Скидка на подшипники из наличия!
Новое поступление товара в 2026 году!
Подшипниковые узлы эксцентрикового вала щёковой и конусной дробилок относятся к самым тяжелонагруженным узлам горно-обогатительной техники. На них действуют циклические пульсирующие нагрузки от разрушения породы, ударные пики от попадания недробимых тел, момент инерции маховиков и переменные температурные деформации эксцентрика. На большинстве отечественных и зарубежных щёковых дробилок (СМД, ЩДП, Metso C-серии, Sandvik CJ, ThyssenKrupp) и конусных дробилок (КСД, КМД, Metso HP, Sandvik CH/CS) на эксцентриковом валу применяются двухрядные сферические роликоподшипники тяжёлых серий 222xx, 230xx, 231xx и 232xx с группой радиального зазора C3 или C4 по ГОСТ 24810-2013 (ISO 5753-1).
В материале рассмотрены конструкция щёковой дробилки с эксцентриковым приводом, устройство конусной дробилки со стаканом эксцентрика, особенности применения сферических роликоподшипников серий 222xx и 232xx, выбор группы зазора под ударные нагрузки, типовое соответствие подшипников отечественным моделям СМД, ЩДП, КСД и КМД, методика контроля внутреннего радиального зазора, а также порядок замены подшипника эксцентрикового вала. Материал предназначен для инженеров-механиков карьерных и обогатительных фабрик, специалистов по ремонту дробильно-сортировочного оборудования.
Щёковая дробилка — это машина первичного дробления, в которой материал разрушается между двумя плитами: подвижной и неподвижной щекой. Принцип действия основан на сжатии, дополненном изгибом и сдвигом. Отечественные модели СМД-108, СМД-110, СМД-166 (ЩДЗМ), а также серии ЩДП относятся к компрессионным щёковым дробилкам с эксцентриковым приводом подвижной щеки.
Эксцентриковый вал — это центральный приводной элемент щёковой дробилки. Он представляет собой коленчатый вал с эксцентрично расположенной средней частью (шейкой эксцентрика). Вал вращается приводным шкивом-маховиком от электродвигателя через клиноремённую передачу. При вращении эксцентрик передаёт возвратно-поступательное движение шатуну, который, опираясь на распорные плиты, приводит в движение подвижную щеку. Подвижная дробящая плита, укреплённая на подвижной щеке, совершает сложное качательное движение, разрушая загружаемый сверху материал.
В конструкции щёковой дробилки подшипники устанавливаются в нескольких ключевых узлах. Опоры эксцентрикового вала — два сферических роликоподшипника, размещённых в литых корпусах на боковых стенках станины. Это самые ответственные подшипники машины. Шейка шатуна на эксцентрике — подшипниковый узел между шатуном и эксцентриковой шейкой вала. Подшипники приводного вала ведущего шкива применяются в массивных моделях, где приводной шкив установлен на отдельном валу.
Циклический характер работы дробилки создаёт неравномерную пульсирующую нагрузку с периодом, равным одному обороту эксцентрика. Каждое сжатие материала между щеками вызывает пиковое усилие на подшипниках, кратковременное и значительное по величине. При попадании в камеру дробления недробимого тела (металлический предмет, особо прочная порода) на подшипниках возникает ударная нагрузка, в несколько раз превышающая расчётную. Для нерудных строительных материалов прочность на сжатие не превышает 300 МПа (3000 кг/см²) — это типовой максимум, на который рассчитаны отечественные щёковые дробилки.
Подвижная и неподвижная щёки, дробящие плиты, маховики выполняются литыми, обычно из марганцовистой стали (110Г13Л по ГОСТ 977-88). Высокая износостойкость обеспечивается специальным эффектом наклёпа марганцовистой стали под ударной нагрузкой. Срок службы дробящих плит при правильной эксплуатации — 1–2 года. Эксцентриковый вал — кованый, из легированной конструкционной стали (40Х, 40ХН, 38ХН3МА по ГОСТ 4543) с термообработкой опорных шеек.
Конусные дробилки КСД (среднего дробления) и КМД (мелкого дробления) с диаметром основания дробящего конуса 1750 мм (КСД-1750, КМД-1750) и 2200 мм (КСД-2200, КМД-2200) применяются на стадии вторичного и третичного дробления нерудных ископаемых, металлических руд, гранита, кварцита и других твёрдых пород. Предельно допустимое напряжение на сжатие дробимого материала — не более 300 МПа (3000 кг/см²).
Дробление в конусной дробилке происходит непрерывно за счёт качательно-вращательного движения подвижного дробящего конуса в полости, образованной неподвижным внешним конусом. Подвижный конус посажен на вертикальный вал, нижний конец которого с эксцентричной шейкой установлен в эксцентриковом стакане. Эксцентриковый стакан вращается от привода через коническую зубчатую передачу. При вращении стакана нижний конец вала описывает круг, а сам вал совершает гирационное (прецессирующее) движение, перемещая конус так, что между конусом и неподвижным кольцом периодически образуется минимальный зазор — выходная щель — в которой происходит дробление породы.
Подшипники сферические двухрядные роликовые устанавливаются в нескольких ключевых местах. Опоры эксцентрикового стакана — два мощных сферических роликоподшипника, воспринимающие радиальные нагрузки от вращающегося эксцентрика и обеспечивающие гирационное движение вала. Опоры приводного (контрприводного) вала — подшипники, на которые опирается горизонтальный приводной вал с конической шестернёй. На крупных моделях вместо подшипников качения часто применяются массивные бронзовые втулки в сочетании с упорным подшипником для восприятия осевой нагрузки от веса вала с конусом.
Конусная дробилка КСД-1750 предназначена для среднего дробления; её типовая производительность — от 170 до 320 м³/час в зависимости от характеристик материала и установленной выходной щели. Установленная мощность приводного электродвигателя — 160 кВт. Максимальная крупность загружаемого материала — до 200 мм. Конусная дробилка КМД-1750 (мелкого дробления) имеет производительность до 230 м³/час. Точные значения для конкретного исполнения (КСД-1750Гр, КСД-1750Т, КМД-1750Гр и др.) приведены в техническом паспорте машины.
При сборке и обкатке привода конусной дробилки выполняется регулировка зубчатого зацепления конической пары на эксцентриковом стакане и приводном валу. При правильном зацеплении торцы зубьев совмещены, а радиальный зазор между большим модулем зубчатой передачи находится в установленных пределах. По технической документации производителя, для дробилок 1750 этот зазор составляет 4,8–6 мм у большого модуля, для дробилок 2200 — 6–8 мм у большого модуля. Контроль выполняется свинцовой проволокой или щупом.
Двухрядный сферический роликоподшипник — это базовый элемент подшипниковых узлов эксцентрикового вала большинства типов дробильного оборудования. Его выбор обусловлен сочетанием уникальных конструктивных особенностей, идеально подходящих к условиям работы дробилки.
Подшипник состоит из наружного кольца со сферической дорожкой качения, внутреннего кольца с двумя цилиндрическими (или сферически выпуклыми) дорожками качения, двух рядов бочкообразных роликов и сепаратора (стального штампованного или массивного латунного). Сферическая дорожка наружного кольца — общая для обоих рядов роликов — обеспечивает самоустанавливающуюся способность подшипника: при перекосе вала относительно корпуса (вызванном изгибом эксцентрикового вала под нагрузкой, тепловым расширением или допускными отклонениями) тела качения и внутреннее кольцо могут отклоняться внутри наружного кольца на угол до 1,5–2° без потери работоспособности.
Для применения в дробилках критическое значение имеет сепаратор. Применяются следующие исполнения:
Размерные серии двухрядных сферических роликоподшипников по ISO 15 определяют соотношение между внутренним и наружным диаметром (серия диаметров) и шириной (серия ширин). От серии зависит грузоподъёмность подшипника при одинаковом внутреннем диаметре.
Последние две цифры в обозначении (xx) умножаются на 5 и дают диаметр посадочного отверстия в миллиметрах для серий со значениями от 04 и выше. Пример: 22228 имеет внутренний диаметр 28 × 5 = 140 мм; 22232 — 32 × 5 = 160 мм; 22330 — 30 × 5 = 150 мм.
В отечественной системе условных обозначений по ГОСТ 3189-2024 (ранее ГОСТ 3189-89) подшипники тех же типоразмеров имеют свои номера. Соответствие отдельных типоразмеров: 22220 — 3520; 22232 — 3532; 23130 — 3003730; 23232 — 3053232; 22330 (с коническим отверстием на втулке) — 113630. Полная таблица соответствий приведена в справочниках производителей и в стандартах на конкретные размерные серии.
Циклические пиковые нагрузки на подшипники эксцентрикового вала дробилки создают условия, существенно отличающиеся от обычной радиальной работы. Помимо механического нагружения, подшипник в дробилке работает в условиях значительного тепловыделения — частота вращения эксцентрика порядка 200–350 об/мин (типовая для щёковых) или 200–280 об/мин (для конусных) сама по себе невысока, но циклическое нагружение вызывает гистерезисное саморазогревание подшипника. Тепловое расширение внутреннего кольца на горячей шейке вала может полностью «съесть» нормальный радиальный зазор и привести к преднатягу с риском заклинивания.
Радиальный зазор сферического роликоподшипника регламентируется ГОСТ 24810-2013 (идентичен ISO 5753-1:2009). Стандарт устанавливает следующие группы:
Международные обозначения групп зазора:
На основании опыта эксплуатации и рекомендаций производителей сферических роликоподшипников для дробильного оборудования действует следующее правило:
Радиальный зазор C4 примерно на две трети превышает значения нормального зазора и обеспечивает запас на тепловое сужение зазора при работе. Это особенно важно для крупных подшипников: чем больше диаметр подшипника, тем больше абсолютная величина теплового расширения внутреннего кольца на нагретой шейке вала.
Ниже приведены типовые варианты применяемых сферических роликоподшипников для опор эксцентрикового вала отечественных моделей щёковых и конусных дробилок. Конкретный артикул подшипника для каждой конкретной машины определяется по чертежу узла и сервисной документации производителя. Указанные ниже варианты — справочные.
Контроль радиального зазора сферического роликоподшипника обязателен и при поставке нового подшипника на склад, и при сборке узла дробилки, и при ревизии узла после демонтажа. Различают несколько контролируемых параметров.
Это радиальный зазор подшипника, не установленного в узел: определяется как разность между диаметром описанной окружности тел качения в свободном (ненапряжённом) состоянии и диаметром дорожки качения наружного кольца. Измеряется на новом подшипнике щупом, перемещая верхний ряд роликов в крайнее положение под собственной массой при горизонтальном расположении подшипника. Должен соответствовать значениям группы зазора по ГОСТ 24810-2013.
После напрессовки подшипника на коническую посадку или насадки на цилиндрическую шейку вала с натягом внутреннее кольцо растягивается, и радиальный зазор уменьшается. Остаточный зазор после монтажа должен оставаться положительным — то есть подшипник не должен переходить в состояние преднатяга. Контроль остаточного зазора проводится в собранном узле тем же методом — измерением щупом между телом качения и дорожкой качения наружного кольца.
Для подшипников с коническим отверстием, монтируемых на стяжной втулке, общепринятая методика: измеряется начальный зазор, затем подшипник напрессовывается на втулку до достижения требуемого уменьшения зазора. Конкретные значения уменьшения зазора (например, 0,025–0,045 мм для подшипников Ø 100 мм) приведены в каталогах производителей подшипников и в инструкциях по монтажу SKF, FAG, NTN, NSK. Контроль выполняется в нескольких точках по окружности и в нескольких положениях с поворотом подшипника. Превышение требуемого уменьшения зазора приводит к преднатягу и опасности заклинивания при работе.
В процессе эксплуатации непосредственно радиальный зазор не контролируется — для этого требуется разборка узла. Косвенными признаками износа или нарушения зазора служат повышенная вибрация, нагрев корпуса подшипника свыше 80 °C, характерный шум (хруст, скрежет), появление металлических частиц в пробе смазки. Для непрерывного мониторинга применяются термопары на корпусах подшипников, акселерометры для измерения общего уровня вибрации и спектрального анализа.
Признаки повреждения подшипников эксцентрикового вала дробилки классифицируются по ISO 15243:2017 «Rolling bearings — Damage and failures — Terms, characteristics and causes». Шесть основных категорий:
Замена подшипника эксцентрикового вала — крупная ремонтная операция, относящаяся к капитальному или среднему ремонту дробилки. Требует разборки узла, специальной оснастки и квалифицированных специалистов.
Для подбора подшипников и ремонтных работ на дробильно-сортировочном оборудовании полезны следующие материалы:
Дополнительные технические статьи:
Сферический двухрядный роликоподшипник сочетает четыре свойства, критичных для дробилок: максимальная радиальная грузоподъёмность среди серийных подшипников такого габарита, высокая стойкость к ударным нагрузкам за счёт большой площади контакта роликов с дорожками, способность компенсировать перекос вала до 1,5–2° при изгибе под пиковой нагрузкой и при тепловых деформациях, а также возможность работать в условиях значительных температурных режимов. Альтернативных серийных подшипников, объединяющих эти свойства, для эксцентриковых валов дробилок практически нет.
Серия 222xx имеет среднюю серию диаметров (3) и среднюю серию ширин (2), серия 232xx — большую серию диаметров (3) и широкую серию ширин (2). При одинаковом внутреннем диаметре подшипник 232xx имеет больший наружный диаметр и значительно большую ширину, что даёт примерно в 1,3–1,5 раза большую динамическую грузоподъёмность. Для эксцентриковых валов тяжёлых щёковых дробилок и крупных конусных дробилок серия 232xx является предпочтительной; серия 222xx применяется на лёгких и средних дробилках, где её грузоподъёмности достаточно. Пример: 22232 имеет размеры 160×290×80 мм; 23232 — 160×290×104 мм, то есть ширина больше на 30%.
Группа C3 — стандартное исполнение для большинства дробильных применений в обычных условиях эксплуатации: при дроблении материалов средней прочности (известняк, доломит, песчаник), при умеренной нагрузке и температуре. Группа C4 выбирается при работе в тяжёлых условиях: дробление особо прочных пород (гранит, кварцит, прочные руды), монтаж на конической втулке с большим натягом, повышенная температура подшипникового узла или окружающей среды, дробилки с большой производительностью и постоянной интенсивной работой. C4 имеет радиальный зазор примерно на две трети больше, чем CN, что обеспечивает запас на температурное сужение зазора при работе.
Можно, но это приведёт к снижению ресурса узла при ударной работе. Латунный массивный сепаратор (обозначение MB у SKF и FAG, EM у NTN-SNR) имеет значительно большую механическую прочность и устойчивость к резонансным колебаниям, чем стальной штампованный (обозначение CC у SKF, EA у FAG/NTN). При ударном характере работы дробилки и пиковых нагрузках стальной сепаратор может получить деформацию и привести к преждевременному отказу подшипника. Для эксцентриковых валов щёковых и конусных дробилок рекомендуется применять подшипники с латунным массивным сепаратором, тем более что их выпускают именно для тяжёлых применений.
Подшипник с коническим посадочным отверстием имеет внутреннюю поверхность внутреннего кольца с уклоном (обычно 1:12, для отдельных серий 1:30). Такой подшипник устанавливается на коническую стяжную или закрепительную втулку, навинчиваемую на гладкую цилиндрическую шейку вала. При продвижении подшипника по конусу его внутреннее кольцо расширяется, что регулирует величину натяга и одновременно уменьшает начальный радиальный зазор. Применяется на крупных подшипниках, где требуется точное регулирование натяга и облегчённый монтаж/демонтаж. Обозначается суффиксом «K» (например, 22232 K). Стяжная втулка имеет суффикс «H» (для маленьких) или «AH» (для крупных).
Назначенный ресурс подшипников эксцентрикового вала зависит от модели дробилки, режима работы, характеристик дробимого материала и регламента обслуживания. На среднеразмерных дробилках при правильной эксплуатации и регулярной смазке подшипники работают тысячи часов, обычно соответствующие нескольким годам эксплуатации. Замена выполняется при достижении любого из критериев: контактная усталость с выкрашиванием дорожек, абразивный износ с превышением допустимого радиального зазора, разрушение сепаратора, повышенная вибрация или нагрев свыше допустимых значений. Регламентная замена при плановом капитальном ремонте — общепринятая практика, даже если визуально подшипник в удовлетворительном состоянии, поскольку оценить остаточный ресурс точно невозможно.
Нет, промывать новый подшипник растворителями не рекомендуется и часто прямо запрещается производителем. Заводская консервационная смазка совместима со штатной рабочей смазкой и обеспечивает первоначальный смазочный слой при пуске. Промывка растворителями (керосин, бензин, уайт-спирит) удаляет эту смазку и оставляет полностью сухие поверхности, что в первые минуты работы приведёт к недостаточному смазочному слою и микро-сварным контактам. Если подшипник попал в условия загрязнения до монтажа — допускается только лёгкое протирание чистой безворсовой ветошью с последующей полной заправкой штатной смазкой через специально предусмотренные тавотницы или каналы.
Это соответствие международного и отечественного обозначений одного и того же по габаритам подшипника. По международной системе ISO/DIN обозначение 22232 расшифровывается так: первые две цифры «22» обозначают серию и тип подшипника (двухрядный сферический роликовый, серия диаметров 2, серия ширин 2), а последние две цифры «32» — кодовое обозначение диаметра отверстия: 32 × 5 = 160 мм. По отечественной системе условных обозначений (ГОСТ 3189-2024, ранее ГОСТ 3189-89) этому же подшипнику соответствует номер 3532, где «3» — тип (роликовый сферический двухрядный), «5» — серия диаметров (тяжёлая), «32» — диаметр отверстия 160 мм. Подшипники с одинаковыми основными размерами выпускаются и по российским стандартам, и по международной системе, и являются взаимозаменяемыми при условии совпадения посадочных размеров, допусков, группы зазора и типа сепаратора. Для серий 23130 и 23232 отечественные обозначения отличаются — соответственно 3003730 и 3053232 (с префиксами, обозначающими расширенную серию ширин).
По технической документации производителей дробилок КСД и КМД серий 1750 и 2200 предельно допустимое напряжение на сжатие дробимого материала — не более 300 МПа (3000 кг/см²). Это покрывает практически все нерудные ископаемые, включая гранит, базальт, кварцит, а также большинство руд. Использование дробилок КСД и КМД для дробления феррохрома и других материалов с прочностью на сжатие выше указанного значения не допускается — это приведёт к ускоренному выходу из строя подшипников эксцентрикового стакана, конических зубчатых передач и других нагруженных узлов.
Подшипниковые узлы эксцентрикового вала щёковой и конусной дробилок — это критически важные элементы, определяющие межремонтный ресурс машины и надёжность всего технологического процесса. Применение двухрядных сферических роликоподшипников тяжёлых серий 222xx, 230xx, 231xx и 232xx с массивным латунным сепаратором (исполнение MB, EM), коническим отверстием на стяжной или закрепительной втулке (суффикс K) и увеличенной группой радиального зазора C3 или C4 по ГОСТ 24810-2013 — стандартное техническое решение для дробильного оборудования. Соблюдение методики контроля начального и остаточного радиальных зазоров, правильный монтаж с нагревом, корректное обслуживание смазочного контура и регулярная диагностика по ISO 15243:2017 — основа долговечной работы дробилки. При замене подшипника подбор выполняется строго по чертежу узла и сервисному регламенту производителя дробилки.