Роликовые игольчатые подшипники INA
Роликовые игольчатые подшипники INA: конструкция, типы, применение и монтаж
Роликовые игольчатые подшипники являются подклассом роликовых подшипников качения, характеризующимся малым диаметром роликов, длина которых значительно превышает их диаметр. Компания INA, как часть группы Schaeffler, является мировым лидером в разработке и производстве данного типа подшипников. Их ключевое преимущество заключается в способности выдерживать высокие радиальные нагрузки при минимальных радиальных габаритах. Это достигается за счет использования тонких и длинных роликов (игл), которые оптимизируют распределение нагрузки. Отсутствие внутреннего кольца в базовых исполнениях позволяет монтировать подшипник непосредственно на закаленную и шлифованную цапфу вала, что еще больше сокращает монтажное пространство и снижает стоимость узла.
Конструктивные особенности и материалы
Базовый игольчатый подшипник INA состоит из следующих компонентов: тонкостенного наружного кольца с глубокими дорожками качения, сепаратора, удерживающего и направляющего полный комплект игольчатых роликов. Сепараторы изготавливаются из штампованной стали, полиамида (материал PPS, TPA66) или латуни. Полиамидные сепараторы обеспечивают низкий момент трения, хоровое смазывание и бесшумную работу. Ролики производятся из подшипниковой стали, проходят процесс сквозной закалки и шлифовки для достижения высокой точности и низкой шероховатости поверхности. Наружные кольца изготавливаются из подшипниковой стали или цементуемой стали. Для работы в агрессивных средах предлагаются исполнения из нержавеющей стали.
Основные типы игольчатых подшипников INA
1. Игольчатые подшипники без внутреннего кольца
Стандартное и наиболее распространенное исполнение (серии RNA, NK, NKI и др.). Применяются, когда вал может быть закален и отшлифован (твердость ≥ 58 HRC, шероховатость Ra ≤ 0,2 мкм). Геометрия дорожки качения на валу должна соответствовать геометрии внутреннего кольца подшипника.
2. Игольчатые подшипники с внутренним кольцом
Применяются, когда вал не может быть закален или требуется частая замена подшипника (серии IR, NKI с кольцом). Внутреннее кольцо, поставляемое в комплекте, имеет соответствующую твердость и точность.
3. Закрытые игольчатые подшипники
Снабжены штампованными защитными крышками (серии HK, BK). Крышки удерживают пластичную смазку внутри и защищают от попадания крупных загрязнений. Не являются герметичными.
4. Игольчатые роликовые комплекты
Представляют собой набор игольчатых роликов в сепараторе, без наружного и внутреннего колец (серии K, KB). Наружным кольцом служит посадочное отверстие в корпусе (должно быть закалено и отшлифовано), внутренним – цапфа вала.
5. Игольчатые подшипники с упорным буртиком
На наружном кольце выполнен упорный буртик для восприятия незначительных осевых нагрузок в одном направлении и фиксации подшипника в корпусе (серии RNAV, NKV).
6. Комбинированные радиально-упорные игольчатые подшипники
Способны воспринимать одновременно высокие радиальные и однонаправленные осевые нагрузки (серии NKX, ZARN). Часто поставляются в виде сборочного комплекта с упорным шарикоподшипником.
Таблица: Подбор типа подшипника в зависимости от условий работы
| Условия работы / Требования | Рекомендуемый тип подшипника INA | Примечание |
|---|---|---|
| Минимальные радиальные габариты, закаленный вал | RNA, NK (без внутр. кольца) | Максимальная грузоподъемность при минимальном сечении. |
| Незакаленный вал, частые замены | IR, NKI (с внутр. кольцом) | Требуется контроль монтажного натяга. |
| Загрязненная среда, необходимость удержания смазки | HK, BK (закрытые) | Не для высоких скоростей. |
| Корпус – закаленное отверстие, экономия места | K, KB (роликовый комплект) | Требуется высокая точность обработки корпуса. |
| Наличие осевой нагрузки | RNAV, NKV (с буртиком) или NKX (комбинир.) | Выбор зависит от величины осевой составляющей. |
| Высокие скорости, низкий момент трения | Подшипники с полиамидным сепаратором | Требуется надежная система смазывания. |
Система обозначений INA
Обозначение подшипника INA содержит информацию о его типе, размерах и исполнении. Пример: NKIS 35.
- NK – тип: игольчатый подшипник с внутренним кольцом.
- I – наличие внутреннего кольца (в данном случае дублирует тип).
- S – исполнение сепаратора: S – стальной штампованный, TN9/P – полиамидный, M – латунный.
- 35 – внутренний диаметр в мм.
- Электрогенераторы и двигатели: Опорные подшипники в компактных генераторах, вспомогательные узлы.
- Редукторы и мультипликаторы: Установка на промежуточные валы, планетарные передачи, где критичны малые габариты.
- Турбинные установки: Вспомогательные механизмы, системы регулировки.
- Насосное оборудование: Опоры валов в многоступенчатых насосах высокого давления.
- Силовые гидравлические и пневматические системы: Подшипники штоков, рычагов, кулисных механизмов.
- Соединительные муфты: Компоненты в цепных, зубчатых и крестовых муфтах, допускающих несоосность.
Суффиксы могут указывать на материал (например, -RS – уплотнение с одной стороны, -2RS – с двух сторон; -Z – защитная крышка) и класс точности.
Области применения в энергетике и смежных отраслях
Монтаж, смазывание и техническое обслуживание
Правильный монтаж критически важен для игольчатых подшипников. Валы и корпуса должны соответствовать допускам по диаметру, шероховатости и твердости, указанным в каталогах INA. Посадка наружного кольца в корпус – обычно плотная (например, P7/h6). Посадка на вал (или внутреннего кольца) – чаще всего с натягом (r6/h6). Запрессовываться должно только то кольцо, которое воспринимает циркуляционную нагрузку (обычно наружное).
Смазывание: Игольчатые подшипники работают преимущественно с пластичными консистентными смазками на литиевой или комплексной основе. В высокоскоростных применениях применяется циркуляционное масляное смазывание. Закрытые исполнения поставляются с консервационной смазкой. Интервалы повторного смазывания определяются скоростью, нагрузкой и температурой.
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
Чем отличается серия RNA от NK?
Серия RNA – это игольчатые подшипники без внутреннего кольца с штампованным наружным кольцом. Серия NK имеет точеное наружное кольцо, что обеспечивает более высокую точность и грузоподъемность, а также возможность изготовления с упорным буртиком (NKV).
Можно ли использовать игольчатый подшипник без внутреннего кольца на незакаленном валу?
Категорически не рекомендуется. Это приведет к образованию лунок на поверхности вала (фреттинг-коррозии), быстрому износу и разрушению подшипника и вала. Для незакаленных валов необходимо использовать подшипники с внутренним кольцом (серии IR, NKI и др.).
Как правильно выбрать класс точности?
Для подавляющего большинства промышленных применений достаточно стандартного класса (Normal Class). Повышенные классы точности (P6, P5) используются в высокоскоростных прецизионных шпинделях, где критичны биение и вибрация.
Каков ресурс игольчатого подшипника INA?
Расчетный ресурс (номинальная долговечность L10) определяется по стандартным формулам для подшипников качения, исходя из динамической грузоподъемности и действующей нагрузки. Фактический ресурс сильно зависит от условий монтажа, смазывания, отсутствия перекосов и загрязнений.
Как отличить полиамидный сепаратор от стального?
Полиамидный сепаратор (обозначение TN9, TPA) имеет цвет от светло-бежевого до коричневого, на ощупь менее твердый. Стальной штампованный сепаратор (S) – металлического цвета. Полиамидный сепаратор не рекомендуется для температур выше +120°C и в агрессивных средах.
Допускают ли игольчатые подшипники несоосность?
Сами по себе, радиальные игольчатые подшипники не компенсируют перекосы вала и корпуса. Несоосность приводит к краевому нагружению роликов и резкому снижению ресурса. Для компенсации несоосности следует использовать сферические роликовые подшипники или комбинацию игольчатого подшипника со сферическим подшипником скольжения.
Заключение
Роликовые игольчатые подшипники INA представляют собой высокотехнологичное решение для узлов с ограниченным радиальным пространством и высокими радиальными нагрузками. Широкий типоразмерный ряд, разнообразие конструктивных исполнений и материалов позволяют оптимально подобрать подшипник для конкретных условий эксплуатации в энергетическом оборудовании. Ключом к надежной и долговечной работе является строгое соблюдение правил монтажа, требований к посадочным поверхностям и корректное смазывание. Использование продукции и инженерных рекомендаций от производителя, такого как INA/Schaeffler, минимизирует риски отказов и обеспечивает максимальную эффективность подшипникового узла.