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
Современные линии розлива напитков Krones, KHS и Sidel работают на скоростях свыше 100 000 бутылок в час и включают десятки вращающихся узлов: карусели наполнителей, выдувные колёса, звёздочки-переходники, конвейеры, этикетировочные агрегаты и насосы дозирования. Подшипниковые узлы этих механизмов работают в специфических условиях пищевого производства: контакт с агрессивными моющими средствами (щёлочи, кислоты при CIP-мойке), температурные перепады (стерилизация до 130 °C), повышенная влажность, а также требования к отсутствию загрязнения продукта смазочными материалами.
В данной статье рассмотрены подшипниковые узлы ключевого оборудования трёх ведущих производителей: карусельных наполнителей Krones (Contiform, ErgoBloc), KHS (Innofill Glass DRS, Innofill PET DRV/ACF) и Sidel (Matrix Combi, Super Combi), а также транспортных систем, звёздочек и насосов.
Карусельный (ротационный) наполнитель является центральным узлом любой высокопроизводительной линии розлива. Карусель представляет собой вращающийся стол диаметром от 1 до 4 метров с установленными по окружности наполнительными клапанами (от 12 до 180 штук в зависимости от производительности). Основной опорный подшипник карусели воспринимает осевые нагрузки от веса стола, кольцевого резервуара с продуктом и наполняемых ёмкостей, радиальные нагрузки от дисбаланса и опрокидывающий момент.
В качестве основной опоры карусели наполнителя применяются крупногабаритные опорно-поворотные подшипники (slewing rings) следующих типов:
Однорядные радиально-упорные шариковые подшипники с четырёхточечным контактом - наиболее распространённый тип для каруселей наполнителей средней производительности. Одновременно воспринимают осевую, радиальную нагрузку и опрокидывающий момент. Типовой диапазон наружных диаметров для пищевого оборудования - от 500 до 1500 мм.
Двухрядные радиально-упорные подшипники используются в высоконагруженных каруселях наполнителей для стеклянной тары, где масса вращающихся частей существенно выше из-за веса стекла и заполненных бутылок. Двухрядная конструкция обеспечивает повышенную осевую грузоподъёмность и жёсткость.
Перекрёстные роликовые опорно-поворотные подшипники (crossed roller slewing rings) - применяются в машинах с повышенными требованиями к точности вращения и жёсткости, например в асептических наполнителях, где минимальное биение карусели критически важно для герметичности зоны стерильного розлива.
Krones Contiform - серия выдувных машин для изготовления ПЭТ-бутылок методом вытяжного раздува. Текущее (4-е) поколение Contiform обеспечивает производительность до 2 750 бутылок на станцию в час. Машины выпускаются с числом выдувных станций от 6 до 36 (модели S6-S36). Krones ErgoBloc L объединяет выдувную машину Contiform, наполнитель и этикетировщик в единый блок.
Выдувное колесо (blowing wheel) Contiform представляет собой массивную карусель с установленными по периметру выдувными станциями. Каждая станция включает форму, механизм смыкания и вытяжной стержень. Центральный опорный подшипник выдувного колеса - крупногабаритный опорно-поворотный, обеспечивающий точное вращение при высоких окружных скоростях. Характерная особенность конструкции Contiform - высокая крутильная жёсткость выдувного колеса, упомянутая в документации Krones как конструктивное преимущество, обеспечивающее долговечность.
Цепь нагревательного модуля (oven chain) Contiform полностью установлена на шариковых подшипниках, что обеспечивает плавное перемещение преформ через зону нагрева и увеличивает ресурс цепи.
Все основные приводы Contiform выполнены с использованием серводвигателей, что обеспечивает точное управление скоростью, минимальный уровень шума и высокую энергоэффективность. Серводвигатели применяются для привода выдувного колеса, нагревательного модуля и транспортных звёздочек. Подшипниковые опоры серводвигателей - стандартные закрытые радиальные подшипники с пожизненной смазкой.
В блочных конфигурациях (более 80% поставок Contiform) выдувная машина, наполнитель и укупорщик объединены в единую систему без промежуточных воздушных конвейеров. Механическая связь между модулями осуществляется через систему Servo Joint Control (SJC), обеспечивающую синхронизацию всех каруселей. Каждая карусель блока имеет собственный опорный подшипник и индивидуальный привод.
KHS выпускает семейство ротационных наполнителей Innofill для различных типов тары: Innofill Glass DRS/DPG (стеклянная тара, до 75 000 бут/ч), Innofill PET DRV (ПЭТ-бутылки, до 90 000 бут/ч) и Innofill PET ACF-R/ACF-L (асептический розлив).
Наполнитель Innofill Glass DRS для стеклянной тары представляет собой высокопроизводительный карусельный агрегат с числом наполнительных клапанов до 132 (модель для Badische Staatsbrauerei Rothaus, 50 000 бут/ч). Опорный подшипник карусели стеклянного наполнителя испытывает значительные нагрузки из-за массы стеклянных бутылок и кольцевого резервуара с продуктом.
Конструктивная особенность Innofill Glass DRS - бессмазочная регулировка высоты карусели. KHS отказалась от активного распределения смазки в карусели наполнителя, что повышает гигиеничность оборудования. Переработанный медиараспределитель физически разделяет хранение сред и бессмазочные уплотнения в линиях подвода.
Наполнитель Innofill PET DRV обеспечивает производительность до 90 000 ПЭТ-бутылок в час. Карусельная система включает ротационную заполнительную секцию и укупорочную секцию, каждая с собственным опорным подшипником. Для обеспечения стабильности ПЭТ-бутылок перед розливом газированных напитков применяется система охлаждения днища (full jet cooling), исключающая две передаточные звёздочки из конвейерной цепи.
Асептический наполнитель Innofill PET ACF-R использует карусельную конструкцию с жидкостными барьерами (liquid locks), обеспечивающими герметичную стерильную зону. Подшипники карусели асептического наполнителя должны выдерживать воздействие перекиси водорода (H2O2) и паровую стерилизацию.
Sidel предлагает интегрированные решения Combi (с 1997 года) и Super Combi, объединяющие до пяти технологических этапов в одном блоке: подачу преформ, выдув, этикетирование, наполнение/укупорку и подачу крышек.
Семейство наполнителей Sidel Matrix включает модели SF100 FM (вихревой расходомер, негазированные продукты), SF300 FM (электромагнитный расходомер, газированные напитки) и SF700 FM (продукты с мякотью и частицами). Все детали, контактирующие с продуктом, выполнены из нержавеющей стали AISI 316L. Опорные подшипники каруселей наполнителей Sidel Matrix относятся к классу пищевых крупногабаритных подшипников и рассчитаны на продолжительную работу в условиях влажной среды и регулярной CIP-мойки.
Sidel Super Combi обеспечивает производительность до 81 000 бутылок в час. Модификация Super Combi Compact при уменьшенном на 30% габаритном пятне обеспечивает до 54 000 бут/ч благодаря новой системе наполнения EvoFILL HS Still с пропорциональными наполнительными клапанами, управляемыми электромагнитными актуаторами.
Выдувной модуль Super Combi производит до 2 700 бутылок на форму в час. Каждый модуль (выдувной, этикетировочный, наполнительный) имеет собственную карусель с индивидуальным опорным подшипником и сервоприводом. Синхронизация каруселей осуществляется электронно, что исключает механические передачи между модулями.
Звёздочки-переходники (transfer starwheels) обеспечивают передачу бутылок между каруселями различных агрегатов. В высокопроизводительной линии число звёздочек может достигать 10-20 штук. Каждая звёздочка установлена на собственном подшипниковом узле, обеспечивающем точное вращение синхронно с основными каруселями.
Подшипники звёздочек работают на скоростях 50-200 об/мин при сравнительно небольших радиальных нагрузках (вес звёздочки и динамические нагрузки от захвата бутылок). Применяются однорядные радиальные шариковые подшипники закрытого типа (серии 6200-6300 по ISO 15) в нержавеющем исполнении с пищевой смазкой NSF H1. В конструкциях Krones Contiform преформы и бутылки проходят всего четыре точки передачи внутри системы, что минимизирует число звёздочек и повышает надёжность.
Для корпусов подшипников звёздочек применяются гигиенические исполнения из нержавеющей стали с гладкими поверхностями, исключающими скопление загрязнений. Корпуса подшипников SKF серии Food Line специально разработаны для пищевых производств.
Конвейерные системы линий розлива включают пластинчатые конвейеры для перемещения бутылок, воздушные конвейеры для транспортировки пустых ПЭТ-бутылок за горловину и ленточные конвейеры для упакованной продукции. Каждый конвейер содержит подшипниковые узлы приводных и натяжных барабанов, роликов и направляющих.
Приводные барабаны пластинчатых конвейеров устанавливаются на кассетных подшипниковых узлах с двухрядными сферическими подшипниками, допускающими несоосность вала. Узлы защищены многоступенчатыми уплотнениями и заполнены пищевой смазкой. В условиях влажной зоны линии розлива (вблизи наполнителя и укупорщика) применяются подшипники из нержавеющей стали или с полимерным покрытием корпуса.
Ролики конвейерных секций устанавливаются на однорядных радиальных шариковых подшипниках серий 6000-6200 с контактными уплотнениями (2RS) и пожизненной пищевой смазкой. Типовой ресурс подшипников роликов при непрерывной работе составляет 20 000-40 000 часов в зависимости от нагрузки и условий эксплуатации.
В системах перемещения упаковочных модулей, устройствах позиционирования и механизмах быстрой переналадки применяются линейные подшипники и линейные направляющие Bosch Rexroth в коррозионностойком исполнении.
Линии розлива включают различные насосные агрегаты: подшипники для насосов подачи продукта, насосы CIP-мойки, вакуумные насосы и дозирующие насосы сиропа или ароматизаторов. Подшипники насосов дозирования работают при средних частотах вращения (1 000-3 000 об/мин) и должны обеспечивать минимальные вибрации для точного дозирования.
В центробежных насосах подачи продукта применяются радиальные шариковые подшипники серий 6200-6300 с двухсторонними уплотнениями и пищевой смазкой. Для винтовых и шестерёнчатых насосов дозирования применяются комбинированные опоры из радиальных и упорных подшипников, воспринимающих осевую нагрузку от давления продукта.
Требования к гигиене подшипниковых узлов в линиях розлива определяются отраслевыми стандартами и директивами пищевой безопасности (EHEDG - European Hygienic Engineering and Design Group, 3-A Sanitary Standards). Ключевые требования:
Современные линии розлива Krones, KHS и Sidel оснащены системами мониторинга состояния оборудования, позволяющими отслеживать вибрацию и температуру подшипниковых узлов. Krones использует цифровую платформу и систему управления, KHS - платформу ConnectedLine, Sidel - систему EIT (Equipment Intelligence Tools). Переход от планового обслуживания к обслуживанию по состоянию (condition-based maintenance) позволяет увеличить ресурс подшипников и сократить внеплановые простои.
Данная статья носит исключительно ознакомительный и информационно-справочный характер. Автор и издатель не несут ответственности за любые действия, предпринятые на основании информации, содержащейся в данном материале. Все технические данные, параметры и рекомендации приведены для общего ознакомления и не заменяют собой эксплуатационную документацию конкретных моделей оборудования.
Перед выполнением любых работ по замене подшипников и комплектующих линий розлива необходимо руководствоваться официальной технической документацией производителя оборудования и привлекать квалифицированный сервисный персонал. Автор не несёт ответственности за возможный ущерб, вызванный некорректным применением представленной информации.
Нормативные документы:
ГОСТ 520-2011. Подшипники качения. Общие технические условия.
ГОСТ 8338-2022. Подшипники качения. Подшипники шариковые радиальные однорядные. Классификация, указания по применению и эксплуатации.
ISO 492:2023. Rolling bearings - Radial bearings - Geometrical product specifications (GPS) and tolerance values.
ISO 281:2007. Rolling bearings - Dynamic load ratings and rating life.
ISO 15:2017. Rolling bearings - Radial bearings - Boundary dimensions, general plan.
EHEDG Guidelines. Hygienic Design Principles.
NSF/ANSI 169. Special Purpose Food Equipment and Devices (H1 lubricant classification).
Техническая документация производителей оборудования:
Krones AG. Contiform Stretch Blow Moulder. Technical Documentation.
Krones AG. Contiform Bloc / ErgoBloc L. Product Information.
KHS GmbH. Innofill Glass DRS Filler. Technical Documentation.
KHS GmbH. Innofill PET DRV / ACF-R. Product Information.
Sidel S.A. Matrix Filler SF100/SF300/SF700. Technical Documentation.
Sidel S.A. Super Combi / Super Combi Compact. Product Information.
Каталоги производителей подшипников:
SKF. Rolling Bearings. Catalogue 17000/1.
SKF. Food Line Housed Bearing Units. Technical Information.
INA/Schaeffler. Bearings for Food and Beverage Industry.
Franke GmbH. Wire Race Bearings for Packaging and Bottling Applications.
Учебная и справочная литература:
Решетов Д.Н. Детали машин. 4-е изд. - М.: Машиностроение, 1989.
Анурьев В.И. Справочник конструктора-машиностроителя. 9-е изд. Том 2.
Harris T.A., Kotzalas M.N. Rolling Bearing Analysis. 5th ed. CRC Press, 2006.
Вы можете задать любой вопрос на тему нашей продукции или работы нашего сайта.