Подшипниковые узлы SKF

Подшипниковые узлы SKF: конструкция, типы, применение и монтаж в электротехнике и энергетике

Подшипниковый узел (блок, корпус) – это готовое к установке изделие, состоящее из корпуса, подшипника качения, системы смазывания и, как правило, уплотнений. Компания SKF является мировым лидером в производстве таких узлов, предлагая инженерные решения для широкого спектра применений, включая электродвигатели, генераторы, редукторы, вентиляторы, насосы и конвейерные системы. Использование готовых узлов SKF значительно упрощает проектирование, монтаж и обслуживание оборудования, повышая его надежность и ресурс.

Конструкция и ключевые компоненты подшипниковых узлов SKF

Стандартный подшипниковый узел SKF включает несколько базовых элементов, каждый из которых выполняет критически важную функцию.

• Корпус. Изготавливается из серого чугуна (маркировка SNL, SNF), ковкого чугуна (SD, SDG), стали (SS, ST), или нержавеющей стали. Корпуса рассчитаны на различные способы монтажа: на лапах, при помощи фланца, на кронштейне или на проходных шпильках. Конструкция корпуса обеспечивает стабильное положение подшипника, отвод тепла и защиту от внешних воздействий.
• Подшипник. В качестве основы чаще всего используются самоустанавливающиеся двухрядные сферические роликоподшипники (серия 222..E, 223..E) или сферические подшипники скольжения для особо тяжелых условий. Также применяются радиальные шарикоподшипники, роликоподшипники с цилиндрическими роликами и упорные подшипники в зависимости от типа нагрузки. Подшипники поставляются с предварительным натягом и смазкой.
• Система уплотнения. Один из важнейших элементов, определяющих долговечность узла. SKF использует многоступенчатые лабиринтные уплотнения (например, типа «V-образное кольцо» в сочетании с лабиринтными канавками), контактные уплотнения из износостойких материалов, а также комбинированные решения. Задача – эффективно удерживать смазку внутри и предотвращать попадание загрязнений (пыли, влаги, агрессивных сред) извне.
• Система смазывания. Узлы поставляются заправленными консистентной смазкой на весь срок службы (технология SKF «Sealed for life») или имеют точки для повторного смазывания – масленки (пресс-масленки). В последнем случае в корпусе предусмотрены каналы для подачи свежей смазки и удаления старой, что позволяет обслуживать узел в процессе эксплуатации.
• Стяжные болты и крышки. Обеспечивают фиксацию подшипника в корпусе и регулировку осевого положения вала в некоторых типах конструкций (например, в узлах типа SAF).

Основные типы подшипниковых узлов SKF и их характеристики

SKF производит обширный ассортимент узлов, классифицируемых по конструкции корпуса, типу подшипника и назначению.

1. Узлы в разъемных корпусах (SNL, SNS, SD, SDG, SDAF)

Наиболее распространенная серия для тяжелых условий. Состоят из основания и крышки, что упрощает монтаж и демонтаж без необходимости осевого смещения вала или соседних компонентов.

• Серия SNL: Чугунный корпус, устанавливается на лапах. Стандарт для редукторов, вентиляторов, барабанов конвейеров.
• Серия SD (SDG): Ковкий чугун, более высокая прочность и ударная вязкость по сравнению с серым чугуном. Применяется в условиях вибрации и ударных нагрузок.
• Серия SDAF (SNL…A): Фланцевый монтаж. Используется там, где требуется компактное крепление в поперечном направлении, например, на вертикальных валах.

2. Узлы в неразъемных (цельных) корпусах (SNV, SNH, SBP)

Корпус представляет собой монолитную конструкцию. Установка подшипника производится с торца. Часто используются в качестве фиксирующих (неплавающих) опор.

• Серия SNV: Цельный чугунный корпус с фланцевым креплением. Компактное решение для электродвигателей и насосов.

3. Узлы для электродвигателей (специализированные серии)

Конструкции, оптимизированные под специфику работы асинхронных и синхронных двигателей.

• Узлы типа SAF (разъемные) и SBF (неразъемные): «Золотой стандарт» для фиксирующей опоры электродвигателей. Имеют регулировочные кольца для точной установки осевого зазора подшипника. Обеспечивают точную фиксацию ротора в осевом направлении.
• Узлы типа SNF (разъемные) и SNW (неразъемные): Плавающие опоры. Позволяют валу перемещаться в осевом направлении (например, при тепловом расширении), предотвращая возникновение недопустимых осевых нагрузок.

4. Узлы на проходных шпильках (SONL, SONG)

Корпус монтируется на набор проходных шпилек, закрепленных на несущей конструкции. Позволяет регулировать положение узла относительно вала, что удобно для выверки и натяжения ремней или цепей.

Таблица выбора типа узла в зависимости от применения

Оборудование / Тип опоры	Рекомендуемая серия SKF (фиксирующая опора)	Рекомендуемая серия SKF (плавающая опора)	Ключевые требования
Электродвигатели (средней и большой мощности)	SAF (разъемный), SBF (неразъемный)	SNF (разъемный), SNW (неразъемный)	Точная осевая фиксация ротора, компенсация теплового расширения, виброустойчивость.
Редукторы цилиндрические	SNL, SD (на быстроходном валу)	SNL, SD (на тихоходном валу)	Высокая радиальная нагрузка, ударные нагрузки, простота обслуживания.
Вентиляторы и дымососы	SNL, SD (со стороны привода)	SNL, SD (со стороны рабочего колеса)	Работа при повышенных температурах, защита от пыли, балансировка.
Насосы центробежные	SNV (фланцевое крепление)	SNL	Защита от влаги и агрессивных сред, осевые нагрузки.
Ленточные и цепные конвейеры (барабаны)	SONL (на шпильках)	SONL (на шпильках)	Возможность регулировки натяжения, высокая несущая способность, защита от загрязнений.
Генераторы	SAF, SBF	SNF, SNW	Минимальный уровень шума и вибрации, высокая точность вращения, долгий срок службы.

Системы смазывания и уплотнения: детальный анализ

Эффективность смазывания и герметизации напрямую определяет ресурс подшипникового узла. SKF предлагает две основные концепции.

Смазывание пластичной смазкой

• Необслуживаемые узлы (Sealed for life): Узел заполняется высококачественной консистентной смазкой SKF (например, LGMT 3) на заводе и герметично закрывается эффективными уплотнениями. Ресурс смазки рассчитан на весь срок службы узла при соблюдении рабочих условий (температура, скорость). Преимущество – отсутствие затрат на обслуживание и риск пересмазки.
• Обслуживаемые узлы: Имеют минимум одну масленку (пресс-масленку) для пополнения смазки и, часто, дренажное отверстие или канал для удаления отработанной смазки. Это позволяет использовать узел в более тяжелых условиях (высокие температуры, влажность), периодически обновляя смазочный материал и вымывая изношенные частицы. Критически важно соблюдать интервалы и объемы смазывания.

Системы уплотнения

Конструкция уплотнения выбирается исходя из скорости вращения, типа смазки и степени загрязненности окружающей среды.

• Лабиринтные уплотнения (Labyrinth Seals): Не контактируют с валом, создают извилистый путь для проникновения загрязнений. Минимальное трение, долгий срок службы. Эффективны в комбинации с V-образными кольцами или набивками из войлока для удержания пластичной смазки.
• Контактные уплотнения (Rubber Seals): Резиновые манжеты (радиальные уплотнения), находящиеся в постоянном контакте с валом. Обеспечивают высокую степень защиты от влаги и мелких частиц. Со временем изнашиваются и требуют замены.
• Комбинированные уплотнения (Compound Seals): Сочетают лабиринтные канавки и контактные элементы (например, из фторэластомера). Предлагают наивысший уровень защиты для самых тяжелых условий (шахты, цементные заводы, химическая промышленность).

Монтаж, центровка и техническое обслуживание

Правильная установка – залог безотказной работы. Основные этапы монтажа разъемного узла (серии SNL, SAF):

1. Подготовка. Проверить чистоту посадочных поверхностей вала и основания. Убедиться в отсутствии забоин и заусенцев.
2. Установка корпуса. Установить основание корпуса на посадочную поверхность и закрепить болтами без полной затяжки для последующей центровки.
3. Посадка подшипника на вал. Нагреть подшипник индукционным или масляным способом до температуры 80-110°C (НИ В КОЕМ СЛУЧАЕ не использовать открытое пламя). Насадить подшипник на вал до упора в бурт или установочное кольцо. Дать остыть в положении, исключающем осевое смещение.
4. Центровка. Выполнить точную центровку вала и корпуса относительно соседних узлов с использованием лазерных или индикаторных инструментов. Перекосы приводят к повышенным нагрузкам и преждевременному выходу из строя.
5. Окончательная затяжка. Затянуть болты крепления корпуса к основанию с рекомендованным моментом. Установить крышку корпуса, предварительно нанеся тонкий слой герметика на разъем.
6. Смазывание. Для обслуживаемых узлов: заполнить полость смазкой на 1/2 — 2/3 объема перед пуском. Избыток смазки приводит к перегреву.

Техническое обслуживание включает регулярный мониторинг температуры и вибрации, контроль состояния смазки (цвет, консистенция) и ее периодическую замену/дополнение по регламенту. Для диагностики рекомендуется использовать виброанализаторы и термографические камеры.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

1. В чем основное отличие между фиксирующей (SAF) и плавающей (SNF) опорой в электродвигателе?

Фиксирующая опора (SAF) жестко фиксирует положение вала двигателя в осевом направлении, воспринимая осевые нагрузки. Плавающая опора (SNF) позволяет валу свободно перемещаться в осевом направлении внутри подшипника, компенсируя тепловое расширение вала. В стандартном электродвигателе один подшипниковый узел (со стороны конца вала) является фиксирующим, а второй (противоположный) – плавающим.

2. Можно ли заменить смазку в «необслуживаемом» узле (Sealed for life)?

Конструктивно такая возможность, как правило, не предусмотрена – отсутствуют масленки и дренажные отверстия. Узел рассчитан на работу со смазкой, заложенной на заводе, в течение всего срока службы. Попытка ввести дополнительную смазку может привести к повреждению уплотнений и нарушению балансировки смазочного материала. В случае выхода узла из строя его рекомендуется заменить целиком.

3. Как правильно выбрать момент затяжки стяжных болтов крышки корпуса?

Момент затяжки зависит от диаметра болта и класса прочности. Точные значения указаны в каталогах SKF и монтажных инструкциях. Например, для болта M12 класса прочности 8.8 рекомендуемый момент затяжки составляет примерно 80 Н·м. Недостаточная затяжка приведет к смещению крышки и утечке смазки, чрезмерная – к деформации корпуса и заклиниванию подшипника.

4. Что означает маркировка, например, «SNL 516-613 + 22216 E»?

• SNL 516-613: Обозначение корпуса. SNL – серия разъемного корпуса на лапах, 516 – размерная серия, 613 – конкретный типоразмер с определенными посадочными размерами.
• 22216 E: Обозначение подшипника. 222 – серия сферического роликоподшипника, 16 – внутренний диаметр 80 мм (16*5=80), E – оптимизированная внутренняя конструкция с увеличенной грузоподъемностью.

5. Как часто нужно проводить повторное смазывание обслуживаемых узлов?

Интервал зависит от множества факторов: тип и скорость вращения подшипника (dn-значение), рабочая температура, тип смазки, степень загрязненности. Базовые рекомендации можно найти в каталогах SKF, но оптимальный график должен составляться на основе мониторинга состояния смазки и условий конкретного применения. Общее правило: чем выше температура и скорость, тем чаще требуется пополнение смазки.

6. Каковы признаки скорого выхода подшипникового узла из строя?

• Повышение рабочей температуры более чем на 15-20°C относительно нормальной.
• Увеличение уровня вибрации, появление специфических частот в спектре вибросигнала.
• Изменение цвета или консистенции смазки (почернение, наличие металлических частиц).
• Появление постороннего шума (гула, скрежета, визга).
• Течь смазки через уплотнения.

Заключение

Подшипниковые узлы SKF представляют собой комплексные, готовые к установке инженерные решения, обеспечивающие высокую надежность и долговечность вращающегося оборудования в энергетике и промышленности. Правильный выбор типа узла (фиксирующий/плавающий, разъемный/неразъемный), учет условий эксплуатации (нагрузка, скорость, температура, среда), а также строгое соблюдение правил монтажа, центровки и обслуживания являются критическими факторами для достижения максимального межремонтного интервала и минимизации простоев. Использование узлов SKF в сочетании с современными методами диагностики позволяет перейти от планово-предупредительных ремонтов к обслуживанию по фактическому состоянию, что повышает общую эффективность и безопасность работы энергетических объектов.