Подшипники упорные с внутренним диаметром 35 мм: технические характеристики, применение и подбор
Упорные подшипники качения с внутренним диаметром 35 мм представляют собой специализированный класс опор, предназначенных для восприятия исключительно осевых нагрузок, действующих вдоль оси вала. Их ключевая конструктивная особенность – разделение колец на два отдельных компонента: упорное и опорное (или «седло») кольца. Вал вращается относительно неподвижного корпуса, и осевое усилие передается через тела качения между этими кольцами. Диаметр 35 мм является распространенным и востребованным типоразмером в промышленности, находящим применение в механизмах с умеренными и высокими осевыми нагрузками при сравнительно невысоких скоростях вращения.
Конструктивные разновидности и их маркировка
Подшипники упорные с d=35 мм классифицируются по типу используемых тел качения и количеству рядов. От этого напрямую зависят их грузоподъемность, жесткость и область применения.
1. Упорные шарикоподшипники (серия 50000, 80000)
Состоят из двух колец и сепаратора с шариками. Основные типы:
- Однорядные упорные шарикоподшипники (тип 51100, 51200): Базовая конструкция, способная воспринимать осевую нагрузку только в одном направлении. Второе, противоположное направление должно фиксироваться иными узлами. Обладают минимальной несущей способностью среди упорных подшипников.
- Двухрядные упорные шарикоподшипники (тип 52200, 52300): Фактически представляют собой два однорядных подшипника, объединенных в один узел. Способны воспринимать осевые нагрузки в обоих направлениях. Имеют большую осевую жесткость и грузоподъемность по сравнению с однорядными.
- Однорядные упорные роликоподшипники (тип 81100, 81200): Обладают существенно более высокой грузоподъемностью и жесткостью, чем шариковые аналоги, благодаря линии контакта. Применяются для тяжелых чисто осевых нагрузок. Требуют точного монтажа и защиты от перекосов.
- Двухрядные упорные роликоподшипники (тип 82200, 82300): Предназначены для значительных двухсторонних осевых нагрузок. Отличаются высокой осевой жесткостью.
- Предельная частота вращения дана для справки и зависит от условий смазки, охлаждения и точности монтажа.
- Вертикальные насосы и турбины: Основная сфера применения. Упорный подшипник воспринимает вес ротора и гидравлическое осевое усилие, возникающее при работе насоса или гидротурбины.
- Редукторы червячные: В червячных передачах возникают высокие осевые силы. Упорные подшипники (чаще роликовые) устанавливаются на червяк для их восприятия.
- Оборудование металлургии: В механизмах поворота, кантователях, винтовых устройствах подачи.
- Горизонтальное оборудование с раздельной осевой фиксацией: В случаях, когда радиальные подшипники не способны воспринять осевую нагрузку, ее берет на себя отдельно установленный упорный подшипник.
- Опоры поворотных устройств: В крановом оборудовании, поворотных столах, где требуется фиксация от осевого смещения.
- Величина и направление осевой нагрузки: Для умеренных нагрузок в одном направлении – шариковые 51107. Для высоких однонаправленных – роликовые 81107 или сферические 29307. Для двухсторонних нагрузок – двухрядные шариковые (52207) или роликовые (82207).
- Наличие радиальной составляющей: При комбинированной нагрузке единственным правильным выбором являются упорно-радиальные сферические роликоподшипники (29307).
- Частота вращения: Упорные шарикоподшипники, как правило, допускают более высокие скорости, чем роликовые аналоги.
- Требования к жесткости и точности позиционирования: Роликовые подшипники обеспечивают меньшие осевые упругие деформации под нагрузкой.
- Возможность перекоса вала: Только сферические роликоподшипники (29307) способны самоустанавливаться и компенсировать перекосы.
- Пластичные смазки (консистентные): Наиболее распространенный вариант. Смазка закладывается в полость подшипника при монтаже и периодически пополняется через пресс-масленки. Требует применения уплотнений (манжет, лабиринтов) для удержания смазки и защиты от загрязнений.
- Жидкие смазочные масла: Применяются в высокоскоростных или высокотемпературных узлах, а также в системах с централизованной циркуляционной смазкой. Масло выполняет также функцию охлаждения. Требует сложных уплотнительных узлов и системы подвода/отвода масла.
- Смазочные материалы должны обладать высокими противозадирными и антифрикционными свойствами, особенно для роликовых подшипников, работающих в условиях граничного трения.
2. Упорные роликоподшипники с цилиндрическими роликами (серия 80000, 90000)
В качестве тел качения используются цилиндрические ролики. Для d=35 мм наиболее характерны:
3. Упорно-радиальные сферические роликоподшипники (тип 29300, 29400)
Особая категория подшипников, способных, помимо очень высоких осевых нагрузок, воспринимать и значительную радиальную нагрузку (до ~55% от осевой). Их внутренняя конструкция с бочкообразными роликами и сферической дорожкой качения на опорном кольце позволяет компенсировать перекосы вала до 2-3°. Для диаметра 35 мм это, как правило, подшипники серии 293 (E – повышенной грузоподъемности).
Основные размеры и параметры грузоподъемности (сводная таблица)
В таблице приведены ключевые геометрические и нагрузочные параметры для наиболее распространенных типов упорных подшипников с d=35 мм согласно ГОСТ, ISO и каталогам основных производителей (SKF, FAG, NSK, Timken). Динамическая (C) и статическая (C0) грузоподъемности указаны для справки и могут варьироваться в зависимости от конкретного производителя и модификации.
| Тип подшипника | Обозначение (пример) | Внутренний диаметр d, мм | Наружный диаметр D, мм | Высота T, мм | Динамическая нагрузка C, кН | Статическая нагрузка C0, кН | Предельная частота вращения*, об/мин |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Упорный шариковый однорядный | 51107 | 35 | 52 | 12 | 16.2 | 39.0 | 5000 |
| Упорный шариковый двухрядный | 52207 | 35 | 62 | 24 | 28.5 | 68.0 | 4000 |
| Упорный роликовый цилиндрический однорядный | 81107 | 35 | 52 | 12 | 32.0 | 78.0 | 3800 |
| Упорный роликовый цилиндрический двухрядный | 82207 | 35 | 62 | 28 | 57.0 | 132.0 | 3000 |
| Упорно-радиальный сферический роликовый | 29307 E | 35 | 68 | 22 | 73.5 | 165.0 | 4500 |
Области применения в энергетике и смежных отраслях
Подшипники данного типоразмера находят применение в узлах, где вал диаметром 35 мм подвергается значительным осевым усилиям.
Критерии выбора и особенности монтажа
Выбор конкретного типа подшипника для вала 35 мм осуществляется на основе комплексного анализа условий работы.
Факторы выбора:
Особенности монтажа и эксплуатации:
Монтаж упорных подшипников требует повышенной внимательности. Упорное кольцо (меньшего диаметра) устанавливается на вал с натягом, обычно в упор в буртик или установочную втулку. Опорное кольцо (большего диаметра) монтируется в корпус с зазором. Крайне важно обеспечить соосность колец – их посадочные поверхности должны быть строго перпендикулярны оси вращения. Несоблюдение этого правила ведет к локальным перегрузкам, повышенному износу и преждевременному выходу из строя. Обязательным условием является наличие зазора в радиальном зазоре между валом и отверстием опорного кольца. Подшипник должен работать исключительно на осевое нагружение, без радиального защемления.
Системы смазки и уплотнения
Для подшипников с d=35 мм применяются все стандартные виды смазки:
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
Чем отличается подшипник 51107 от 81107, если размеры у них одинаковые?
При одинаковых габаритных размерах (d=35, D=52, T=12) подшипник 51107 – шариковый, а 81107 – роликовый цилиндрический. Ключевое отличие – в грузоподъемности. Динамическая нагрузка C для 81107 примерно в 2 раза выше, чем для 51107 (32 кН против 16.2 кН). Однако 81107 более чувствителен к перекосам и рассчитан на меньшие предельные частоты вращения. Выбор зависит от величины осевой силы.
Можно ли использовать упорный подшипник 35 мм для восприятия радиальной нагрузки?
Нет, классические упорные шариковые и роликовые цилиндрические подшипники (типы 51107, 81107 и т.д.) не предназначены для восприятия радиальной нагрузки. Ее наличие приведет к катастрофически быстрому разрушению подшипника. Исключение составляют упорно-радиальные сферические роликоподшипники (типа 29307), которые специально сконструированы для комбинированных нагрузок.
Как правильно определить, какое кольцо является упорным, а какое – опорным?
Упорное кольцо (вращающееся) всегда имеет меньший посадочный диаметр (в данном случае 35 мм) и монтируется на вал. Оно часто имеет большую толщину. Опорное кольцо (неподвижное) имеет больший посадочный диаметр (равный D подшипника, например, 52 мм) и монтируется в корпус. Его отверстие всегда больше диаметра вала, между ними должен быть радиальный зазор.
Каков ресурс упорного подшипника и от чего он зависит?
Расчетный ресурс (номинальная долговечность по усталости материала) определяется по стандарту ISO 281 на основе динамической грузоподъемности (C) и эквивалентной осевой нагрузки (P). Однако фактический ресурс на 80% зависит от условий эксплуатации: точности монтажа (соосность), чистоты и эффективности смазки, защиты от абразивных загрязнений, температуры работы и отсутствия вибраций на неработающем оборудовании.
Что означает индекс «E» в обозначении подшипника 29307 E?
Индекс «E» в обозначении сферических упорно-радиальных роликоподшипников указывает на усиленную конструкцию с использованием улучшенных материалов и оптимизированной геометрии роликов и дорожек качения. Это приводит к существенному повышению динамической грузоподъемности (на 20-40%) по сравнению со стандартным исполнением без индекса. Подшипник 29307 E является предпочтительным выбором для новых проектов.
Как осуществляется осевое регулирование зазора в подшипниковом узле с упорным подшипником?
Осевой зазор (или преднатяг) устанавливается в процессе монтажа всего узла. Для этого опорное кольцо в корпусе часто не имеет жесткой осевой фиксации. Регулировка производится с помощью комплекта регулировочных прокладок, устанавливаемых под крышку корпуса, либо с помощью резьбовых регулировочных колец. После монтажа необходимо проверить осевой люфт или усилие преднатяга индикаторным нутромером или динамометрическим ключом.
Заключение
Упорные подшипники с внутренним диаметром 35 мм являются критически важными компонентами в узлах, подверженных значительным осевым нагрузкам. Широкий спектр типов – от шариковых до сферических роликовых – позволяет инженеру подобрать оптимальное решение, исходя из конкретных условий по нагрузке, скорости, наличию перекосов и радиальной составляющей. Успешная и долговечная работа узла гарантируется не только правильным выбором типоразмера, но и строгим соблюдением правил монтажа, центровки, смазки и обслуживания. Использование подшипников повышенной грузоподъемности (с индексом E) от проверенных производителей является экономически оправданным, так как увеличивает ресурс и надежность всего агрегата.