Широкий ассортимент подшипников ведущих мировых производителей. SKF, FAG, INA, NSK, TIMKEN
Направляющие, каретки, шарико-винтовые передачи для станков и автоматизации
Изготовление нестандартных деталей и узлов по чертежам заказчика
Консультации инженеров, помощь в подборе аналогов, расчёт ресурса
Ищете специалиста или подрядчика? Попробуйте биржу INNER →
Уже доступен
Хлебопекарные печи -- сложное теплотехническое оборудование, в котором подшипниковые узлы работают в экстремальных условиях: высокая температура (до 300 градусов в пекарной камере), повышенная влажность (пар при выпечке), присутствие мучной пыли и необходимость соответствия пищевым стандартам безопасности. Эти факторы определяют специфические требования к подшипникам, смазочным материалам и конструкции корпусных узлов.
В конструкции современных хлебопекарных печей можно выделить три основных группы подшипниковых узлов: подшипники вентиляторов рециркуляции горячего воздуха, подшипники механизма вращения тележки (для ротационных печей) и подшипники конвейерных систем (для туннельных и поточных печей). Каждая группа имеет свои условия работы и, соответственно, свои требования к выбору подшипников.
MIWE -- один из ведущих мировых производителей хлебопекарного оборудования. Основные серии: MIWE Roll-in e+ (ротационная стикерная печь с вращающейся тележкой для всех видов выпечки, нагрев газом, маслом или электричеством), MIWE Aero (конвекционная печь), MIWE Condo (многоэтажная подовая печь с электрическим обогревом, верхний и нижний нагрев регулируются раздельно для каждого яруса). В печах MIWE Roll-in e+ тележка вращается на поворотной платформе с шаровой опорой, а запатентованная система MIWE aircontrol позволяет регулировать интенсивность циркуляции воздуха в десяти уровнях (0--9), что напрямую определяет нагрузку на подшипники вентилятора.
Wachtel (основан в 1923 г.) производит подовые печи серии Piccolo (компактные этажные печи для магазинов и кондитерских), этажные печи серии Infra (промышленные подовые печи с увеличенной площадью выпечки), а также ротационные печи серий Atlas и Compact/Comet с вращающейся тележкой. В ротационных печах Wachtel тележка вращается внутри пекарной камеры, обеспечивая равномерный прогрев изделий потоком горячего воздуха от вентилятора рециркуляции.
Sveba Dahlen выпускает широкую линейку печей: S-серия (комбинированные мини-ротационные печи S200, S400, S800 для магазинов), DC-серия (подовые/палубные печи), V-серия и C-серия (промышленные ротационные печи). Все ротационные печи Sveba Dahlen оснащены запатентованной системой IBS (Increased Baking Surface) -- попеременным вращением тележки в обе стороны для максимально равномерного распределения потока воздуха. Максимальная температура выпечки достигает 300 градусов. Вращающаяся платформа ротационных печей C-серии рассчитана на нагрузку до 350 кг. Опционально доступны частотные преобразователи для вентиляторов, позволяющие регулировать скорость воздушного потока.
Вентилятор рециркуляции -- ключевой элемент ротационных и конвекционных печей. Он обеспечивает равномерное распределение горячего воздуха в пекарной камере, что напрямую влияет на качество выпечки. Электродвигатель вентилятора, как правило, расположен за пределами изолированного корпуса камеры, однако вал вентилятора проходит через стенку камеры и подвергается воздействию высокой температуры (150...250 градусов в зоне подшипникового узла, в зависимости от конструкции теплового экрана).
Подшипники вала вентилятора рециркуляции работают в условиях повышенных температур, воздействия паровоздушной среды и мучной пыли. Основные требования: термостойкость (способность работать при температуре вала от 120 до 200 градусов и выше), увеличенный радиальный зазор (для компенсации теплового расширения вала), эффективная защита от проникновения загрязнений (лабиринтные или контактные уплотнения), способность компенсировать несоосность (в связи с тепловыми деформациями корпуса печи).
На одном из хлебопекарных предприятий Великобритании регулярные отказы стандартных шариковых подшипников в корпусных узлах вентилятора ротационной печи происходили каждые 6 недель. Причиной была неправильная предварительная нагрузка и некорректный выбор смазки. Замена на корпусные узлы серии SNN с двухрядными сферическими роликовыми подшипниками HPS, лабиринтными уплотнениями и правильным подбором внутреннего зазора позволила увеличить ресурс в 4,5 раза (до 27 недель). Ключевыми решениями стали: переход на "плавающую" схему установки для компенсации теплового расширения вала, увеличенный радиальный зазор (C3 или C4) и применение высокотемпературной смазки.
Для вентиляторов рециркуляции хлебопекарных печей применяются следующие типы подшипников:
В ротационных печах (MIWE Roll-in, Wachtel Compact/Comet, Sveba Dahlen S/C/V-серии) тележка с заготовками вращается внутри пекарной камеры для обеспечения равномерного прогрева. Скорость вращения, как правило, невысока (1...5 об/мин), но нагрузка значительна -- масса тележки с заготовками может достигать 200...350 кг.
Привод вращения тележки обычно включает: электродвигатель (как правило, вынесенный за пределы горячей зоны), червячный редуктор (обеспечивающий значительное передаточное отношение и самоторможение), вращающуюся платформу (поворотный круг) с опорным подшипником или шаровой опорой, механизм зацепления с тележкой (крюк подвеса у Sveba Dahlen или нижний привод через платформу у MIWE).
Червячный редуктор является предпочтительным решением благодаря свойству самоторможения: при отключении двигателя тележка остаётся неподвижной, что важно при открывании двери печи. Типичные передаточные отношения червячных редукторов для данного применения составляют от нескольких десятков до сотни единиц, что обеспечивает необходимый крутящий момент при низкой частоте вращения выходного вала (порядка 1...5 об/мин).
Поворотная платформа (поворотный круг) воспринимает осевую нагрузку от массы тележки с заготовками и обеспечивает плавное вращение. В конструкции MIWE Roll-in e+ применяется цельная металлическая платформа с шаровой опорой. В печах Sveba Dahlen C-серии платформа рассчитана на нагрузку до 350 кг и оснащена регулируемым пандусом для удобства загрузки/выгрузки.
Подшипники поворотной платформы работают при повышенных температурах (до 200...250 градусов в нижней части пекарной камеры), поэтому к ним предъявляются те же требования по термостойкости, что и к подшипникам вентилятора. Типичное решение -- упорный шариковый или роликовый подшипник с увеличенным зазором и высокотемпературной смазкой.
Ротационные печи Sveba Dahlen оснащены функцией плавного пуска (Slow Start): скорость вращения тележки постепенно возрастает от нуля до заданного значения, а при остановке -- плавно снижается. Это снижает динамические ударные нагрузки на подшипники платформы и редуктора, особенно важно при выпечке изделий, чувствительных к толчкам и вибрациям (меренги, макароны).
В конвейерных (туннельных) хлебопекарных печах и в механизмах подовых печей (загрузчики, выдвижные поды) подшипники работают в зоне высоких температур при непрерывном цикле. Конвейерные ленты (сетчатые стальные или цепные) перемещаются на валах с подшипниками, которые подвергаются длительному воздействию температур до 250...300 градусов.
Для этих условий применяются термостойкие подшипники с увеличенным радиальным зазором (C3 или C4), специальными высокотемпературными смазками на основе PFPE (перфторполиэфир) или твёрдыми смазками (графит, MoS2), а также подшипники с латунными или стальными сепараторами (полимерные сепараторы не допускаются при температурах выше 150...200 градусов в зависимости от материала).
Правильный выбор смазки -- одно из ключевых условий надёжной работы подшипников хлебопекарных печей. Стандартные литиевые смазки теряют свои свойства при температурах выше 120...130 градусов, поэтому для подшипниковых узлов печей применяются специальные высокотемпературные составы.
Подшипниковые узлы хлебопекарных печей монтируются в корпусных опорах различных типов: подушкообразные (P/UCP), фланцевые (F/UCF), натяжные (T/UCT), разъёмные (SN/SNN серии). Корпуса изготавливаются из чугуна, а в случаях повышенных требований к гигиене и коррозионной стойкости -- из нержавеющей стали или полимерных материалов.
Для подшипников вентиляторов ротационных печей предпочтительны разъёмные корпусные узлы (типа SN/SNN), которые позволяют выполнить замену подшипника без полного демонтажа вала. Разъёмный корпус обеспечивает: удобство обслуживания (смена подшипника без разборки привода вентилятора), возможность пополнения смазки через два смазочных отверстия, хороший теплоотвод благодаря массивному чугунному корпусу. Для пекарного оборудования доступны корпусные узлы TIMKEN, ZKL и других производителей.
Для работы в условиях мучной пыли и паровоздушной среды рекомендуются лабиринтные уплотнения (бесконтактные), которые не изнашиваются и эффективно предотвращают проникновение загрязнений. Контактные уплотнения (каучуковые) менее предпочтительны из-за ограниченной термостойкости стандартных эластомеров (до 100...120 градусов для NBR/нитрильного каучука, до 200 градусов для FKM/фторкаучука).
Червячные редукторы привода вращения тележки в ротационных печах работают в относительно мягких условиях -- вне горячей зоны, при невысоких частотах вращения и умеренных нагрузках. Однако к ним предъявляется ряд специфических требований: пищевой допуск смазки (при расположении вблизи пекарной камеры), пылевлагозащищённое исполнение, низкий уровень шума, свойство самоторможения.
Подшипники внутри червячного редуктора -- это, как правило, стандартные радиальные шариковые и конические роликовые подшипники, смазываемые маслом редуктора. Редукторы серии B2 и аналогичные компактные модели являются типовым решением для привода вращения тележки.
Периодичность обслуживания подшипниковых узлов хлебопекарных печей определяется условиями эксплуатации и рекомендациями производителя конкретного оборудования. Общие рекомендации: контроль температуры корпусных узлов (тактильно или термометром -- перегрев указывает на недостаток смазки или износ подшипника); контроль вибрации вентилятора (повышение вибрации -- признак износа подшипников или дисбаланса крыльчатки); пополнение смазки через штатные маслёнки с интервалом, рекомендованным производителем; осмотр уплотнений на предмет повреждений и скопления загрязнений; проверка затяжки крепёжных болтов корпусных узлов.
Наиболее распространённые проблемы с подшипниками в хлебопекарных печах: перегрев и заклинивание подшипника вентилятора (причины -- недостаток или неправильный тип смазки, отсутствие теплового зазора), коррозия дорожек качения (причина -- воздействие пара и влаги при недостаточной защите уплотнений), преждевременный износ подшипников поворотной платформы (причина -- попадание мучной пыли, недостаток смазки), повышенный шум редуктора привода вращения (причина -- износ червячной пары или подшипников).
При замене подшипников следует: использовать подшипники с термостабилизацией, соответствующей рабочей температуре; выбирать увеличенный радиальный зазор (C3 для температур до 150 градусов, C4 для температур до 200 градусов и выше); применять только высокотемпературные смазки с пищевым допуском; при установке в разъёмные корпуса предусматривать "плавающую" и "фиксированную" опоры для компенсации теплового расширения вала.
В вентиляторе рециркуляции печей MIWE Roll-in применяются подшипники в корпусных узлах, рассчитанные на работу при повышенных температурах. Конкретный тип (радиальные шариковые или сферические роликовые) зависит от модификации и года выпуска печи. Общее требование -- термостабилизированные подшипники с увеличенным радиальным зазором (C3 или C4) и высокотемпературной смазкой с пищевым допуском. При замене рекомендуется обращаться к сервисной документации MIWE для подбора точного типоразмера.
Для подшипников в зоне высоких температур (выше 150 градусов) рекомендуются синтетические смазки на основе PFPE с PTFE-загустителем, имеющие регистрацию NSF H1 для случайного контакта с пищевыми продуктами. Для узлов с температурой до 150...180 градусов подходят синтетические смазки с полимочевинным загустителем (например, Kluberfood NH1 74-401 или аналоги). Обычные литиевые смазки не подходят для работы при температурах выше 120...130 градусов.
Наиболее частые причины: применение подшипника без термостабилизации (стандартный подшипник рассчитан до 120 градусов, при нагреве выше этой температуры теряется внутренний зазор и подшипник заклинивает); использование обычной литиевой смазки, которая вытекает или коксуется при высокой температуре; отсутствие увеличенного радиального зазора C3/C4 для компенсации теплового расширения; попадание мучной пыли и влаги через повреждённые уплотнения.
Для вращения тележки в ротационных печах применяются червячные редукторы. Червячная передача обеспечивает самоторможение (тележка не вращается при отключении двигателя), что важно для безопасности при открывании двери печи. Частота вращения тележки составляет порядка 1...5 об/мин. Редуктор обычно расположен за пределами горячей зоны и содержит стандартные подшипники, смазываемые маслом редуктора.
C3 и C4 -- обозначения групп увеличенного радиального внутреннего зазора подшипника по стандарту ISO 5753-1 (ГОСТ 24810-2013). Группы зазоров образуют возрастающий ряд: C1, C2, CN (нормальный), C3, C4, C5. Зазор C3 -- следующая группа после нормального, а C4 -- следующая после C3. Конкретные значения зазоров в микрометрах зависят от типа и размера подшипника (указаны в таблицах стандарта). Увеличенный зазор необходим для компенсации теплового расширения вала и колец подшипника при работе в условиях высоких температур. Без увеличенного зазора нагретый подшипник теряет свободу вращения и заклинивает.
Подшипники из нержавеющей стали (AISI 440C) рекомендуются для узлов, подверженных постоянному воздействию влаги и пара, а также для зон с повышенными санитарными требованиями. Однако нержавеющие подшипники имеют ограниченную термостойкость (обычно до 150...200 градусов) и более низкую несущую способность по сравнению со стандартной подшипниковой сталью. Для высокотемпературных зон (выше 200 градусов) предпочтительнее термостабилизированные подшипники из стандартной стали ШХ15 (100Cr6) с увеличенным зазором и лабиринтными уплотнениями.
Интервалы смазки зависят от типа смазки, температуры и условий работы. Для высокотемпературных узлов (выше 150 градусов) интервалы значительно сокращаются по сравнению со стандартными условиями. Общее правило: при удвоении рабочей температуры сверх 70 градусов интервал смазки сокращается вдвое. Точные интервалы определяются рекомендациями производителя подшипников и смазки. Для подшипников с заполнением "на весь срок службы" периодическая замена смазки невозможна -- при износе смазки подшипник заменяется целиком.
IBS (Increased Baking Surface) -- запатентованная система попеременного вращения тележки в обе стороны. В отличие от постоянного вращения в одном направлении, IBS обеспечивает более равномерное воздействие воздушного потока на все поверхности выпечки. С точки зрения подшипников, система IBS создаёт знакопеременную нагрузку на подшипники платформы и редуктора, что необходимо учитывать при подборе подшипников с соответствующей выносливостью.
Данная статья носит исключительно ознакомительный характер и не может рассматриваться как руководство к действию. Автор и издатель не несут ответственности за любые последствия, возникшие в результате использования информации, представленной в данном материале. При выборе, монтаже и обслуживании подшипников, смазок, редукторов и других комплектующих хлебопекарных печей обязательно обращайтесь к квалифицированным специалистам и следуйте рекомендациям производителя конкретного оборудования. Все технические параметры основаны на открытых источниках и могут отличаться для конкретных модификаций и годов выпуска оборудования.
1. MIWE Michael Wenz GmbH. MIWE Roll-in e+ 3.0 -- Product Information (Produktinformation).
2. MIWE Michael Wenz GmbH. MIWE Condo -- Operating Manual (Betriebsanleitung), Unit version 2.0, 05.2014.
3. Wachtel GmbH & Co. KG. Produktpalette / Product Range -- Bakery Ovens and Cooling Technology.
4. Sveba Dahlen AB. S-Series -- Product Documentation. C-Series Rotating Rack Oven -- Technical Specifications.
5. Sveba Dahlen AB. V-Series Rotating Rack Oven -- Technical Data Sheet.
6. NSK Europe Ltd. Case Study: NSK bearings offer 4.5 times more life on bakery oven fan (2020).
7. SKF Group. Rolling Bearings -- Main Catalogue (PUB 17000). Раздел: Bearing selection for high-temperature applications.
8. Schaeffler (FAG/INA). Technical Pocket Guide (STT). Раздел: High-temperature bearings.
9. Kluber Lubrication. Kluberfood NH1 74-401 -- Product Data Sheet.
10. ISO 5753-1:2009. Rolling bearings -- Internal clearance. (ГОСТ 24810-2013).
11. FDA 21 CFR 178.3570. Lubricants with incidental food contact.
12. NSF International. NSF/ANSI 169 -- Special Purpose Food Equipment and Devices (H1/H2 lubricant classifications).
13. Решетов Д.Н. Детали машин. 4-е изд. -- М.: Машиностроение, 1989.
14. Перель Л.Я., Филатов А.А. Подшипники качения: расчёт, проектирование и обслуживание опор. -- М.: Машиностроение, 1992.
Вы можете задать любой вопрос на тему нашей продукции или работы нашего сайта.