Подшипники UCF 204
Подшипники UCF 204: полное техническое описание и сфера применения
Подшипниковый узел UCF 204 представляет собой готовое к монтажу сборочное устройство, состоящее из самоустанавливающегося шарикоподшипника с короткой цилиндрической втулкой (обозначение 204) и чугунного корпуса типа UCF (фланцевый корпус с двумя лапами для крепления на поверхности). Данный узел относится к категории подшипниковых опор с фиксированным креплением и предназначен для установки на валы диаметром 20 мм. Его ключевая особенность – способность компенсировать несоосность вала и посадочного места, возникающую из-за монтажных погрешностей или прогиба вала под нагрузкой, что обеспечивает долгий срок службы и надежность.
Конструкция и составные элементы узла UCF 204
Узел формируется из двух основных компонентов, поставляемых в собранном и смазанном виде.
- Шарикоподшипник с самоустановкой (обозначение 204): В основе лежит подшипник качения с двумя рядами сферических тел. Его внутреннее кольцо имеет цилиндрическое отверстие и удлиненную с двух сторон конструкцию, образующую короткую втулку. Наружная поверхность наружного кольца – сферическая. Подшипник заполняется консистентной смазкой, защищенной двухсторонними металлическими защитными шайбами (ZZ или 2Z), что обеспечивает работу без дополнительного обслуживания в стандартных условиях.
- Чугунный корпус (обозначение UCF 205): Корпус из серого чугуна марки не ниже GGG40 (ASTM A48 Class 30) имеет цилиндрическое посадочное отверстие со сферической поверхностью, в которое устанавливается подшипник. Наружная часть корпуса представляет собой фланец квадратной или круглой формы с четырьмя отверстиями под крепеж. На основании корпуса расположены две монтажные лапы с отверстиями для дополнительного крепления к поверхности, что предотвращает проворачивание узла под нагрузкой.
- Корпус: Серый чугун. Для агрессивных сред или требований по снижению веса существуют корпуса из нержавеющей стали (серия UCFS) или полиамида (серия UCPA).
- Подшипник: Сталь для подшипников (чаще всего хромистая сталь 52100 или эквивалент). Кольца и шарики проходят термообработку на высокую твердость.
- Смазка: Стандартно используется литиевое мыло с минеральным маслом (NLGI 2). Для высоких температур (до +150°C) применяется смазка на основе полимочевины, для низких температур – на основе эфиров.
- Уплотнения: Базовое исполнение – металлические защитные шайбы. Более надежную защиту от влаги и пыли обеспечивают контактные уплотнения из синтетического каучука NBR (исполнение UCF 204-16, где -16 указывает на наличие уплотнений).
- Электродвигатели и генераторы малой мощности: Установка на концевые части валов двигателей мощностью до 1.5-2.2 кВт (в зависимости от режима работы). Используются в вентиляторах охлаждения, приводных системах насосов, небольших лебедках.
- Вентиляционное оборудование: Осевые и радиальные вентиляторы, дымососы. Способность к самоустановке критически важна при прогибе длинных валов вентиляторов.
- Конвейерные системы: Приводные и натяжные барабаны легких и средних ленточных транспортеров, роликоопоры.
- Насосное оборудование: Вспомогательные насосы (подпитки, циркуляционные), шламовые насосы в легком режиме работы.
- Станки и пищевое оборудование: Приводы рольгангов, миксеров, упаковочных линий, где требуется простота обслуживания и стойкость к вибрациям.
Технические характеристики и размеры
Габаритные и присоединительные размеры узла UCF 204 строго регламентированы международными стандартами, в первую очередь, ANSI/ABMA Std 19.2 (американский стандарт) и его европейским аналогом ISO 113:2010. Это обеспечивает полную взаимозаменяемость продукции различных производителей.
| Обозначение параметра | Значение (мм) | Описание |
|---|---|---|
| d (диаметр вала) | 20 | Посадочный диаметр на вал |
| A (высота корпуса) | ≈ 95 | Расстояние от оси вала до основания |
| H (габаритная высота) | ≈ 119 | Полная высота узла с валом |
| J (диаметр фланца) | ≈ 100 | Диаметр круглого фланца (вариант UCFC) или размер квадрата (UCF) |
| N (диаметр отверстий во фланце) | 11 | Диаметр отверстий под крепеж |
| Расположение отверстий | 4 отв. | На окружности Ø 80 мм или по углам квадрата |
| B (расстояние между лапами) | ≈ 56 | Ширина между центрами отверстий в лапах |
| Диаметр отв. в лапах | 11 | Диаметр отверстий для крепления лап |
| Параметр | Значение | Примечание |
|---|---|---|
| Динамическая грузоподъемность (C) | ~ 12.7 кН | Нагрузка, которую узел выдерживает в течение 1 млн. оборотов |
| Статическая грузоподъемность (C0) | ~ 6.55 кН | Предельная статическая нагрузка |
| Предельная частота вращения со смазкой | ~ 8000 об/мин | Для узла в сборе. Зависит от условий. |
| Допуск угловой несоосности | до ±1.5° — 2° | Способность компенсировать перекосы |
| Температурный диапазон | -20°C до +120°C | Для стандартной смазки и чугуна |
| Класс защиты | IP55 — IP67 | В зависимости от исполнения (с дополнительными уплотнениями) |
Материалы и исполнения
Стандартный узел UCF 204 изготавливается в следующей конфигурации:
Область применения в энергетике и промышленности
Узлы UCF 204 находят широкое применение благодаря простоте монтажа и надежности.
Монтаж, эксплуатация и обслуживание
Правильный монтаж – залог долговечности узла. Вал должен иметь посадку k6 или js6 (плотная посадка без натяга). Посадочная поверхность вала под подшипник должна быть чистой, без задиров и коррозии, и иметь шероховатость не более Ra 1.6 мкм. Узел насаживается на вал с помощью монтажной втулки и запрессовывается ударами молотка через проставку исключительно по внутреннему кольцу подшипника. Запрещено прилагать ударную нагрузку к корпусу.
Крепление к основанию осуществляется через четыре отверстия во фланце и два отверстия в лапах. Это предотвращает смещение и проворот. Поверхность монтажа должна быть плоской и чистой. Несоосность между парой установленных узлов не должна превышать паспортных значений, даже с учетом компенсирующей способности подшипника.
Обслуживание заключается в периодическом контроле уровня шума и вибрации, а также в пополнении смазки. Большинство узлов UCF 204 поставляются необслуживаемыми (закрытого типа). Однако в тяжелых условиях эксплуатации возможно наличие пресс-масленки для подачи дополнительной смазки, вымывающей старую и contaminants.
Аналоги и маркировка
Узел UCF 204 имеет полные аналоги у всех мировых производителей: FAG (обозначение F204), SKF (YAR 204-12F), NSK (FY204TF), NTN (UCF204-101D1). В обозначении зашифрованы: тип корпуса (UCF), размер подшипника (204), тип уплотнения (при наличии). Вариации: UCFC 204 – с круглым фланцем, UCFL 204 – с удлиненной ступицей для монтажа на вал с упором в торец.
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
Чем отличается UCF 204 от UCP 204?
UCF – фланцевый корпус с двумя лапами для крепления к плоскости. UCP – подшипниковая опора с двумя лапами, но без фланца (так называемый «подушечный блок» — Pillow Block Block). UCP крепится только через лапы, UCF – через лапы и фланец, что обеспечивает более жесткую фиксацию от проворота.
Как подобрать замену узлу UCF 204, если на корпусе нет маркировки?
Необходимо замерить ключевые размеры: диаметр вала (d = 20 мм), расстояние между отверстиями во фланце (окружность Ø 80 мм) и диаметр отверстий под крепеж (11 мм). Габаритная высота (H ≈ 119 мм) также является определяющей. Этих параметров достаточно для точного подбора аналога.
Допустима ли работа узла UCF 204 в условиях повышенной влажности или при попадании воды?
Стандартное исполнение с металлическими защитными шайбами (ZZ) не является водонепроницаемым. Для влажных сред необходимо выбирать исполнение с резиновыми контактными уплотнениями (суффикс -16, например, UCF 204-16), которое обеспечивает степень защиты до IP67. Также возможно применение корпусов из нержавеющей стали (серия UCFS).
С какой частотой необходимо проводить повторную смазку узла?
Для необслуживаемых узлов (закрытые уплотнениями) повторная смазка не предусмотрена – узел работает весь срок службы на заводской смазке. Для узлов с пресс-масленкой интервал зависит от условий: скорость вращения, температура, запыленность. В стандартных условиях (комнатная температура, 1500 об/мин) интервал может составлять 2000-4000 часов работы. Точные рекомендации указаны в каталогах производителя.
Можно ли использовать узел UCF 204 для восприятия значительных осевых нагрузок?
Нет, это не рекомендуется. Самоустанавливающиеся шарикоподшипники в узлах UCF предназначены в первую очередь для восприятия радиальных нагрузок. Они способны выдерживать умеренные осевые нагрузки (примерно до 20% от неиспользованной радиальной грузоподъемности). Для комбинированных нагрузок следует рассмотреть другие типы опор, например, на основе конических роликоподшипников.
Какой момент затяжки крепежных болтов рекомендуется для монтажа узла?
Момент затяжки зависит от класса прочности болта и размера резьбы. Для стандартных отверстий диаметром 11 мм под болты M10 класса прочности 8.8 рекомендуемый момент затяжки составляет 40-45 Н·м. Крепление должно быть равномерным, без перекоса корпуса.
Заключение
Подшипниковый узел UCF 204 является типовым, надежным и широко распространенным решением для монтажа вращающихся валов диаметром 20 мм в условиях возможной несоосности. Его унификация, наличие различных исполнений по материалу и уплотнениям, а также простота установки делают его базовым элементом в конструкциях широкого спектра промышленного и энергетического оборудования. Правильный подбор с учетом реальных нагрузок, скоростей и условий окружающей среды, а также соблюдение правил монтажа гарантируют длительный и безотказный ресурс работы узла в составе агрегатов.