Скидка на подшипники из наличия!
Уже доступен
Подшипники выносных опор (аутригеров) автобетононасосов представляют собой критически важные элементы конструкции, обеспечивающие надежность и безопасность работы техники. Аутригеры служат для стабилизации автобетононасоса на неровных поверхностях и принимают на себя значительные нагрузки, возникающие при работе распределительной стрелы с бетонной смесью.
Система выносных опор типичного автобетононасоса состоит из четырех гидравлических стоек, которые размещаются по углам рамы машины. Каждая выносная опора включает в себя комплекс узлов, где подшипники выполняют функцию обеспечения подвижности и восприятия нагрузок.
В конструкции выносных опор автобетононасосов используются подшипниковые узлы в следующих ключевых точках:
Шарниры крепления балок выносных опор к раме обеспечивают возможность складывания и раскладывания аутригеров. В этих узлах применяются радиальные сферические подшипники скольжения, которые компенсируют угловые перекосы и воспринимают комбинированные нагрузки.
Соединения гидроцилиндров выдвижения требуют применения шарнирных подшипников, позволяющих гидроцилиндрам изменять угол установки при выдвижении балок опор. Типовые гидроцилиндры выдвижения имеют диаметр поршня 63 мм и диаметр штока 40-50 мм, с ходом до 1680-1900 мм в зависимости от размера опорного контура.
Шарниры гидроцилиндров вывешивания испытывают наибольшие нагрузки при работе автобетононасоса. Эти вертикально расположенные гидроцилиндры оснащаются сферическими опорными подшипниками на концах штоков. Диаметр поршня вертикальных гидроцилиндров составляет 100-125 мм, диаметр штока 80-100 мм, при ходе 500-900 мм.
В конструкции выносных опор автобетононасосов применяются различные типы подшипников, выбор которых определяется характером нагрузок, условиями работы и конструктивными особенностями узла.
Подшипники систем аутригеров подразделяются на две основные группы в зависимости от режима эксплуатации:
Подшипники для подвижных соединений работают при взаимном перемещении колец относительно друг друга. В аутригерах они устанавливаются в шарнирах гидроцилиндров, где происходят возвратно-поступательные движения с относительно невысокой скоростью скольжения. Эти подшипники должны выдерживать знакопеременные нагрузки при циклах выдвижения и втягивания опор.
Подшипники для неподвижных соединений предназначены для компенсации несоосности вала и корпуса. В выносных опорах они применяются в точках крепления балок к раме, где подшипники работают при периодических единичных сдвигах одного кольца относительно другого, главным образом компенсируя деформации конструкции под нагрузкой.
Сферические подшипники скольжения являются основным типом подшипников, применяемых в конструкции аутригеров автобетононасосов. Их отличительная особенность заключается в сферической форме поверхностей скольжения внутреннего и наружного колец, что обеспечивает самоустановку и компенсацию угловых отклонений.
Сферический подшипник скольжения состоит из внутреннего кольца со сферической наружной поверхностью, которое размещается во внешнем кольце с соответствующей сферической внутренней поверхностью. Такая конструкция позволяет внутреннему кольцу поворачиваться относительно наружного в пределах допустимого угла.
Обозначение: ШСП 40К (аналог GE 40 ES)
Номинальный диаметр отверстия d: 40 мм
Наружный диаметр D: 62 мм
Ширина внутреннего кольца B: 28 мм
Ширина наружного кольца C: 18 мм
Допустимый угол поворота: до 16 градусов
Пара трения: сталь/сталь
В зависимости от условий эксплуатации применяются различные комбинации материалов для поверхностей скольжения:
Подшипники сталь/сталь изготавливаются из высококачественных подшипниковых сталей ШХ15, ШХ15СГ или нержавеющей стали 95Х18Ш. Они предназначены для восприятия тяжелых ударных или статических нагрузок и требуют регулярного смазывания. Рабочая температура до 120 градусов Цельсия.
Подшипники с антифрикционными вкладышами используют внутренние кольца из композиционных материалов. Покрытие на основе металлофторопласта, органоволокнита или композиции полиамида с фторопластом обеспечивает снижение коэффициента трения и возможность работы с ограниченной смазкой.
Применение сферических подшипников скольжения в системах выносных опор обусловлено рядом технических преимуществ:
Способность компенсировать несоосность и угловые перекосы до 20 градусов критически важна для аутригеров, так как при установке автобетононасоса на неровной поверхности возникают значительные угловые отклонения осей шарниров. Сферическая конструкция позволяет подшипнику самоустанавливаться, обеспечивая равномерное распределение нагрузки.
Высокая несущая способность достигается за счет большой площади сферической поверхности контакта. Это особенно важно для опорных подшипников вертикальных гидроцилиндров вывешивания, которые воспринимают вертикальные реакции опор, достигающие 180-200 кН на каждый гидроцилиндр для автобетононасосов с длиной стрелы 47 метров.
Устойчивость к ударным нагрузкам обеспечивается прочностью стальных колец. При работе автобетононасоса, особенно при подаче бетона с производительностью до 80-160 кубических метров в час, возникают динамические нагрузки от пульсаций насоса и перемещений стрелы, которые передаются через аутригеры на подшипники.
Правильный выбор подшипников для аутригеров требует точного определения действующих нагрузок. Расчет выполняется на основе анализа реакций выносных опор с учетом веса автобетононасоса, распределительной стрелы и подаваемого бетона.
Реакции выносных опор определяются из условия статического равновесия автобетононасоса. При этом учитываются следующие нагружающие факторы:
Собственный вес автобетононасоса включает массу шасси, насосной установки, приемного бункера и распределительной стрелы в сложенном состоянии. Для современных автобетононасосов на шасси КАМАЗ или аналогичных эта масса составляет 20-35 тонн в зависимости от длины стрелы.
Вес распределительной стрелы с бетоном создает изгибающий момент относительно поворотной стойки. Длина стрелы автобетононасосов варьируется от 28 до 60 метров. Стрела обычно имеет 3-5 секций, в зависимости от общей длины. Масса бетона в бетоноводе может достигать нескольких тонн.
Динамические нагрузки возникают при работе насоса и перемещениях стрелы. Двухпоршневая система с гидроприводом создает пульсации давления, которые передаются через стрелу на опорную конструкцию.
Для симметрично установленного автобетононасоса с полностью выдвинутыми опорами (X-образная конфигурация) вертикальная реакция на каждую опору приближенно определяется с учетом распределения общей массы и момента от стрелы.
Расчет учитывает вес автобетононасоса, массу бетона в системе, момент от вылета стрелы и геометрию опорного контура.
Согласно ГОСТ 3635-78, приведенная радиальная нагрузка Q на подшипники, эквивалентная одновременному действию радиальной R и осевой A нагрузок, определяется по формуле:
Q = R + 6A
где:
Q — приведенная радиальная нагрузка, Н
R — радиальная нагрузка, Н
A — осевая нагрузка, Н
Для подшипников типов Ш, ШС и ШС...К при числе повторных нагружений более 5000 циклов вводится корректирующий коэффициент K для определения допускаемой нагрузки.
Автобетононасос 47 м на шасси КАМАЗ
Вертикальная реакция опоры: R = 180 кН
Диаметр штока гидроцилиндра вывешивания: 80 мм
Угол отклонения штока от вертикали: до 5 градусов
Радиальная составляющая: Rрад = 180 × sin(5 градусов) приблизительно 15,7 кН
Осевая составляющая: A = 180 × cos(5 градусов) приблизительно 179 кН
Приведенная нагрузка: Q = 15,7 + 6 × 179 = 1089,7 кН
Для внутреннего диаметра 80 мм подбирается подшипник ШСП 80К с допускаемой статической нагрузкой не менее 1100 кН с учетом коэффициента запаса прочности 1,5-2,0.
Подшипники аутригеров работают в тяжелых условиях эксплуатации, что предъявляет высокие требования к материалам изготовления и точности исполнения.
Основным материалом для изготовления колец шарнирных подшипников служит высокоуглеродистая хромистая подшипниковая сталь ШХ15 по ГОСТ 801-78. Эта сталь содержит 0,95-1,05 процента углерода и 1,30-1,65 процента хрома, что обеспечивает высокую твердость поверхностей скольжения после термической обработки (58-62 HRC) и износостойкость.
Для подшипников, работающих в условиях повышенных динамических нагрузок, применяется сталь ШХ15СГ с дополнительным легированием кремнием и марганцем, что повышает прокаливаемость и ударную вязкость.
В случаях эксплуатации в агрессивных средах или при повышенной влажности используется нержавеющая подшипниковая сталь 95Х18Ш, обеспечивающая коррозионную стойкость при сохранении необходимых механических характеристик.
Для подшипников аутригеров обычно применяется второй класс точности, который обеспечивает достаточную точность при умеренной стоимости изготовления.
Параметр шероховатости поверхностей скольжения по ГОСТ 2789-73 не должен превышать Ra 0,63 мкм для внутренней сферической поверхности наружного кольца и наружной сферической поверхности внутреннего кольца. Цилиндрические посадочные поверхности должны иметь шероховатость не более Ra 1,25 мкм.
Правильная система смазки является критическим фактором обеспечения долговечности подшипников выносных опор. Подшипники аутригеров работают в условиях низких скоростей скольжения, но при высоких контактных давлениях, что требует применения пластичных смазок с высокими противозадирными свойствами.
Для смазки подшипников аутригеров применяются литиевые и литиево-кальциевые пластичные смазки класса 2-3 по NLGI. Эти смазки обеспечивают работоспособность в диапазоне температур от минус 40 до плюс 120 градусов Цельсия, что соответствует условиям эксплуатации строительной техники.
Рекомендуемые смазки включают составы на основе литиевого мыла с противоизносными и противозадирными присадками. Базовое масло — минеральное или полусинтетическое с вязкостью ISO VG 150-220. Для условий повышенной влажности или контакта с водой применяются водостойкие смазки.
Подшипники типа ШС, ШСП, ШСЛ оснащаются смазочными отверстиями и канавками во внутреннем кольце. Подача смазки осуществляется через резьбовые масленки, установленные на штоках гидроцилиндров или корпусах шарниров. Кольцевая канавка на внутреннем кольце обеспечивает распределение смазки по сферической поверхности контакта.
Для подшипников типа ШС...К, ШСП...К с системой смазки на обоих кольцах предусматриваются два смазочных отверстия, что обеспечивает более равномерное распределение смазки и эффективное вытеснение загрязнений из зоны контакта.
Периодичность смазки зависит от интенсивности эксплуатации автобетононасоса, условий окружающей среды и типа подшипника. Для подшипников аутригеров рекомендуется следующий регламент обслуживания:
Тяжелые условия эксплуатации включают работу при температурах ниже минус 20 градусов Цельсия или выше плюс 35 градусов Цельсия, в условиях повышенной влажности или запыленности, а также при интенсивном режиме использования автобетононасоса более 8 часов в сутки.
Количество смазки при обслуживании определяется размером подшипника и конструкцией смазочного узла. Для шарнирных подшипников диаметром 40-80 мм при каждом смазывании следует подавать 5-10 кубических сантиметров пластичной смазки до появления свежей смазки из уплотнений или дренажных отверстий. Избыточная подача смазки недопустима, так как может привести к повышению температуры и повреждению уплотнений.
Регулярное техническое обслуживание подшипников аутригеров является залогом безопасной эксплуатации автобетононасоса. Отказ подшипников выносных опор может привести к потере устойчивости машины и аварийным ситуациям.
Ежедневный осмотр перед началом работы включает визуальный контроль состояния выносных опор. Оператор должен проверить отсутствие видимых повреждений, трещин, деформаций элементов аутригеров. Особое внимание следует обратить на наличие течи гидравлической жидкости из гидроцилиндров, что может указывать на повреждение уплотнений или самих цилиндров.
Еженедельное обслуживание предусматривает проверку плавности хода гидроцилиндров при выдвижении и втягивании опор. Рывки, заедания или нехарактерные звуки могут свидетельствовать о износе подшипников или загрязнении смазки. Необходимо проверить затяжку всех резьбовых соединений в шарнирах аутригеров.
Ежемесячное техническое обслуживание включает смазку подшипников согласно регламенту, очистку смазочных пресс-масленок от грязи и проверку состояния защитных чехлов штоков гидроцилиндров. Поврежденные чехлы должны быть незамедлительно заменены для предотвращения попадания абразивных загрязнений на хромированные штоки и в подшипники.
Повышенный люфт в шарнирных соединениях является основным признаком износа подшипников. Для проверки люфта необходимо при сложенных аутригерах попытаться вручную качнуть балки опор. Ощутимый свободный ход указывает на увеличение зазоров в подшипниках сверх допустимых значений.
Характерный металлический стук при выдвижении или втягивании опор свидетельствует о значительном износе. Этот стук возникает из-за соударения изношенных колец подшипника при изменении направления нагрузки.
Неравномерное выдвижение опор или перекос балок может быть вызван заеданием подшипников из-за загрязнения или недостатка смазки. В этом случае требуется разборка шарнирного узла, промывка, дефектовка подшипника и повторная сборка с закладкой свежей смазки.
Повышенная температура корпусов шарниров после работы указывает на недостаточную смазку или повреждение поверхностей скольжения подшипников. Нормальная температура не должна превышать температуру окружающей среды более чем на 30-40 градусов Цельсия.
Замена подшипников аутригеров должна выполняться квалифицированным персоналом с соблюдением требований безопасности. Перед началом работ автобетононасос должен быть установлен на ровной площадке с надежным закреплением стрелы в транспортном положении.
Демонтаж включает следующие операции: сброс давления в гидросистеме, отсоединение гидролиний от гидроцилиндров, извлечение крепежных пальцев из шарниров. Старые подшипники извлекаются с применением съемников или гидравлических прессов. При запрессовке подшипников не допускается приложение усилия через тела качения или сферические поверхности.
Перед установкой новых подшипников посадочные места должны быть тщательно очищены и проверены на отсутствие задиров, коррозии или других повреждений. Подшипники перед установкой смазываются пластичной смазкой. После сборки производится регулировка зазоров согласно технической документации и проверка работы аутригеров на холостом ходу.
Компания Иннер Инжиниринг предлагает широкий ассортимент подшипниковой продукции для строительной и специальной техники. В нашем каталоге вы найдете решения для различных узлов и механизмов, обеспечивающие надежность работы оборудования.
Для эффективной работы оборудования рекомендуем также рассмотреть:
Настоящая статья носит исключительно ознакомительный и информационный характер. Материал подготовлен на основе технической документации, стандартов и справочных источников для ознакомления специалистов с особенностями конструкции и эксплуатации подшипников аутригеров автобетононасосов.
Автор и компания Иннер Инжиниринг не несут ответственности за любые последствия, возникшие в результате использования информации, представленной в данной статье. Все работы по техническому обслуживанию, ремонту и замене подшипников должны выполняться квалифицированным персоналом с соблюдением требований технической документации производителя оборудования и действующих норм безопасности.
Перед выполнением любых работ с автобетононасосом необходимо ознакомиться с руководством по эксплуатации конкретной модели техники и соблюдать все указания производителя. Решения по выбору подшипников, смазочных материалов и периодичности обслуживания должны приниматься на основании технической документации и с учетом реальных условий эксплуатации.
ГОСТ 3635-78 Подшипники шарнирные. Технические условия. Государственный стандарт СССР.
ГОСТ 34869-2022 Подшипники шарнирные. Метод расчета статической и динамической грузоподъемностей. Межгосударственный стандарт.
ГОСТ 801-78 Сталь подшипниковая. Технические условия. Государственный стандарт СССР.
ГОСТ 2789-73 Шероховатость поверхности. Параметры и характеристики. Государственный стандарт СССР.
ISO 12128:2018 Plain bearings. Lubrication holes, grooves and pockets. Dimensions, types, designation and their application to bearing bushes. Международный стандарт.
Технический каталог THK. Сферические подшипники скольжения. Руководство по применению и техническому обслуживанию. Документация производителя.
Руководство по эксплуатации автобетононасосов SCHWING, PUTZMEISTER, SANY. Техническая документация производителей строительной техники.
Технический справочник по подшипникам скольжения. Чернавский С.А. Подшипники скольжения. Расчет, проектирование, смазка. Москва: Машиностроение.
Воскресенский В.А., Дьяков В.И. Расчет и проектирование опор скольжения. Москва: Машиностроение. Учебное пособие.
Вы можете задать любой вопрос на тему нашей продукции или работы нашего сайта.