Подшипники для затирочных машин по бетону

Назначение и конструкция затирочных машин

Затирочные машины (также известные как "вертолеты" на профессиональном сленге) представляют собой специализированное строительное оборудование, предназначенное для финишной обработки свежеуложенных бетонных поверхностей. Основная задача данного оборудования заключается в уплотнении, выравнивании и заглаживании верхнего слоя бетона для получения прочного, ровного и износостойкого покрытия.

Конструктивно затирочная машина состоит из следующих основных узлов: силовой установки (электрический или бензиновый двигатель), редуктора с системой подшипников, шпиндельного узла (паук), рабочих органов (диски или лопасти), защитного кольца и органов управления. Подшипниковые узлы являются критически важными элементами, обеспечивающими надежную работу оборудования в условиях высокой запыленности и абразивного воздействия.

Типы затирочных машин: лопастные и дисковые

Классификация по типу рабочего органа

В строительной практике применяются два основных типа рабочих органов затирочных машин, каждый из которых предъявляет специфические требования к подшипниковым узлам.

Дисковые затирочные машины

Дисковые (плавающие) затирочные машины оснащаются сплошным металлическим диском диаметром от 575 до 1520 мм, изготовленным из холоднокатаной стали. Диск крепится к шпиндельному узлу и используется на начальном этапе обработки бетона для грубого заглаживания поверхности. Особенность работы дискового узла заключается в равномерном распределении массы машины по большей площади, что позволяет начинать обработку на более ранних стадиях схватывания бетона.

Лопастные затирочные машины

Лопастные машины комплектуются набором из 3-4 лопастей, закрепленных на роторе (пауке). Лопасти изготавливаются из высокопрочных пружинных термообработанных сталей или современных полимерных материалов. Применяются для финишной затирки после предварительной обработки диском. Угол наклона лопастей регулируется в диапазоне от 0 до 30 градусов для достижения требуемого качества поверхности.

Классификация по количеству роторов

По количеству роторов затирочные машины подразделяются на однороторные (управляемые вручную) и двухроторные (самоходные с посадочным местом оператора). Однороторные машины оснащаются одним подшипниковым узлом шпинделя, двухроторные - двумя независимыми узлами, что увеличивает общее количество подшипников в конструкции.

Конструкция шпиндельного узла и редуктора

Принцип работы редуктора

Редуктор затирочной машины осуществляет передачу крутящего момента от силовой установки к рабочему органу с понижением частоты вращения. Типичная конструкция включает червячную или коническую зубчатую передачу, преобразующую горизонтальное вращение входного вала в вертикальное вращение выходного шпинделя.

Подшипниковые опоры редуктора

В редукторе затирочной машины используются следующие подшипниковые узлы:

Опора входного вала: Воспринимает радиальные нагрузки от ременной передачи и осевые усилия от конической шестерни. Применяются радиальные шариковые подшипники серий 6200-6300 или конические роликовые подшипники.

Опора выходного шпинделя: Является наиболее нагруженным узлом, воспринимающим вес машины, реактивный момент от рабочего органа и осевые усилия. Используются конические роликовые подшипники, установленные по схеме "враспор" или "врастяжку".

Опора промежуточного вала (при наличии): Воспринимает преимущественно радиальные нагрузки от зубчатого зацепления.

Типы подшипников в затирочных машинах

Радиальные шариковые однорядные подшипники

Радиальные шариковые однорядные подшипники серий 6200, 6300 по ГОСТ 8338-75 являются наиболее распространенным типом в приводах затирочных машин. Их преимущества: высокая частота вращения, низкое трение, способность воспринимать осевые нагрузки до 70% от неиспользованной радиальной грузоподъемности, широкий выбор исполнений по типу уплотнения.

Конические роликовые подшипники

Конические роликовые подшипники по ГОСТ 27365-2023 (ранее ГОСТ 27365-87) применяются в шпиндельных узлах затирочных машин благодаря способности воспринимать значительные комбинированные нагрузки. Устанавливаются парами по схемам "враспор" (О-образная) или "врастяжку" (Х-образная) с регулируемым осевым зазором.

Игольчатые подшипники

Игольчатые подшипники по ГОСТ 4657-2022 используются в некоторых конструкциях редукторов для опоры промежуточных валов или в качестве дополнительной радиальной опоры шпинделя. Обеспечивают высокую радиальную грузоподъемность при минимальных габаритах.

Маркировка подшипников по типу уплотнения

Согласно ГОСТ 8882-2021 и ГОСТ 7242-2021, подшипники с уплотнениями и защитными шайбами маркируются следующим образом: исполнение 06 и 08 - с одной и двумя защитными шайбами соответственно; исполнение 16 и 18 - с одним и двумя резиновыми уплотнениями.

Работа подшипников в абразивной среде

Воздействие цементной пыли на подшипники

Затирочные машины эксплуатируются в условиях интенсивного воздействия цементной пыли, которая является высокоабразивным материалом. Исследования показывают, что содержание 1% абразивных частиц в смазке повышает интенсивность износа подшипников в несколько раз, а при концентрации 2% песчаных частиц износ возрастает до 30 раз.

Механизм абразивного износа

При проникновении абразивных частиц в подшипник происходит несколько видов износа:

Абразивное изнашивание: Твердые частицы внедряются в поверхность дорожек качения и тел качения, образуя царапины и борозды. Это приводит к увеличению шероховатости поверхностей и росту зазоров.

Усталостное изнашивание: Абразивные частицы выступают в роли концентраторов напряжений, ускоряя зарождение и развитие усталостных трещин. На поверхности дорожек появляется питтинг (оспины).

Коррозионно-механическое изнашивание: Цементная пыль в присутствии влаги образует щелочную среду, способствующую коррозии стальных поверхностей.

Признаки износа подшипников

Защита подшипников от цементной пыли

Встроенные уплотнения подшипников

Для работы в условиях повышенной запыленности рекомендуется применять подшипники с контактными резиновыми уплотнениями типа 2RS (двустороннее уплотнение). Уплотнения изготавливаются из бутадиен-нитрильного каучука (NBR), обеспечивающего работоспособность в диапазоне температур от -40 до +120 градусов Цельсия.

Внешние уплотнительные устройства

Помимо встроенных уплотнений подшипников, в конструкции затирочных машин применяются дополнительные уплотнительные элементы:

Манжетные уплотнения (сальники) по ГОСТ 8752-2021 устанавливаются на выходном валу редуктора для защиты от проникновения пыли и удержания смазки.

Лабиринтные уплотнения создают извилистый путь для проникновения загрязнений, эффективно защищая подшипниковый узел без контакта с вращающимися деталями.

Грязеотражательные кольца (дефлекторы) отбрасывают частицы пыли от зоны уплотнения под действием центробежных сил.

Специализированные решения для тяжелых условий

Для работы в особо запыленных условиях разработаны таконитовые уплотнения, первоначально созданные для горнодобывающей отрасли. Эти уплотнения обеспечивают максимальную защиту в средах с высокоабразивной пылью и применяются в корпусных подшипниковых узлах.

Смазочные материалы для подшипников

Требования к смазкам для абразивных условий

Пластичные смазки для подшипников затирочных машин должны обеспечивать:

- Эффективную защиту от износа при попадании абразивных частиц

- Водостойкость (бетонные работы часто ведутся во влажных условиях)

- Стабильность консистенции при механических нагрузках

- Работоспособность в широком температурном диапазоне

- Совместимость с материалами уплотнений

Классификация смазок по консистенции NLGI

Для подшипников затирочных машин рекомендуются смазки класса NLGI 2 или 3, обеспечивающие хорошее удержание в подшипнике и достаточную защиту от проникновения загрязнений.

Рекомендуемые типы смазок

Литол-24 (ГОСТ 21150-2017) - универсальная литиевая смазка с рабочим диапазоном от -40 до +120 градусов Цельсия (кратковременно до +130 градусов). Обладает хорошей водостойкостью и механической стабильностью. Широко применяется для смазки подшипников строительного оборудования.

ЦИАТИМ-203 - литиевая смазка с противозадирными присадками, рабочий диапазон от -50 до +100 градусов Цельсия. Рекомендуется для нагруженных редукторов и подшипников.

Смазки с дисульфидом молибдена (MoS2) - обеспечивают дополнительную защиту при граничном трении, когда абразивные частицы нарушают масляную пленку.

Подбор и замена подшипников

Критерии выбора подшипников

При подборе подшипников для затирочных машин необходимо учитывать следующие факторы:

1. Тип и величина нагрузки: Определяется массой машины, реактивным моментом от рабочего органа, динамическими нагрузками при работе. Для шпиндельного узла характерны комбинированные нагрузки с преобладанием осевой составляющей.

2. Частота вращения: Рабочая частота вращения шпинделя затирочной машины составляет 80-200 об/мин, что значительно ниже предельных значений для стандартных подшипников.

3. Условия эксплуатации: Высокая запыленность, возможность попадания влаги, ударные нагрузки при неравномерностях бетонной поверхности.

4. Тип уплотнения: Для работы в условиях цементной пыли обязательно применение подшипников с двусторонним контактным уплотнением (2RS).

Расчет ресурса подшипника

Для условий работы с абразивными загрязнениями расчетный ресурс корректируется понижающим коэффициентом, учитывающим влияние загрязнения смазки.

Порядок замены подшипников

1. Подготовка: Отключить машину от источника питания, слить масло из редуктора, очистить наружные поверхности от загрязнений.

2. Разборка: Снять защитное кольцо и рабочий орган (диск или лопасти). Демонтировать крышку редуктора. Извлечь шпиндель в сборе с подшипниками.

3. Дефектация: Осмотреть подшипники на наличие износа, коррозии, повреждений сепаратора. Проверить посадочные поверхности вала и корпуса.

4. Демонтаж подшипников: Использовать съемник подходящего размера. Запрещается выбивать подшипники ударами молотка непосредственно по кольцам.

5. Установка новых подшипников: Запрессовать подшипники с использованием монтажной втулки. Усилие прикладывать к кольцу с натягом (внутреннему при посадке на вал, наружному при посадке в корпус).

6. Регулировка: Для конических роликовых подшипников установить требуемый осевой зазор или преднатяг согласно документации производителя.

7. Сборка и смазка: Заполнить подшипниковый узел смазкой, собрать редуктор, залить масло.

Техническое обслуживание подшипниковых узлов

Периодичность обслуживания

Рекомендации по продлению срока службы

Защита от загрязнений: После завершения работы тщательно очищать машину от остатков бетона и цементной пыли. Хранить оборудование в сухом помещении.

Контроль уплотнений: Регулярно проверять состояние сальников и манжет. При обнаружении утечки смазки немедленно заменить уплотнение.

Качественная смазка: Использовать только рекомендованные производителем смазочные материалы. Не смешивать смазки разных типов.

Соблюдение режимов работы: Избегать перегрузок машины, не допускать работы на предельных оборотах длительное время.

Своевременная замена: При появлении признаков износа подшипников (шум, вибрация, люфт) не откладывать ремонт - это предотвратит повреждение сопряженных деталей.

Часто задаваемые вопросы