Скидка на подшипники из наличия!
Новое поступление товара в 2026 году!
Обгонная муфта серии CSK — sprag-type freewheel, интегрированный в стандартный шарикоподшипник серии 62.., — широко применяется в приводах с однонаправленной передачей крутящего момента: backstop, overrunning и indexing. Конструктивно CSK сочетает в одном компактном изделии и опорный шарикоподшипник, и кулачковый механизм заклинивания. На рынке представлены несколько модификаций — CSK (базовая), CSK-P, CSK-PP (со шпоночными пазами), CSK-2RS (с уплотнениями), а также комбинированные CSK-2RS-P и CSK-2RS-PP. Внешне эти исполнения близки по габаритам, но принципиально различаются способом передачи крутящего момента, методом монтажа и защитой от внешней среды. В статье рассмотрены конструктивные различия исполнений, размерный ряд, допуски посадок, рекомендации по интеграции муфты в шкив и алгоритм инженерного выбора.
Муфта CSK представляет собой компактный самостоятельный узел, выполненный в габаритах стандартного однорядного шарикового радиального подшипника серии 62.. (по ISO 15:2017 и ГОСТ 8338-75). Исключение составляют типоразмеры CSK 8 (меньше базы 62..) и CSK 40 (имеет увеличенную ширину 22 мм против 18 мм у 6208). Внутри корпуса муфты совмещены два функциональных элемента — опорный шарикоподшипник и кулачковый (sprag) механизм заклинивания.
Основные конструктивные элементы:
Кулачки CSK поставляются с покрытием Form-chromed (хромированная рабочая поверхность), что увеличивает ресурс работы в режиме свободного хода за счёт снижения износа при скользящем контакте кулачка с цилиндрической поверхностью кольца.
При относительном повороте внутреннего кольца относительно наружного в направлении заклинивания каждый кулачок под действием пружины и сил трения наклоняется так, чтобы своей большей диагональной осью «зажаться» между двумя цилиндрическими дорожками. Возникающее распорное усилие создаёт нормальное давление в точках контакта, и далее уже сила трения удерживает кулачок от проскальзывания. Все кулачки работают параллельно, распределяя крутящий момент между точками контакта.
При повороте в обратном относительном направлении силы трения изменяют направление действия и наклоняют кулачки так, что заклинивающий распор исчезает. Кулачки выходят из заклинивания, но сохраняют лёгкий контакт с дорожками за счёт пружинного поджатия. Соприкосновение становится скользящим — между кулачком и дорожкой возникает сухое или граничное трение в зависимости от условий смазки. Именно этот режим определяет ресурс муфты в overrunning-применениях.
В режиме свободного хода муфта создаёт паразитное сопротивление вращению — drag torque. Его величина пропорциональна силе пружинного поджатия кулачков, площади контакта и коэффициенту трения. Для типоразмера CSK 40 момент сопротивления составляет порядка единиц ньютон-метров. На повышенных скоростях drag torque вызывает тепловыделение, требующее теплоотвода через корпус и сопрягаемые детали.
Полное обозначение муфты CSK строится по следующей схеме:
CSK [размер] [-2RS] [-P / -PP]
Примеры: CSK 25 — без шпонок, без уплотнений; CSK 25-2RS — без шпонок, с уплотнениями; CSK 25-P — со шпонкой на внутреннем кольце; CSK 25-PP — со шпонками на обоих кольцах; CSK 25-2RS-PP — с уплотнениями и обеими шпонками.
Базовое исполнение без шпоночных пазов и без контактных уплотнений. Защита от загрязнений обеспечивается номинальным радиальным зазором между кольцами и пылезащитными элементами — муфта защищена от попадания частиц размером более 0,3 мм. Передача момента — исключительно за счёт прессовой посадки на вал и в корпус. Применяется в чистой среде с минимальной запылённостью, при ограниченном осевом пространстве или в случае, когда шпоночное соединение нежелательно (например, при высокой балансировке).
Шпоночный паз выполнен на внутреннем кольце. Передача крутящего момента между валом и внутренним кольцом обеспечивается шпонкой, что снижает требования к натягу посадки. Наружное кольцо удерживается прессовой посадкой в корпусе. Шпоночный паз для размеров CSK 15..35 выполняется по DIN 6885.3 (низкая шпонка), для CSK 40 — по DIN 6885.1 (нормальная шпонка).
Шпоночные пазы выполнены на обоих кольцах — внутреннем и наружном. Передача момента происходит через обе шпонки без необходимости в значительном натяге посадки. Это упрощает монтаж и демонтаж, особенно при обслуживании. Однако CSK-PP не имеет самофиксации от осевого смещения, поэтому требуется обязательная осевая фиксация со стороны пользователя — стопорным кольцом, упорным буртом, проставочной шайбой или гайкой. Для CSK 15..35 — DIN 6885.3, для CSK 40 — DIN 6885.1.
Двойные контактные резиновые уплотнения (2 Rubber Seals) с обеих сторон муфты — аналогично подшипникам ..-2RS. Обеспечивают герметизацию от пыли, влаги, водяного тумана и удерживают смазку внутри. Применяются в условиях открытого воздуха, повышенной влажности, абразивных сред (но не агрессивных жидкостей). Контактные уплотнения создают дополнительный момент сопротивления, что несколько увеличивает drag torque в режиме свободного хода.
Сочетают преимущества уплотнений (защита от среды) и шпоночных пазов (упрощённая передача момента). Применяются в типовых приводах открытого исполнения с шкивом или зубчатым колесом, где требуется и герметизация, и удобство сборки.
Сводная характеристика исполнений по ключевым конструктивным признакам.
Стандартный размерный ряд CSK охватывает девять типоразмеров от 8 до 40 мм по диаметру отверстия. Габариты CSK 12..35 соответствуют шариковым подшипникам серии 62.. (62.. + соответствующий номер: 6201 для CSK 12, 6202 для CSK 15 и так далее). Размеры CSK 8 и CSK 40 — конструктивные исключения с собственными габаритами.
Каталоги производителей нормируют два значения момента:
Для CSK 20-PP типовые значения по каталогам: Tk = 40 Н·м, Tk max = 100 Н·м, максимальная скорость свободного хода ~6000 об/мин. Для CSK 25 — Tk порядка 85 Н·м. Для CSK 40 момент достигает нескольких сотен ньютон-метров. Точные значения зависят от конкретной модели и редакции каталога производителя.
Максимальная окружная скорость в режиме overrunning ограничена двумя факторами: центробежным разлётом кулачков (если они «отжимаются» от внутреннего кольца, заклинивание не наступит) и тепловыделением от drag torque. Для типоразмеров CSK 12..40 максимальная скорость свободного хода составляет порядка нескольких тысяч оборотов в минуту, в малых размерах диапазон может расширяться. Точные значения — по каталогу производителя.
Поскольку CSK содержит интегрированный шарикоподшипник серии 62.., он способен воспринимать радиальную нагрузку, равную грузоподъёмности эквивалентного подшипника (с учётом некоторого снижения из-за наличия sprag-механизма в общем объёме). Для CSK 40 динамическая радиальная грузоподъёмность составляет около 15 кН, статическая — около 12 кН. Осевую нагрузку CSK воспринимает только в незначительной степени (за счёт упорной поверхности шариков); для значимых осевых сил требуется отдельный упорный подшипник.
Муфты CSK поставляются с начальным радиальным зазором C5 (увеличенный против стандартного). Этот зазор предусмотрен на этапе изготовления для компенсации обжатия колец при прессовой посадке. После монтажа с натягом по рекомендованным допускам реальный рабочий зазор уменьшается до значений, близких к стандартному (C3). Если посадка осуществляется не прессом, а на клеевой состав (loctite), либо натяг меньше расчётного, рабочий зазор может остаться избыточным — в этих случаях рекомендуется заказать CSK с зазором C3.
Перед монтажом CSK необходимо обеспечить следующие требования к сопрягаемым деталям:
Прессовая посадка выполняется при комнатной температуре с использованием оправок, передающих усилие только на торец прессуемого кольца. Запрещается:
Для исполнений с шпонками (P, PP) шпонка устанавливается с допуском P9 (плотная посадка в паз) по ISO 286. Длина шпонки должна быть не больше длины паза в кольце муфты.
CSK — направленная муфта. На корпусе или торце маркируется направление заклинивания (стрелкой или текстом, например, «Inner race overrunning» — внутреннее кольцо в свободном ходе при указанном направлении). При ошибочной установке в обратной ориентации муфта будет передавать момент в нерасчётном направлении.
Типовая компоновка CSK + шкив представляет собой одно из наиболее распространённых применений серии. Шкив в данной конструкции выполняет функцию не только тягового элемента ременной передачи, но и корпуса для обгонной муфты.
Шкив имеет расточку под наружный диаметр CSK (например, диаметр 52 мм для CSK 25). Внутрь расточки запрессовывается CSK; внутреннее кольцо муфты насаживается на вал. В исполнении CSK-PP в шкиве и валу выполнены шпоночные пазы; в исполнении CSK или CSK-2RS — обе посадки выполняются с натягом.
Осевая фиксация муфты в шкиве (особенно для PP-исполнений) обеспечивается:
При работе шкива с CSK возможны две принципиальные схемы:
В режиме длительного свободного хода drag torque CSK преобразуется в тепло. Шкив с CSK работает как теплоотвод: чем массивнее шкив, тем больше тепловой инерции. На максимальных скоростях свободного хода необходимо контролировать температуру наружной поверхности шкива — она не должна превышать +60..+80 °C (для стандартных смазок) или +100 °C (для смазок специальных).
CSK поставляются с заложенной пластичной смазкой (grease lubricated for life). Для базовой работы при температурах -6..+60 °C применяется стандартная литиевая пластичная смазка. При расширенном диапазоне -40..+100 °C используются специальные синтетические смазки.
Принципиальное требование: смазка не должна содержать противозадирных (EP — Extreme Pressure) и противоизносных (AW) присадок. Эти присадки формируют граничный масляный слой такой стабильности, что кулачки не могут пробить его при заклинивании и муфта проскальзывает. Использование стандартных трансмиссионных и редукторных масел с EP-присадками в CSK — типовая ошибка, приводящая к отказу.
Возможна работа CSK в масляной ванне (без 2RS-уплотнений). Условия: масло без EP/AW-присадок, уровень масла — частично закрывающий нижнюю часть муфты, проточная или капельная смазка для отвода тепла. Этот способ применяется в редукторах, где CSK работает совместно с зубчатыми колёсами — при условии, что выбранное масло совместимо с обгонной муфтой.
В исполнении без 2RS муфта защищена только пылезащитной шайбой от попадания частиц размером более 0,3 мм. В пыльной или влажной среде требуется либо исполнение 2RS, либо установка дополнительных уплотнений типа «Nylos» или V-ring со стороны муфты. Для абразивных сред и работы на открытом воздухе предпочтительно исполнение CSK-2RS-PP.
Наиболее распространённое применение CSK. Муфта устанавливается на валу привода и блокирует обратное вращение под действием статической нагрузки или инерции:
CSK позволяет одному из элементов привода вращаться быстрее другого:
Преобразование возвратно-поступательного или возвратно-вращательного движения в одностороннее пошаговое:
Установка CSK в шкив клиноременной передачи позволяет реализовать однонаправленную передачу момента без использования отдельного узла обгонной муфты. Применяется в текстильной, печатной, упаковочной промышленности, а также в приводах насосов и компрессоров с резервированием.
Корректный подбор обгонной муфты CSK выполняется по следующему алгоритму.
Привод наклонного ленточного транспортёра. Параметры: передаваемый момент в момент пуска T = 30 Н·м, характер нагрузки — переменная с пусковыми пиками, Sf = 2,0. Расчётный момент Tр = 30 · 2,0 = 60 Н·м. Диаметр вала 20 мм. Среда — пыльный воздух открытого исполнения. Требуется backstop.
Решение: по диаметру вала 20 мм — типоразмер CSK 20. По типовым каталожным значениям Tk для CSK 20-PP составляет ~40 Н·м, что меньше требуемого Tр = 60 Н·м. Выбираем следующий типоразмер CSK 25 (Tk ~85 Н·м). С учётом пыльной среды и удобства монтажа — исполнение CSK 25-2RS-PP. Шкив проектируется с расточкой Ø52 H7 и шпоночным пазом по DIN 6885.3.
Тема обгонных муфт CSK тесно связана с расчётом нагрузок, выбором по условиям эксплуатации и защитой от внешней среды. Для углублённого изучения рекомендуются следующие технические материалы:
Базовое исполнение CSK не имеет шпоночных пазов; крутящий момент передаётся за счёт прессовой посадки на вал (n6) и в корпус (N6). При высоких пусковых моментах или ударной нагрузке такая посадка может проворачиваться. CSK-PP имеет шпоночные пазы на обоих кольцах (внутреннем и наружном), что обеспечивает гарантированную передачу момента через шпонки независимо от натяга посадки. Это позволяет использовать более свободные посадки (k6/K6 или h6/H6), упрощает монтаж и демонтаж, но требует обязательной осевой фиксации внешними средствами — стопорным кольцом, упорным буртом или гайкой.
Суффикс 2RS (2 Rubber Seals) означает двойные контактные резиновые уплотнения, установленные с обеих сторон муфты. Аналогичное обозначение используется в шарикоподшипниках. Уплотнения герметизируют внутренний объём от пыли, влаги, водяного тумана, удерживая закладную смазку. Применение CSK-2RS обязательно в открытых приводах, на транспортёрах, в условиях повышенной влажности или запылённости. Недостаток — увеличенный drag torque за счёт трения в уплотнениях.
Да, базовое исполнение CSK как раз предназначено для установки без шпонки. Передача момента обеспечивается прессовой посадкой на вал по допуску n6 и в корпус по допуску N6. Для гарантированного заклинивания кулачков на валу его поверхность должна иметь твёрдость HRC 60..62 при глубине закалённого слоя не менее 0,6 мм, шероховатость Ra ≤ 0,8 мкм. Незакалённый или мягкий вал быстро деформируется в зоне контакта с кулачками, и муфта потеряет работоспособность.
Типоразмеры CSK 12, CSK 15, CSK 17, CSK 20, CSK 25, CSK 30, CSK 35 полностью совпадают по внешним габаритам со стандартными шарикоподшипниками серии 62.. (6201..6207 соответственно). Это позволяет установить CSK в посадочное место, спроектированное под обычный подшипник, без переделки корпуса или вала. Размеры CSK 8 и CSK 40 — исключения: CSK 8 имеет нестандартный диаметр, CSK 40 — увеличенную ширину 22 мм против 18 мм у 6208.
Противозадирные (Extreme Pressure) и противоизносные (Anti-Wear) присадки в смазках предназначены для формирования стабильной граничной плёнки между поверхностями скольжения. Эта плёнка не разрушается даже при высоких контактных давлениях, что является преимуществом для зубчатых колёс и подшипников скольжения. Однако в обгонной муфте для заклинивания кулачки должны вступить в прямой металлический контакт с дорожкой качения — пробить любой масляный слой. EP-плёнка препятствует этому контакту, и кулачки начинают проскальзывать вместо заклинивания. Поэтому в CSK применяются только смазки без EP/AW-присадок.
Технически CSK содержит интегрированный шарикоподшипник серии 62.. и способен воспринимать радиальную нагрузку аналогично эквивалентному подшипнику. Однако использовать CSK только как подшипник нецелесообразно: муфта дороже обычного подшипника, имеет ограниченный температурный диапазон, требует специальной смазки без EP-присадок, создаёт паразитный drag torque и имеет меньший ресурс из-за дополнительного механизма заклинивания. Применение CSK оправдано только там, где необходима функция обгона.
В ступице шкива выполняется расточка под наружный диаметр выбранной модели CSK с допуском N6 (для исполнений без наружной шпонки) или K6/H6 (для CSK-PP). При использовании CSK-PP в шкиве выполняется шпоночный паз по DIN 6885.3 (или 6885.1 для CSK 40). Внутрь расточки запрессовывается муфта; со стороны муфты предусматриваются осевые упоры — внутреннее стопорное кольцо в расточке шкива (ГОСТ 13941 или 13943, DIN 472), наружное стопорное кольцо на валу (ГОСТ 13940 или 13942, DIN 471) или торцевая крышка. Вал в зоне посадки муфты выполняется по допуску n6 (для CSK без внутренней шпонки) или k6 (для CSK-P, CSK-PP), с поверхностной закалкой HRC 60..62. Установка выполняется с использованием оправок, передающих усилие только на торец нагружаемого кольца. Перед монтажом сверяется направление заклинивания, нанесённое на муфту.
CSK — направленная муфта, на её корпусе нанесена маркировка направления заклинивания (стрелка или текстовая отметка). При установке в обратной ориентации функции заклинивания и свободного хода меняются местами: то, что должно было быть backstop'ом, станет overrunning, и наоборот. В backstop-приложениях (например, на наклонном транспортёре) ошибочная установка приведёт к тому, что лента беспрепятственно пойдёт в обратную сторону при отключении привода — это аварийная ситуация. Перед запуском узла после монтажа CSK обязательно проверить направление заклинивания вручным проворачиванием.
Коэффициент Sf компенсирует разницу между расчётным номинальным моментом и реальной нагрузкой с учётом её характера. Типовые значения по практике производителей: статическая нагрузка постоянного характера — Sf = 1,0..1,5; переменная нагрузка без значительных пиков — Sf = 1,5..2,5; ударная нагрузка (например, при пусках, реверсах, в дробилках) — Sf = 2,5..4,0. Для backstop в наклонных транспортёрах принимают Sf не менее 2,0..2,5, учитывая динамику затормаживания массы груза. Конечное значение Sf уточняется по каталогу производителя для конкретного применения.
CSK — компактная обгонная муфта в габаритах шарикоподшипника 62..-серии, с интегрированным подшипником, рассчитанная на малые и средние моменты (до нескольких сотен ньютон-метров). Серии AS / ASNU — sprag-type freewheel без интегрированных подшипников, в форм-факторе подшипника, требующие отдельных опор для концентричности — используются для больших моментов. GFR / GFRN — sprag-type freewheel в составе муфты с фланцем и торцевыми отверстиями для крепления к ведущей или ведомой детали. ALP / ALK — крупные backstop-муфты для тяжёлой промышленности (конвейеры, лебёдки). Выбор серии определяется требуемым моментом, способом монтажа, наличием опор и характером нагрузки.
Серия обгонных муфт CSK представляет собой компактное унифицированное решение для приводов с однонаправленной передачей крутящего момента. Размерный ряд, построенный на габаритах шарикоподшипников 62..-серии, существенно упрощает интеграцию муфты в существующие конструкции — особенно при установке в шкив или зубчатое колесо.
Различия исполнений CSK, CSK-P, CSK-PP, CSK-2RS и комбинированных CSK-2RS-P / CSK-2RS-PP касаются двух функциональных аспектов: способа передачи крутящего момента (прессовая посадка или шпоночное соединение) и степени защиты от внешней среды (только пылезащитная или полноконтактная герметизация). Грамотный подбор исполнения определяется характером нагрузки, условиями эксплуатации, требованиями к обслуживанию и точности монтажа.
Корректная работа CSK в проектируемом узле требует соблюдения нескольких ключевых условий: правильного выбора допусков посадки, твёрдости и шероховатости сопрягаемых поверхностей, направления заклинивания, осевой фиксации, типа смазки без EP/AW-присадок и теплового режима. Нарушение любого из этих условий ведёт к специфическим отказам — от проскальзывания и заклинивания до разрушения кулачков и подшипниковой части.
Вы можете задать любой вопрос на тему нашей продукции или работы нашего сайта.