Подшипники с внутренним диаметром 175 мм
Подшипники с внутренним диаметром 175 мм: технические характеристики, типы и применение в электротехнике и энергетике
Подшипники с внутренним диаметром (d) 175 мм представляют собой компоненты крупногабаритных узлов, используемых в тяжелом промышленном оборудовании. Данный размер относится к средне- и крупноразмерному ряду и является стандартным в соответствии с метрической системой ISO. Основная область их применения — мощные электродвигатели (выше 1000 кВт), генераторы, турбины, тяговые двигатели, шахтные вентиляторы, крупные насосные агрегаты и другое энергетическое и электротехническое оборудование, где требуются высокая нагрузочная способность, надежность и длительный ресурс.
Классификация и основные типы подшипников d=175 мм
Выбор конкретного типа подшипника определяется характером нагрузок (радиальная, осевая, комбинированная), скоростными режимами, требованиями к точности и условиями монтажа.
1. Радиальные шарикоподшипники
Применяются в узлах с преимущественно радиальными нагрузками и высокими скоростями вращения. Для вала 175 мм наиболее распространены однорядные шарикоподшипники (тип 6000, но в крупном исполнении). Однако чаще в данном размерном ряду используются двухрядные сферические шарикоподшипники, способные компенсировать несоосность.
- Обозначение: Пример — 6235 (серия 62, d=175 мм, D=320 мм, B=52 мм).
- Назначение: Опорные узлы электродвигателей средней мощности, концевые щиты.
- Обозначение: NU 1035, NJ 1035, N 1035 (серия 10, d=175 мм, D=280 мм, B=46 мм).
- Назначение: Посадочные места роторов мощных генераторов и двигателей, где вал испытывает тепловое удлинение.
- Обозначение: 2235 (серия 22, d=175 мм, D=320 мм, B=108 мм), 22235 (серия 222, d=175 мм, D=320 мм, B=86 мм).
- Назначение: Приводы мощных насосов циркуляционной воды, дымососы, шаровые мельницы на ТЭЦ.
- Обозначение: 32315 (параметр d=75 мм, для d=175 мм пример — 3135, но это устаревшая серия; современные обозначения сложнее и включают полный код по каталогу производителя).
- Типы: Упорные шариковые (серия 513..), упорные сферические роликовые (серия 293..).
- Класс точности: Для энергетического оборудования стандартом является класс P6 (повышенный) или P5 (высокий). Это снижает вибрацию, повышает КПД и ресурс.
- Зазоры: Используются подшипники с радиальным зазором группы C3 или C4 (увеличенным), так как узлы работают при высоких тепловых нагрузках, вызывающих расширение.
- Способы крепления на валу: Для d=175 мм распространены посадки с натягом на вал (k6, m6) и в корпус (H7). Крепление осуществляется зажимными втулками (для сферических подшипников) или стопорными кольцами и крышками.
- Смазка: Предпочтение отдается централизованной циркуляционной системе с маслом, обеспечивающей отвод тепла и очистку. Для подшипниковых узлов с консистентной смазкой необходим расчет межсмазочного интервала.
- Системы уплотнений: Применяются лабиринтные, торцевые уплотнения или сальниковые набивки для защиты от воды, пыли и агрессивных сред (на ТЭЦ, ГРЭС).
- Вибрация: Измерение скорости и ускорения вибрации в точках контроля.
- Температура: Встроенные термопреобразователи сопротивления (Pt100) в теле подшипникового щита или непосредственно в наружном кольце.
- Анализ смазочного масла: Регулярный отбор проб на наличие продуктов износа (феррография, спектральный анализ).
- 22235: 2 — тип (сферический роликовый), 2 — серия ширины и наружного диаметра (легкая широкая), 35 — код внутреннего диаметра (35*5=175 мм).
- ЕАК: Конструктивные особенности производителя (модификация сепаратора, материалы).
- С3: Группа радиального зазора, больше нормального.
2. Радиальные роликоподшипники с цилиндрическими роликами
Обладают максимальной радиальной грузоподъемностью среди всех типов, но не воспринимают осевые нагрузки. Позволяют осуществлять осевое смещение внутреннего или наружного кольца (в исполнениях NU, NJ, NUP), что критически важно для компенсации теплового расширения валов крупных электрических машин.
3. Сферические роликоподшипники
Ключевой тип для тяжелонагруженного оборудования. Двухрядные, самоустанавливающиеся, компенсируют значительные перекосы вала и корпуса (до 2-3°). Воспринимают комбинированные нагрузки. Основной выбор для вентиляторов, редукторов, приводов мельниц и дробилок в энергокомплексах.
4. Конические роликоподшипники
Предназначены для одновременного восприятия значительных радиальных и односторонних осевых нагрузок. Устанавливаются всегда парами, с регулировкой зазора. Применяются в редукторах, коробках передач приводов, тяговом оборудовании.
5. Упорные и упорно-радиальные подшипники
Воспринимают преимущественно осевые усилия. В энергетике могут использоваться в вертикальных гидроагрегатах, турбинах, опорах поворотных механизмов.
Габаритные размеры и обозначения (стандарт ISO)
Для внутреннего диаметра 175 мм существует ряд стандартных серий по наружному диаметру (D) и ширине (B). Основные серии по ширине и наружному диаметру: легкая (2, 3), средняя (0, 2), тяжелая (4).
| Тип подшипника | Обозначение (пример) | Внутренний d, мм | Наружный D, мм | Ширина B, мм | Грузоподъемность Cr (радиальная), кН (прибл.) |
|---|---|---|---|---|---|
| Радиальный шариковый | 6235 | 175 | 320 | 52 | 240 |
| Радиальный роликовый (NU) | NU 1035 | 175 | 280 | 46 | 380 |
| Сферический роликовый | 22335 | 175 | 380 | 108 | 1250 |
| Сферический роликовый | 22235 | 175 | 320 | 86 | 750 |
Особенности применения в электротехнической и энергетической отрасли
1. Электродвигатели и генераторы
В крупных асинхронных и синхронных машинах применяется схема «плавающего» и «фиксирующего» подшипника. Со стороны привода (где возможны осевые смещения) обычно устанавливается цилиндрический роликоподшипник (NU, NJ), который свободно пропускает вал. Со стороны, противоположной приводу, устанавливается сферический роликоподшипник или радиально-упорный шариковый, фиксирующий ротор в осевом направлении. Для вала 175 мм это характерно для двигателей мощностью 1.5-3 МВт и выше.
2. Вентиляторное и насосное оборудование
Здесь доминируют сферические роликоподшипники (серии 222, 223), благодаря способности работать в условиях ударных нагрузок, загрязнения и несоосности. Критически важна система смазки — чаще всего жидкая циркуляционная (масло), реже — консистентная смазка для менее ответственных узлов.
3. Редукторы и приводы
В редукторах, повышающих обороты от турбин или понижающих для мельниц, применяются комбинации: конические роликоподшипники для валов с комбинированной нагрузкой и цилиндрические для чисто радиальной поддержки.
Критерии выбора и монтажные особенности
Диагностика и отказоустойчивость
В энергетике внедрены системы постоянного мониторинга состояния подшипников (CMS). Для узлов с d=175 мм контролируются:
Типичные причины отказов: усталостное выкрашивание, абразивный износ из-за загрязнения смазки, фреттинг-коррозия, перегрев из-за нарушения смазки или чрезмерного натяга.
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
В1: Как расшифровать обозначение подшипника, например, 22235 ЕАК С3?
В2: Чем отличается подшипник 22335 от 22235?
Оба имеют d=175 мм, но 22335 (серия 223) имеет большие габариты: D=380 мм, B=108 мм против D=320 мм, B=86 мм у 22235. Соответственно, 22335 обладает значительно более высокой статической и динамической грузоподъемностью, но требует больше места и дороже.
В3: Можно ли заменить цилиндрический роликоподшипник (NU) на сферический (222) в электродвигателе?
Только после полного инженерного расчета. NU-подшипник выполняет функцию «плавающей» опоры, позволяя валу перемещаться. Сферический также допускает несоосность, но может создавать избыточное осевое сопротивление в зависимости от типа фиксации. Замена может привести к заклиниванию вала при тепловом расширении.
В4: Какой тип смазки предпочтительнее для сферического роликоподшипника d=175 мм в вентиляторе дутья?
Для тяжелонагруженных и быстроходных узлов (например, главный вентилятор ТЭЦ) безусловно предпочтительна циркуляционная жидкая смазка (индустриальное масло И-Г-А 68 или аналоги). Она обеспечивает отвод тепла, удаление продуктов износа и больший ресурс. Консистентная смазка допустима для узлов с умеренными скоростями и нагрузками, но требует строгого соблюдения регламента пополнения.
В5: Каков расчетный ресурс (L10) таких подшипников?
Расчетный ресурс L10 (в часах) зависит от динамической грузоподъемности (Cr), эквивалентной динамической нагрузки (P) и скоростного режима. Для сферического роликоподшипника 22235 при средней нагрузке и скорости 1000 об/мин ресурс может превышать 50 000 часов. Однако в энергетике ресурс часто назначается по критерию надежности, и реальная наработка до капитального ремонта может составлять 8-12 лет при правильной эксплуатации.
В6: Какие существуют методы монтажа крупного подшипника на вал диаметром 175 мм?
Наиболее безопасный и рекомендуемый метод — нагрев подшипника в масляной ванне до 80-100°C (методом индукции или в термошкафу) с последующей установкой на вал. Запрещается нагрев открытым пламенем. Допускается использование гидравлического пресса с применением монтажной оправки, передающей усилие только на насаживаемое кольцо (внутреннее для посадки на вал).
Заключение
Подшипники с внутренним диаметром 175 мм являются критически важными компонентами в цепях привода ответственного энергетического оборудования. Их корректный выбор, основанный на анализе нагрузок, скоростей и условий эксплуатации, определяет надежность и экономическую эффективность всего агрегата. Применение современных систем мониторинга состояния, использование подшипников повышенных классов точности с правильно подобранными зазорами и организация эффективной системы смазки позволяют достичь максимального межремонтного интервала, что напрямую влияет на бесперебойность выработки и передачи энергии. Постоянное взаимодействие с техническими специалистами производителей подшипниковой продукции необходимо для оптимизации парка запасных частей и модернизации устаревших узлов.