01 Введение: пять ключевых факторов выбора

Опорный подшипник – это смонтированный подшипниковый узел, в котором вкладыш подшипника сочетается с-предварительно сконструированным корпусом, что представляет собой готовое-к-решение для установки опоры вала. Пять ключевых факторов выбора: (1) диаметр вала, (2) тип и величина нагрузки, (3) условия эксплуатации, (4) требования к уплотнению и (5) конфигурация монтажа. Правильный выбор предотвращает преждевременный выход из строя, сокращает объем технического обслуживания и продлевает срок службы оборудования.

В промышленном оборудовании, от конвейерных систем до сельскохозяйственного оборудования, подшипниковые узлы с опорными блоками являются одними из наиболее широко используемых подшипниковых установок. Их предварительно-собранная конструкция устраняет необходимость в прецизионных-корпусах подшипников, сокращает время установки и упрощает обслуживание. Однако выбор неправильного опорного подшипника для конкретного применения приводит к перекосу вала, перегрузке подшипника, выходу из строя уплотнения и незапланированному простою.

В этом руководстве рассматриваются все аспекты выбора опорных подшипников, от основных принципов конструкции до усовершенствованных уплотнений и материалов. Независимо от того, проектируете ли вы новую конвейерную линию, заменяете подшипники на сельскохозяйственной технике или подбираете компоненты для погрузочно-разгрузочного оборудования, приведенная ниже методология поможет вам выбрать правильный агрегат для ваших условий эксплуатации.

02 Что такое опорный подшипник?

Опорный подшипник представляет собой смонтированный подшипниковый узел, состоящий из вкладыша и корпуса. Вставной подшипник обычно представляет собой радиальный шарикоподшипник со сферическим наружным кольцом, которое располагается в корпусе, что позволяет подшипнику само-выравниваться внутри отверстия корпуса. Эта возможность самоцентрирования-компенсирует смещение вала до 2–3 градусов.

Конструкция и компоненты

Стандартный опорный подшипник состоит из следующих компонентов:

Вставной подшипник (внутренний узел): Радиальный шарикоподшипник с удлиненным внутренним кольцом. Внутреннее кольцо крепится к валу либо с помощью установочных винтов (установочных винтов) во внутреннем кольце, либо с помощью эксцентрикового стопорного кольца. Наружное кольцо имеет сферический внешний диаметр.

Корпус (опорный блок): литое или сборное основание с вогнутым сферическим отверстием, соответствующим наружному кольцу вкладышного подшипника. Корпус имеет основание с болтовым-креплением к раме или конструкции.

Уплотнения: расположены с обеих сторон вкладыша подшипника. В зависимости от типа уплотнения могут быть резиновыми контактными (2RS), металлическими щитками (ZZ) или специализированными лабиринтными уплотнениями.

Установочные винты или эксцентриковая втулка: Механизм фиксации внутреннего кольца на валу. Установочные винты (обычно два) затягиваются непосредственно на вал. Эксцентриковые кольца используют кулачковый механизм для захвата вала.

Пресс-масленка (зерк): встречается на типах, допускающих повторную смазку, позволяет закачивать свежую смазку в подшипник во время технического обслуживания.

Как работает автоматическое-выравнивание

Сферическое наружное кольцо вкладышного подшипника находится в сферическом отверстии корпуса. Если вал не идеально совмещен с корпусом, подшипник может поворачиваться внутри отверстия корпуса, компенсируя угловое смещение. Это решающее преимущество перед жесткими подшипниковыми узлами, особенно при использовании длинных валов, где прогиб рамы и тепловое расширение вызывают смещение валов.

Основные характеристики продукта WXING

Каталог опорных опорных подшипников WXING включает серию UCP (подушкового типа), серию UCF (фланцевого типа) и серию UCT (типа натяжителя). Размеры отверстий варьируются от 12 мм до 60 мм и более, включая валы диаметром от 1/2 дюйма до 2-3/8 дюйма. Стандартные модели доступны без минимального заказа, поддерживается OEM-брендинг.

03 Типы опорных подшипников

Опорные опорные подшипники классифицируются по типу корпуса (подушечный, фланцевый, натяжной), типу вкладышового подшипника (шариковый или роликовый) и методу фиксации (установочный винт или эксцентриковое кольцо). Три основные конфигурации корпуса: UCP (подушка), UCF (фланцевый) и UCT (натяжитель), каждая из которых подходит для различных монтажных ориентаций и направлений нагрузки.

Типы вставных подшипников

Хотя в большинстве опорных подшипников используются радиальные шарикоподшипники (серия UC), в некоторых случаях требуются специальные вкладыши:

Серия UC (вставной шарикоподшипник): Стандартный радиальный шарикоподшипник со сферическим наружным кольцом, стопорным винтом. Самый распространенный и универсальный тип для общепромышленного применения.

Серия UK (вставка игольчатого подшипника): используются ролики игольчатого подшипника для более высокой радиальной нагрузки в компактных размерах. Подходит для применений с высокими радиальными нагрузками и ограниченным пространством.

Серия SA (нержавеющая сталь): коррозионно--стойкие вкладышовые подшипники для пищевой, морской и химической промышленности. Изготовлен из нержавеющей стали 440C или 304.

Серия EX (эксцентриковое кольцо): вместо установочных винтов используется эксцентриковое стопорное кольцо. Предпочтительно для применений с реверсивным вращением или там, где установочные винты могут повредить поверхность вала.

Сравнение методов блокировки

04 Как выбрать опорный подшипник: шаг за шагом

Выбор правильного опорного подшипника включает пять шагов: (1) определить диаметр вала, (2) рассчитать радиальные и осевые нагрузки, (3) выбрать материал корпуса, (4) выбрать тип уплотнения и (5) проверить соответствие монтажных размеров вашему оборудованию. Каждый шаг основывается на предыдущем, и пропуск любого шага может привести к неудаче.

Шаг 1: Определите диаметр вала

Измерьте диаметр вала в месте расположения подшипника с помощью штангенциркуля. Опорные опорные подшипники имеют размер по диаметру отверстия. Обычные размеры валов варьируются от 12 мм (UCP201-12) до 60 мм (UCP312). Также поддерживаются валы дюймового размера: например, UCP205-16 подходит для вала диаметром 1 дюйм (25,4 мм). Запишите как метрический, так и дюймовый размер, если применимо. Также обратите внимание, обработан ли вал со стандартными допусками (обычно h7/h6) или был модифицирован.

Шаг 2. Рассчитайте радиальные и осевые нагрузки

Рассчитайте радиальную нагрузку (силу, перпендикулярную оси вала) на основе натяжения ремня, сил на шестерне, натяжения цепи или веса вращающихся компонентов. Рассчитайте осевую нагрузку (силу вдоль оси вала) на основе осевых сил, осевых составляющих шестерни или силы тяжести на наклонных валах. Определите эквивалентную динамическую нагрузку: P=XFr + YFa, где Fr — радиальная нагрузка, Fa — осевая нагрузка, а X, Y — коэффициенты нагрузки из каталога подшипников. Убедитесь, что номинальная динамическая нагрузка подшипника (C) достаточна для требуемого срока службы L10. Для опорных шарикоподшипников поддерживайте эквивалентную нагрузку P ниже 10–15 % от C для обеспечения длительного срока службы (L10 > 50 000 часов).

Шаг 3: Выберите материал корпуса

Выбирайте материал корпуса в зависимости от условий эксплуатации. Чугун (HT200) – стандартный выбор для общепромышленного применения благодаря его демпфированию вибрации, прочности и-экономической эффективности. Нержавеющая сталь (304 или 316) необходима для пищевой, морской и химической промышленности. Корпуса из штампованной стали легче и дешевле и подходят для легких-применений. Корпуса из термопласта используются в химически -стойких или не-проводящих устройствах. Чугун рекомендуется для большинства промышленных сред.

Шаг 4: Выберите тип уплотнения

Выберите конфигурацию уплотнения в зависимости от уровня загрязнения и требований к скорости. Открытые подшипники подходят для чистых сред с внутренней смазкой, например, для герметичных коробок передач. Металлические щитки ZZ обеспечивают умеренную защиту от пыли при сохранении высоких скоростей.. 2Резиновые уплотнения RS обеспечивают максимальную защиту от загрязнений и предварительно-смазаны, что позволяет-работать без технического обслуживания. Для применения в сельском хозяйстве, горнодобывающей промышленности и на открытом воздухе в условиях сильной запыленности или влаги выбирайте тройные-кромочные или лабиринтные уплотнения. Выбор сальника напрямую влияет на срок службы подшипников в загрязненной среде.

Шаг 5. Проверьте монтажные размеры

Убедитесь, что расположение болтов корпуса, высота основания (высота центра от монтажной поверхности до центральной линии вала), общая длина и ширина соответствуют вашему оборудованию. Проверьте расстояние между отверстиями для болтов относительно рамы или монтажной пластины. Убедитесь, что вал может проходить через корпус без помех и что положение подшипника обеспечивает правильное выравнивание ремня и шестерни. Для фланцевых типов (UCF) убедитесь, что диаметр окружности болта и направляющий диаметр соответствуют монтажной поверхности.

05 Варианты уплотнений: почему важны сальники

Уплотнение является единственным наиболее важным фактором срока службы опорных подшипников в загрязненной среде. Сальники предотвращают утечку смазки и блокируют попадание загрязнений. Неправильный выбор уплотнения является причиной 60-80% преждевременных выходов опорных подшипников из строя. Три основных типа уплотнений: открытые (без уплотнения), металлические экраны ZZ и резиновые контактные уплотнения 2RS, каждый из которых подходит для различных уровней загрязнения и требований к скорости.

В промышленных условиях загрязнение является основной причиной выхода из строя подшипников. Пыль, вода, химикаты и абразивные частицы, попадающие в дорожку качения подшипника, вызывают абразивный износ, деградацию смазки и ускоренную усталость. Правильно выбранный сальник может продлить срок службы подшипника в 3-5 раз по сравнению с открытым или неправильно загерметизированным подшипником.

Сравнение типов уплотнений

Материалы сальников

Материал кромки сальника определяет его температурную и химическую стойкость:

NBR (нитрил/буна-N): стандартный материал, диапазон температур от -40°C до +120C. Хорошая масло- и жиростойкость. Подходит для большинства промышленных применений.

FKM (витон/фторуглерод): жаропрочный-материал, диапазон от -20 C до +200C. Отличная химическая стойкость. Используется в химической обработке, автомобильных высокотемпературных зонах и агрессивных средах.

Силикон: широкий температурный диапазон от -60 C до +200 C. Подходит для экстремально низких-температур и высоких температур. Более низкая стойкость к истиранию, чем NBR.

ПТФЭ (тефлон): чрезвычайная химическая стойкость, диапазон от -50°C до +250C. Используется в химической, пищевой-очистной и сверх-чистой промышленности. Низкое трение, антипригарная поверхность.

Ключевая информация: взаимосвязь между сроком службы сальника и подшипника

В конвейерной системе, работающей на цементном заводе, переход с щитов ZZ на резиновые уплотнения 2RS увеличил срок службы опорных подшипников с 4000 часов до 18000 часов. Резиновые уплотнения предотвращали попадание цементной пыли в дорожку качения подшипника, снижая абразивный износ и защищая смазку от загрязнения. Снижение скорости с 90% до 65% от номинальной скорости было приемлемым для данного применения.

06 Материалы и отделка опорных подшипников

Материалы корпуса опорного блока включают чугун (HT200) для общепромышленного использования, штампованную сталь для легких-применений, нержавеющую сталь (304/316) для агрессивных сред и термопластик для химической стойкости. Чугун является выбором по умолчанию для гашения вибрации и жесткости конструкции. Поверхностная обработка включает цинкование, черное оксидирование и эпоксидное покрытие для дополнительной защиты от коррозии.

Сравнение материалов корпуса

Отделка поверхности

Для чугунных корпусов обработка поверхности обеспечивает дополнительную защиту от коррозии:

Окрашенное (эпоксидное покрытие или эмаль): стандартное покрытие для промышленного использования внутри помещений. Обеспечивает базовую защиту от коррозии и эстетичный внешний вид. Подходит для большинства заводских условий.

Цинкование: гальваническое цинкование с прозрачной или желтой хроматной пассивацией. Обеспечивает хорошую коррозионную стойкость для наружных и влажных сред. Распространен на сельскохозяйственной и строительной технике.

Черный оксид: конверсионное покрытие, обеспечивающее умеренную коррозионную стойкость и равномерный черный цвет. Минимальное изменение размеров, подходит для прецизионных применений.

Никелирование: превосходная устойчивость к коррозии и износу в суровых условиях. Более высокая стоимость, но увеличенный срок службы в морской и химической промышленности.

07 Распространенные области применения по отраслям

Опорные опорные подшипники используются практически во всех отраслях промышленности, где используются вращающиеся валы. Четыре крупнейших сектора применения — это конвейерные системы (погрузочно-разгрузочные работы), сельскохозяйственная техника, пищевая промышленность и горнодобывающее оборудование. В каждом секторе предъявляются особые требования к нагрузке, скорости, уплотнению и материалу, которые определяют выбор подшипников.

В сельскохозяйственных подшипниках, таких как зерновые шнеки и полевые вентиляторы, сочетание мелкой пыли, влаги и прерывистой работы делает необходимым использование тройных-манжетных уплотнений. В конвейерных системах для погрузочно-разгрузочных работ, где работают подшипники вилочных погрузчиков и подобное оборудование, герметичные опорные блоки 2RS обеспечивают наилучший баланс защиты от загрязнения и работы-без обслуживания. В пищевой промышленности использование корпусов из нержавеющей стали с уплотнениями, соответствующими требованиям FDA, и смазкой, пригодной для пищевых продуктов, является обязательным.

08 Советы по установке и обслуживанию

Правильная установка опорных подшипников требует подготовки вала, выравнивания, правильного момента затяжки болтов и соответствующей смазки. Четыре важнейших этапа установки: (1) очистить и осмотреть вал, (2) установить подшипник на вал перед завинчиванием, (3) выровнять корпус по валу и (4) равномерно затянуть монтажные болты. Регулярное техническое обслуживание включает замену смазки, проверку соосности и мониторинг вибрации.

Процедура установки

Очистите и осмотрите вал. Убедитесь, что поверхность вала в месте установки подшипника чистая, гладкая и не имеет заусенцев. Чистота поверхности должна быть Ra 1,6 или выше. Измерьте диаметр вала, чтобы убедиться, что он соответствует допуску отверстия подшипника. Если ранее использовались установочные винты, запилите все углубления на валу.

Установите подшипник на вал: наденьте вкладыш на вал, прежде чем прикручивать корпус болтами. Пока не затягивайте установочные винты. При использовании эксцентрикового кольца наденьте его на вал и поверните его, чтобы зацепить эксцентриковый кулачок. Нанесите тонкий слой противо-противозадирного состава на вал, если подшипник впоследствии придется снять.

Расположите и выровняйте корпус: Поместите корпус на монтажную поверхность. Убедитесь, что вал отцентрирован в отверстии корпуса и что подшипник может само-выравниваться. При использовании двух опорных подшипников на одном валу перед затяжкой выровняйте оба корпуса по валу одновременно. Используйте линейку по центрам подшипников, чтобы проверить соосность.

Затяните крепежные болты: Затяните крепежные болты равномерно крест-накрест. Для чугунных корпусов с болтами М10 затяните момент 22-28 Нм. Болты М12 затяните моментом 35-45 Нм. Не затягивайте слишком сильно, так как это может деформировать корпус и защемить подшипник. Используйте стопорные шайбы или клей для фиксации резьбы, чтобы предотвратить ослабление из-за вибрации.

Затяните установочные винты: После закрепления корпуса затяните установочные винты на внутреннем кольце. Для стандартных подшипников серии UC с двумя установочными винтами затяните оба винта моментом 4-8 Нм в зависимости от размера вала. В случае эксцентриковых колец поверните вал в рабочем направлении, затягивая винт с буртиком. Последовательно затяните установочные винты и затяните повторно через 30 минут работы.

Проверка свободного вращения: Поверните вал вручную, чтобы убедиться в плавности и свободном вращении. Любое заедание, шероховатость или необычное сопротивление указывают на несоосность или проблему с установкой. Устраните любые проблемы перед запуском оборудования.

Техническое обслуживание и смазка

Для повторно смазываемых опорных подшипников интервал смазки зависит от скорости, нагрузки и температуры:

При повторной смазке медленно прокачивайте свежую смазку через пресс-масленку до тех пор, пока небольшое количество старой смазки не выйдет из уплотнений. Не наносите слишком-смазку, так как избыток смазки вызывает внутреннее трение, перегрев и повреждение уплотнения. После повторной смазки дайте подшипнику поработать на низкой скорости в течение 10–15 минут, чтобы равномерно распределить смазку, прежде чем вернуться к полной скорости.

Распространенные виды отказов и их предотвращение

Нарушение уплотнения (60% отказов): вызвано абразивным загрязнением, химическим воздействием или термической деградацией. Профилактика: выберите правильный материал и тип сальника, соответствующий окружающей среде. Заменяйте уплотнения через запланированные интервалы времени.

Деградация смазки (15%): вызвана высокой температурой, чрезмерным-смазыванием или несовместимыми типами смазок. Профилактика: соблюдайте график повторного смазывания, используйте жаропрочную-смазку для работы в условиях высоких температур и никогда не смешивайте несовместимые типы смазок.

Несоосность вала (10%): вызвана деформацией рамы, тепловым расширением или ошибкой установки. Профилактика: одновременно выровняйте оба опорных блока относительно вала, учтите тепловое расширение и проверьте выравнивание после установки.

Ослабление установочного винта (8%): ​​вызвано вибрацией, ударными нагрузками или недостаточным крутящим моментом. Профилактика: используйте-клей для фиксации резьбы, повторно-затяните после первоначального-периода обкатки и рассмотрите возможность фиксации эксцентриковым воротником для применений с высокой-вибрацией.

Коррозия (5%): вызвана влагой, химическим воздействием или гальваническим воздействием. Профилактика: используйте корпуса и вставки из нержавеющей стали для работы в агрессивных средах, нанесите защитные покрытия и обеспечьте надлежащий дренаж.

Перегрузка (2%): вызвана неправильным выбором подшипников, ударными нагрузками или изменениями условий эксплуатации. Профилактика: проверьте расчеты нагрузки при выборе, примените соответствующие коэффициенты безопасности и контролируйте условия эксплуатации.

09 Опорный подшипник против картриджного подшипника

Опорный подшипник имеет разъемный или цельный корпус со вставным подшипником, а картриджный подшипник представляет собой герметичный, предварительно собранный -подшипниковый узел со встроенным наружным кольцом, которое устанавливается непосредственно в обработанное отверстие корпуса. Опорные опорные подшипники легче устанавливать и заменять; Картриджные подшипники обеспечивают более высокую точность и лучшее уплотнение, но требуют прецизионно обработанного корпуса.

Для большинства промышленных применений, где удобство установки,-самовыравнивание и стоимость являются приоритетами, предпочтительным выбором являются опорные подшипники. Картриджные подшипники используются в устройствах, требующих более высокой точности, таких как шпиндели станков и высокоскоростные-насосы, где корпус имеет прецизионную-расточку и контролируется соосность.

10 часто задаваемых вопросов

Вопрос: Что такое опорный подшипник?

A: Опорный подшипник представляет собой установленный подшипниковый узел, состоящий из вкладыша и корпуса. Корпус, обычно изготовленный из чугуна или штампованной стали, представляет собой готовое-к-основание, поддерживающее подшипник и вал, что устраняет необходимость в отдельном корпусе подшипника. Сферическое наружное кольцо вкладышного подшипника обеспечивает самовыравнивание-внутри корпуса.

Вопрос: Как мне узнать, какой размер опорного подшипника мне нужен?

О: Чтобы определить правильный размер опорного подшипника, сначала измерьте диаметр вала, а затем рассчитайте радиальные и осевые нагрузки, которые будет нести подшипник. Сопоставьте диаметр вала с размером отверстия подшипника (от 12 мм до 60 мм и более) и убедитесь, что номинальная динамическая нагрузка подшипника превышает рассчитанную эквивалентную нагрузку с соответствующим коэффициентом запаса прочности. Также проверьте, чтобы расположение болтов корпуса и высота основания соответствовали вашей монтажной поверхности.

Вопрос: В чем разница между опорными опорными подшипниками UCP, UCF и UCT?

A: UCP представляет собой опорный блок с плоским основанием и двумя отверстиями для болтов для горизонтального монтажа. UCF — это фланцевый тип с четырьмя отверстиями для болтов на поверхности фланца для вертикального или бокового монтажа. UCT — это тип натяжителя с регулируемым основанием с прорезями, позволяющим регулировать положение вала при натяжении ремня. UCP является наиболее распространенным для общепромышленного применения.

Вопрос: Какой тип уплотнения мне следует выбрать для опорного подшипника?

Ответ: Выбирайте открытые подшипники для чистых сред с внешней смазкой. Выбирайте металлические щитки ZZ для умеренной защиты от пыли на высокой скорости. Выбирайте резиновые уплотнения 2RS для максимальной защиты от загрязнений в пыльных или влажных условиях. Для сильного загрязнения в сельском хозяйстве, горнодобывающей промышленности или на открытом воздухе выбирайте тройные-кромочные лабиринтные уплотнения, которые обеспечивают максимальную защиту и позволяют повторно смазывать.

Вопрос: Можно ли повторно смазывать опорные подшипники?

A: Опорные опорные подшипники, оснащенные пресс-масленками (фитинги для смазки), можно смазывать повторно. Соблюдайте интервал повторного смазывания в зависимости от рабочей скорости, нагрузки и температуры, обычно каждые 2000-5000 часов работы для применений средней мощности. Для подшипников с уплотнениями 2RS дополнительная смазка обычно не требуется, поскольку уплотнение сохраняет заводскую смазку на протяжении всего срока службы подшипника.

Вопрос: Из каких материалов изготовлены корпуса опорных блоков?

О: Корпуса опорных блоков обычно изготавливаются из чугуна (HT200) для общепромышленного использования, из штампованной стали для легких-применений, из нержавеющей стали (304 или 316) для агрессивных сред и из термопласта для пищевого-или химического применения. Чугун рекомендуется по умолчанию для большинства промышленных сред из-за его гашения вибрации и жесткости конструкции.

Нужен правильный опорный подшипник для вашего применения?

WXING Bearings производит полный ассортимент опорных подшипников (серии UCP, UCF, UCT) с корпусами из чугуна и нержавеющей стали. Наша команда инженеров может помочь вам выбрать правильный тип, уплотнение и материал для ваших условий эксплуатации. Стандартные модели поставляются без минимального заказа; Поддерживается OEM-брендинг и индивидуальные спецификации.

Свяжитесь с нашими специалистами по подшипникам: cindy@wxingbearing.com

О подшипниках WXING

WXING Bearings (Zhejiang Waxing Electromechanical Co., Ltd.) производит прецизионные подшипники с 1995 года. Имея 52+ производственные машины и экспортируя в 90+ страны, WXING производит опорные опорные подшипники, шариковые подшипники, роликовые подшипники, игольчатые подшипники, сальники и специальные подшипники для автомобильного, сельскохозяйственного, строительного и промышленного применения. Стандартные товары из каталога поставляются без минимального заказа; Изготовленные на заказ спецификации поддерживаются со сроком выполнения 30-60 дней.