состояния смазки (загрязнение, окисление) и рост вибрации.
Вопрос: Каковы признаки скорого выхода из строя подшипника этого типоразмера?
Ответ: К основным диагностическим признакам относятся: 1) Повышенный уровень вибрации, особенно на частотах, кратных частоте вращения. 2) Рост рабочей температуры узла на 15-20°C выше нормальной. 3) Появление постоянного или нарастающего акустического шума (гула, скрежета). 4) Люфт вала в радиальном или осевом направлении, ощущаемый при ручной проверке на остановленном агрегате.
Заключение
Подшипники с наружным диаметром 117 мм представляют собой важный стандартизированный класс опор качения, без которого невозможно функционирование широкого спектра промышленного и энергетического оборудования. Корректный подбор конкретного типа (шариковый, роликовый, конический), класса точности, зазора и системы смазки напрямую определяет надежность, ресурс и энергоэффективность всего узла. Для специалистов в сфере энергетики критически важно понимать не только типоразмер, но и всю совокупность технических характеристик и условий эксплуатации, чтобы обеспечить безаварийную работу ответственных механизмов на протяжении всего расчетного срока службы.