Подшипники упорные роликовые 120
Подшипники упорные роликовые серии 8120: конструкция, применение и технические аспекты
Подшипник упорный роликовый 8120 представляет собой сборочный узел качения, предназначенный для восприятия исключительно осевых (аксиальных) нагрузок в одном направлении и неспособный выдерживать радиальные нагрузки. Обозначение «8120» следует расшифровывать в соответствии с общепринятой системой нумерации подшипников качения: цифра «8» указывает на тип – упорный роликовый, а «120» – на размерную серию, где «10» соответствует легкой серии ширины, а «20» – средней серии диаметра. Данный подшипник характеризуется следующими ключевыми параметрами: внутренний диаметр (d) = 100 мм, наружный диаметр (D) = 150 мм, высота (H) = 38 мм. Его основное функциональное назначение – обеспечение точного осевого позиционирования и снижение трения в узлах энергетического, тяжелого промышленного и транспортного оборудования.
Конструктивные особенности и материалы
Конструкция подшипника 8120 является классической для упорных роликовых подшипников. Он состоит из трех основных компонентов: двух колец и комплекта тел качения с сепаратором.
- Верхнее кольцо (осевое кольцо): Имеет посадочную поверхность под вал (отверстие d=100 мм) и дорожку качения для роликов. Устанавливается на вращающуюся часть вала, часто с натягом.
- Нижнее кольцо (основное кольцо или основание): Имеет наружный диаметр D=150 мм и собственную дорожку качения. Монтируется в корпус, обычно с зазором, и остается неподвижным или медленно вращающимся относительно направления нагрузки.
- Набор роликов и сепаратор: В качестве тел качения используются симметричные или несимметричные цилиндрические ролики большого диаметра и длины. Сепаратор, изготавливаемый из стали, латуни или полиамида, фиксирует и направляет ролики, предотвращая их контакт друг с другом и обеспечивая равномерное распределение нагрузки.
- Опорно-упорные узлы вертикальных гидрогенераторов и насосов: Для восприятия веса вращающихся частей (ротора) и гидравлических осевых усилий.
- Приводы механизмов собственных нужд электростанций: В редукторах, червячных передачах, где возникают консольные осевые нагрузки.
- Оборудование для монтажа и обслуживания ЛЭП: В поворотных механизмах кранов, лебедках.
- Тяжелое промышленное оборудование: Металлургические машины (клети прокатных станов), шнековые конвейеры, прессы, поворотные устройства экскаваторов.
- Пластичная смазка (Литин-24, ЦИАТИМ-221, Molykote BR2-Plus): Наиболее распространенный метод. Смазка закладывается в полость корпуса при сборке на 1/2 — 2/3 объема. Требует периодической замены по регламенту.
- Циркуляционная жидкая смазка (индустриальные масла ISO VG 68-150): Применяется в высоконагруженных или высокоскоростных узлах. Обеспечивает отвод тепла и очистку зоны контакта.
- SKF: 8120 TN
- FAG: 8120 M
- NSK: 8120
Материалы для изготовления колец и роликов – подшипниковые стали марок ШХ15, ШХ15СГ или их зарубежные аналоги (например, 100Cr6). После механической обработки детали подвергаются объемной или поверхностной закалке с последующим низким отпуском для достижения высокой твердости (58-65 HRC) и износостойкости рабочих поверхностей. Финишная операция – шлифование и полирование дорожек качения до минимальных значений шероховатости (Ra 0.08-0.16 мкм).
Технические характеристики и параметры
Рабочие параметры подшипника 8120 определяются его геометрией, точностью изготовления и материалом. Ниже приведены ключевые технические характеристики.
| Параметр | Обозначение | Значение для 8120 | Примечание |
|---|---|---|---|
| Внутренний диаметр | d | 100 мм | Посадка на вал – k6, js6 |
| Наружный диаметр | D | 150 мм | Посадка в корпус – H7, E8 |
| Высота подшипника | H | 38 мм | Суммарная высота колец и сепаратора |
| Статическая грузоподъемность | C0 | ~ 220 кН | Допустимая осевая нагрузка при нулевой частоте вращения |
| Динамическая грузоподъемность | C | ~ 132 кН | Эквивалентная осевая нагрузка при номинальном ресурсе 1 млн. оборотов |
| Предельная частота вращения при жидкой смазке | nпред | ~ 1500 об/мин | Зависит от условий смазывания и теплоотвода |
| Класс точности | — | 0, 6, 5, 4 | Наиболее распространен нормальный класс 0. Классы 6,5,4 – повышенной точности. |
Области применения в энергетике и промышленности
В энергетическом секторе подшипники типа 8120 находят применение в узлах, где присутствуют значительные осевые усилия при умеренных скоростях вращения.
Монтаж, смазывание и обслуживание
Правильный монтаж критически важен для реализации ресурса подшипника. Монтаж подшипника 8120 требует обеспечения строгой параллельности и перпендикулярности посадочных поверхностей колец. Осевое кольцо (с отверстием) устанавливается на вал с натягом. Основное кольцо монтируется в корпус с небольшим зазором, но должно быть надежно зафиксировано от проворачивания. Необходимо обеспечить точное соосное расположение дорожек качения. Типовые системы смазывания:
Контроль состояния в процессе эксплуатации включает регулярный мониторинг температуры (термопарами или термометрами сопротивления) и уровня вибрации. Резкий рост температуры или вибрации указывает на износ, недостаток смазки или нарушение соосности.
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
Чем отличается подшипник 8120 от шарикового упорного 5120?
Подшипник 8120 (роликовый) имеет линейный контакт тел качения с дорожками, что обеспечивает значительно более высокую грузоподъемность (в 2-3 раза) по сравнению с шариковым 5120, имеющим точечный контакт. Однако роликовый подшипник более чувствителен к перекосам и имеет несколько меньшую предельную частоту вращения.
Можно ли использовать подшипник 8120 для восприятия комбинированной (радиально-осевой) нагрузки?
Нет, категорически не рекомендуется. Упорные роликовые подшипники не предназначены для радиальных нагрузок. При наличии радиальной составляющей необходимо применять комбинированные схемы: установку дополнительного радиального подшипника или использовать упорно-радиальные роликовые подшипники (например, с коническими роликами).
Как правильно выбрать класс точности для подшипника 8120?
Класс точности 0 (нормальный) подходит для большинства общих промышленных применений. Классы повышенной точности (6, 5, 4) используются в прецизионных приводах, шпинделях или при необходимости минимального биения (например, в некоторых редукторах турбин). Более высокий класс увеличивает стоимость.
Каков типовой расчетный ресурс подшипника 8120 и от чего он зависит?
Номинальный ресурс (L10) рассчитывается по динамической грузоподъемности (C) и эквивалентной нагрузке (P). При нагрузке, равной C, ресурс составляет 1 млн. оборотов. На практике ресурс сильно зависит от реальных условий: точности монтажа, чистоты и режима смазывания, температурного режима, отсутствия ударных нагрузок. В благоприятных условиях ресурс может многократно превышать расчетный.
Какие существуют аналоги подшипника 8120 у зарубежных производителей?
Основные мировые производители (SKF, FAG/INA, TIMKEN, NSK) выпускают полные аналоги. Например:
Маркировка может включать дополнительные суффиксы, обозначающие материал сепаратора (M – латунный, TN – полиамидный) и класс точности. Габаритные размеры (100x150x38) стандартизированы по ISO и являются идентичными.
Заключение
Подшипник упорный роликовый 8120 является надежным, стандартизированным решением для узлов с преобладающими осевыми нагрузками среднего и высокого уровня. Его правильный выбор, основанный на корректном расчете эквивалентной нагрузки и частоты вращения, а также строгое соблюдение технологий монтажа и обслуживания, являются залогом долговечной и безотказной работы ответственных узлов энергетического и тяжелого промышленного оборудования. Понимание его конструктивных ограничений, в первую очередь неспособности воспринимать радиальные нагрузки, позволяет инженерам проектировать эффективные и ресурсоемкие опорные узлы.