Подшипники с наружным диаметром 157 мм

Подшипники с наружным диаметром 157 мм: технические характеристики, применение и подбор

Наружный диаметр подшипника 157 мм является стандартным размером в ряду радиальных шарикоподшипников, преимущественно соответствующем серии 6313 по международной классификации ISO и стандартам ABEC/ISO. Данный типоразмер находит широкое применение в энергетическом оборудовании, электродвигателях средней и большой мощности, насосных агрегатах, вентиляторах и редукторах. Точное соответствие посадочным местам, заданным в конструкторской документации, критически важно для обеспечения работоспособности, виброакустических характеристик и ресурса всего узла.

Основные технические параметры подшипников 157 мм

Подшипник с наружным диаметром (D) 157 мм, как правило, является однорядным радиальным шарикоподшипником. Его полная размерная спецификация и базовые динамические характеристики определяются внутренним диаметром (d) и шириной (B). Наиболее распространенная конфигурация для данного наружного диаметра.

*Для сравнения: подшипник 6213 имеет тот же внутренний диаметр 65 мм, но меньший наружный (120 мм) и ширину. Это подчеркивает важность полного типоразмера.

Помимо базового типа 6313, с наружным диаметром 157 мм производятся и другие конструктивные разновидности, имеющие те же габаритные размеры, но отличающиеся внутренним устройством и назначением:

• Радиальные сферические роликоподшипники (например, 22313): Обладают двухрядной конструкцией, компенсируют перекосы валов, воспринимают значительные радиальные и двухсторонние осевые нагрузки. Имеют большую грузоподъемность, но более низкие предельные частоты вращения.
• Цилиндрические роликоподшипники (NU 313, NJ 313, N 313): Предназначены для восприятия исключительно высоких радиальных нагрузок. Позволяют осуществлять осевое смещение вала внутри подшипника (разгрузка от температурных расширений).
• Конические роликоподшипники (30313): Воспринимают комбинированные нагрузки. Требуют точной регулировки при установке. Часто используются парами.
• Подшипники с защитными шайбами (6313-2Z, 6313-2RS): Оснащены металлическими (2Z) или контактными резиновыми (2RS) уплотнениями. Предварительно заполнены консистентной смазкой, требуют минимального обслуживания.

Материалы, точность и классы вибрации

Для работы в условиях энергетики и тяжелого машиностроения стандартные подшипники из шарикоподшипниковой стали (100Cr6) могут модифицироваться.

• Термостойкие стали: При рабочих температурах свыше 150°C применяются стали, сохраняющие твердость (например, с добавками молибдена).
• Стали для агрессивных сред: Для влажных сред или при наличии агрессивных агентов используются подшипники из нержавеющей стали (например, AISI 440C). Их динамическая грузоподъемность на 15-20% ниже, чем у стандартных.
• Классы точности: По стандарту ISO подшипники делятся на классы: P0 (нормальный), P6, P5, P4, P2 (повышенной точности). Для высокооборотных электродвигателей и турбоагрегатов обычно требуются классы P5 и выше, обеспечивающие минимальное биение и вибрацию.
• Классы вибрации (ZV, Z1, Z2, Z3, Z4): Специальный параметр для подшипников электродвигателей. Определяет уровень виброскорости/виброускорения. Классы Z1-Z4 обозначают подшипники с пониженным уровнем вибрации, что критически важно для снижения шума и повышения надежности.

Области применения в энергетике и смежных отраслях

Подшипники данного типоразмера рассчитаны на значительные нагрузки и скорости, что определяет их применение в ответственных узлах.

• Электродвигатели (АИР, А4): Наиболее массовая сфера. Устанавливаются на валах роторов двигателей мощностью от 75 до 200 кВт (зависит от типа, конструкции и производителя).
• Насосное оборудование (центробежные, циркуляционные насосы): Работают в условиях комбинированных нагрузок и часто в присутствии воды. Требуют эффективного уплотнения.
• Вентиляторы и дымососы: Воспринимают радиальные нагрузки от массы ротора и аэродинамических сил. Важна балансировка и термостабильность.
• Редукторы и мультипликаторы: Используются в качестве опор быстроходных, промежуточных и тихоходных валов (в зависимости от передаточного числа и нагрузки).
• Турбогенераторы вспомогательного оборудования: В системах маслоснабжения, топливоподачи и других вспомогательных агрегатах.

Критерии выбора и замены

При подборе подшипника с D=157 мм необходимо учитывать не только габариты, но и эксплуатационные параметры.

• Совпадение всех размеров (d, D, B): Обязательное условие. Нельзя заменить подшипник серии 6313 (B=37 мм) на подшипник другой серии с тем же D=157 мм, но иной шириной или внутренним диаметром.
• Тип конструкции: Радиальный шариковый, роликовый, упорный. Замена типа возможна только после перерасчета всего узла на нагрузку и условия работы.
• Класс точности и вибрации: Замена на подшипник более низкого класса может привести к повышенному износу, шуму, перегреву и снижению ресурса.
• Тип и материал уплотнений: Для необслуживаемых узлов или работы в запыленной среде предпочтительны контактные уплотнения (2RS). Для высоких скоростей – щелевые или металлические шайбы (2Z).
• Температурный диапазон и смазка: Проверка соответствия смазки, заложенной в подшипник при производстве, условиям эксплуатации. При необходимости – промывка и замена на регламентную смазку.
• Производитель и каталожный номер: Рекомендуется использование продукции известных брендов (SKF, FAG/INA, NSK, TIMKEN, NTN) с предоставлением полного пакета сертификатов. Каталожный номер должен полностью соответствовать.

Монтаж, смазка и контроль в эксплуатации

Правильный монтаж определяет до 50% ресурса подшипника. Для установки подшипников с натягом на вал диаметром 65 мм обычно требуется нагрев до 80-110°C с помощью индукционного или масляного нагревателя. Запрещается нагрев открытым пламенем. Посадка в корпус чаще всего осуществляется по переходной или скользящей посадке. Обязательна центровка валов – несоосность не должна превышать значений, указанных в технической документации на агрегат.

Смазка является критическим фактором. Для высокооборотных подшипников (n > 3000 об/мин) часто используются жидкие масла системы циркуляционной смазки. Для средних и низких скоростей – пластичные консистентные смазки на литиевой или комплексной основе (например, Литол-24, его импортные аналоги). Объем заполнения полости подшипника при смазке консистентной смазкой не должен превышать 30-50% для избегания перегрева.

В процессе эксплуатации необходим регулярный контроль:

• Температура: Превышение температуры окружающей среды более чем на 45-50°C (максимальная рабочая температура +90-95°C для стандартных) – признак неисправности.
• Виброакустика: Рост уровня вибрации, особенно в высокочастотном диапазоне, свидетельствует о начале разрушения дорожек качения.
• Шум: Появление постоянного или переменного гула, скрежета.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Вопрос: На электродвигателе стоит подшипник 180308. Его наружный диаметр 157 мм? Можно ли поставить 6313?

Ответ: Да, вы абсолютно правы. Отечественное обозначение 180308 расшифровывается: 1 – шариковый радиальный, 8 – серия (средняя широкая), 03 – внутренний диаметр 03*5=65 мм, 08 – серия по наружному диаметру и ширине. Это полный аналог подшипника 6313 по ГОСТ и ISO. Замена допустима и является прямой взаимозаменяемой.

Вопрос: Чем отличается подшипник 6313-2Z от 6313-2RS? Что лучше для насоса с водой?

Ответ: 2Z – подшипник с двумя металлическими защитными шайбами (с небольшим зазором). Он лучше подходит для высоких скоростей, но защита от влаги и пыли ограничена. 2RS – с двумя контактными резиновыми уплотнениями. Обеспечивает лучшую защиту от влаги и загрязнений, но создает большее трение, что ограничивает предельную частоту вращения. Для насоса, работающего с водой, предпочтительнее вариант с контактными уплотнениями (2RS) для предотвращения вымывания смазки и попадания влаги.

Вопрос: Каков средний расчетный ресурс (L10) подшипника 6313 в электродвигателе?

Ответ: Номинальный ресурс L10 (расчетная долговечность, которую достигают 90% одинаковых подшипников) рассчитывается по формуле с учетом динамической грузоподъемности (C) и эквивалентной нагрузки (P). Для стандартного электродвигателя, где подшипник нагружен преимущественно весом ротора и нагрузка составляет 15-20% от C, ресурс L10 может составлять 40 000 – 80 000 часов. Однако на фактический ресурс сильно влияют условия монтажа, смазки, вибрация, температура, что может как увеличить, так и drastically сократить этот срок.

Вопрос: Можно ли вместо шарикоподшипника 6313 поставить роликовый, например, NU 313, если габариты совпадают?

Ответ: Габаритные размеры (d, D, B) у них действительно идентичны. Однако это принципиально разные подшипники. NU 313 – цилиндрический роликовый, не воспринимает осевые нагрузки и предназначен для установки в узлы с возможностью осевого смещения вала. Его установка вместо радиального шарикового в электродвигатель, где есть небольшие осевые нагрузки от вентилятора или магнитных сил, приведет к быстрому выходу из строя. Замена возможна только после инженерного анализа нагрузок и конструкции узла.

Вопрос: Как правильно определить, что подшипник 157 мм на двигателе требует замены?

Ответ: Основные признаки:

• Повышенная вибрация, измеряемая виброметром, особенно в осевом и радиальном направлениях.
• Монотонный или прерывистый гул, скрежет при работе.
• Нагрев корпуса подшипникового щита выше +90°C (проверяется пирометром или термопарами).
• Люфт вала при его покачивании монтировкой (двигатель должен быть остановлен и обесточен).
• Вытекание потемневшей смазки или ее наличие в дренажных отверстиях.

Решение о замене должно приниматься на основе комплексной диагностики.