Скидка на подшипники из наличия!
Уже доступен
Подшипники серий GE и GEG представляют собой радиальные сферические подшипники скольжения, предназначенные для восприятия радиальных и комбинированных нагрузок в шарнирных соединениях различных механизмов. Эти подшипники широко применяются в грузоподъемной технике, включая краны, экскаваторы, погрузчики и другое тяжелое оборудование, где требуется компенсация угловых отклонений и надежная работа при высоких нагрузках.
Основное отличие сферических подшипников скольжения от подшипников качения заключается в принципе работы: вместо тел качения используется скольжение сферических поверхностей друг относительно друга. Это обеспечивает высокую стойкость к ударным нагрузкам, способность работать при низких скоростях и возможность компенсировать несоосность до нескольких градусов.
Сферический подшипник скольжения состоит из следующих основных элементов:
Внутреннее кольцо - имеет сферическую выпуклую наружную поверхность. Изготавливается из высокоуглеродистой хромистой подшипниковой стали ШХ15 или аналогичных марок с твердостью 60-64 HRC после термической обработки. Внутренний диаметр кольца выполняется с высокой точностью для посадки на вал или ось.
Наружное кольцо - обладает сферической вогнутой внутренней поверхностью, соответствующей геометрии внутреннего кольца. У подшипников серии GEG наружное кольцо имеет увеличенную ширину по сравнению со стандартной серией GE, что обеспечивает повышенную грузоподъемность. Наружная цилиндрическая поверхность предназначена для установки в корпус.
Прорезь в наружном кольце - обеспечивает возможность монтажа подшипника и компенсацию температурных деформаций. Прорезь располагается вдоль образующей наружного кольца и не влияет на работоспособность узла при правильной установке.
Система обозначений подшипников GE и GEG включает информацию о серии, размере и конструктивных особенностях:
GE - серия радиальных сферических подшипников скольжения
40 - внутренний диаметр подшипника в миллиметрах
ES - наличие смазочных отверстий и канавок во внутреннем и наружном кольцах
GEG - серия с увеличенной шириной (расширенное внутреннее кольцо)
63 - внутренний диаметр подшипника в миллиметрах
ES - наличие системы смазки
Подшипники с парой трения сталь-сталь изготавливаются из подшипниковой стали ШХ15 или аналогичных марок. Оба кольца проходят термическую обработку с последующим фосфатированием, а поверхности скольжения обрабатываются дисульфидом молибдена (MoS2) в качестве начальной смазки.
Подшипники со смазочными отверстиями и канавками обозначаются индексом ES. Они имеют кольцевую канавку и два смазочных отверстия во внутреннем кольце, а также соответствующие отверстия в наружном кольце для подвода пластичной смазки к зоне трения. Рекомендуется использование литиевых смазок с дисульфидом молибдена или графитом.
Самосмазывающиеся подшипники имеют вкладыш из композиционного материала на основе политетрафторэтилена (PTFE), расположенный между внутренним и наружным кольцами. Такая конструкция обеспечивает работу без регулярной смазки в течение всего срока службы.
В грузоподъемных кранах подшипники GE и GEG применяются в следующих критических узлах:
Шарниры крепления стрелы - обеспечивают подъем и опускание стрелы относительно поворотной платформы. В этих узлах подшипники воспринимают значительные радиальные нагрузки от веса стрелы и груза, а также динамические нагрузки при работе механизмов. Угол поворота стрелы может достигать 80-85 градусов, что требует высокой точности геометрии сферических поверхностей.
Гидроцилиндры подъема стрелы - в местах крепления штоков гидроцилиндров к стреле и к раме крана используются подшипники среднего и большого диаметра (40-160 мм). Эти узлы работают в режиме качания с небольшим углом поворота, но с высокими нагрузками.
Телескопические секции стрелы - в шарнирах крепления телескопических секций применяются подшипники малого и среднего диаметра (20-80 мм). Важной особенностью является необходимость компенсации прогибов стрелы под нагрузкой.
Балансир подвески ходовой части - для кранов на гусеничном ходу подшипники устанавливаются в узлах балансирной подвески, где они компенсируют неровности грунта и обеспечивают равномерное распределение нагрузки на опорные катки.
Нагрузки: радиальные от 5 до 500 кН, комбинированные нагрузки с осевой составляющей до 30%
Скорость скольжения: 0,01-0,5 м/с при качательных движениях
Угол перекоса: до 3-5 градусов в зависимости от серии
Температура: от -40 градусов C до +120 градусов C (кратковременно до +150 градусов C)
Среда: повышенная запыленность, влажность, возможны ударные нагрузки
Основной отечественный стандарт, регламентирующий технические условия на шарнирные подшипники. Стандарт распространяется на разъемные шарнирные подшипники, предназначенные для восприятия радиальных и комбинированных нагрузок в подвижных и неподвижных соединениях. Стандарт действующий, ограничение срока действия снято протоколом Межгосударственного Совета по стандартизации, метрологии и сертификации. Стандарт гармонизирован с международными стандартами ISO 6124-1, ISO 6124-3 и ISO 6125.
Согласно ГОСТ 3635-78, подшипники классифицируются по следующим признакам: типу соединения (подвижное или неподвижное), конструкции наружного кольца (неразъемное, с одной или двумя прорезями), наличию системы смазки. Стандарт устанавливает требования к материалам, термической обработке, шероховатости поверхностей и методам контроля качества. При твердости колец 59-65 HRC постоянно действующая температура не должна превышать 120 градусов C, допускается кратковременная работа подшипников при температуре 150 градусов C.
Стандарт введен в действие с 1 ноября 2022 года и устанавливает методы расчета статической и динамической грузоподъемности шарнирных подшипников. Является модифицированной версией международного стандарта ISO 20015:2017 и используется для проектных расчетов подшипниковых узлов.
Международный стандарт, определяющий размерные ряды, допуски и радиальные внутренние зазоры для радиальных сферических подшипников скольжения. Стандарт применяется для подшипников серий E, G, C, K, H и других размерных рядов.
Стандарт ISO 12240-1:1998 устанавливает допуски на размеры колец, требования к углам наклона (угол, на который оси внутреннего и наружного колец могут быть наклонены относительно друг друга без уменьшения площади контакта). Типовые значения углов наклона составляют 3-5 градусов для основных серий.
Подбор подшипников GE или GEG для шарнирных соединений кранов осуществляется на основе следующих параметров:
Диаметр вала (d) - определяется конструкцией узла. Для крановых механизмов типичные диаметры составляют 40-160 мм. Посадка внутреннего кольца на вал осуществляется по переходной или натяжной посадке для обеспечения надежной фиксации.
Расчетная нагрузка - определяется на основе анализа действующих сил в шарнирном соединении. Необходимо учитывать динамический коэффициент для ударных нагрузок (обычно 1,5-2,5 для кранов).
P = X * Fr + Y * Fa
где:
P - эквивалентная динамическая нагрузка, кН
Fr - радиальная нагрузка, кН
Fa - осевая нагрузка, кН
X, Y - коэффициенты радиальной и осевой нагрузки (обычно X = 1, Y = 0,3-0,5 для сферических подшипников)
P0 = X0 * Fr + Y0 * Fa (должно быть меньше или равно) C0
P0 - эквивалентная статическая нагрузка, кН
C0 - статическая грузоподъемность подшипника, кН
X0, Y0 - коэффициенты для статической нагрузки (обычно X0 = 1, Y0 = 0,5)
Выбор между стандартной серией GE и широкой серией GEG определяется следующими факторами:
- Действующие нагрузки превышают грузоподъемность серии GE более чем на 20%
- Имеются значительные ударные или вибрационные нагрузки
- Требуется увеличенный ресурс работы узла
- Достаточное осевое пространство для установки более широкого подшипника
- Узел работает в тяжелых условиях эксплуатации
Перед установкой подшипников необходимо выполнить следующие операции:
Проверка посадочных поверхностей - диаметр вала и отверстие корпуса должны соответствовать рекомендованным допускам. Для внутреннего кольца обычно применяется посадка k6 или m6, для наружного кольца - H7 или H8. Шероховатость посадочных поверхностей должна быть Ra 1,6-3,2 мкм.
Очистка деталей - все поверхности должны быть тщательно очищены от консервационной смазки, загрязнений и заусенцев. Особое внимание следует уделить отсутствию твердых частиц, которые могут повредить поверхности скольжения.
Предварительная смазка - для подшипников типа ES перед установкой рекомендуется заполнить смазочные канавки пластичной смазкой. Для самосмазывающихся подшипников дополнительная смазка не требуется.
1. Установить внутреннее кольцо на вал с рекомендованным натягом
2. Нагреть наружное кольцо до температуры 80-100 градусов C для облегчения установки
3. Установить наружное кольцо на внутреннее, ориентируя прорезь согласно рекомендациям производителя
4. Запрессовать наружное кольцо в корпус, обеспечив равномерное распределение нагрузки
5. Проверить возможность поворота внутреннего кольца без заеданий
6. Подвести смазку через штуцер (для типа ES)
Для подшипников типа ES с системой смазки необходимо проводить регулярное техническое обслуживание:
Периодичность смазки - определяется условиями эксплуатации и интенсивностью работы. Для кранов обычно рекомендуется смазка каждые 100-200 часов работы или при техническом обслуживании. В условиях повышенной запыленности или влажности периодичность сокращается до 50-100 часов.
Тип смазки - рекомендуются литиевые пластичные смазки класса вязкости NLGI 2 с противозадирными присадками. Для тяжелых условий применяются смазки с дисульфидом молибдена или графитом. Рабочий диапазон температур смазки должен соответствовать условиям эксплуатации.
Контроль состояния - регулярно проверять отсутствие люфтов, заеданий при повороте, наличие коррозии или механических повреждений. При появлении шума, вибрации или затрудненного движения необходима диагностика узла.
Основное отличие заключается в увеличенной ширине внутреннего кольца у серии GEG. Это обеспечивает большую площадь контакта сферических поверхностей и, соответственно, более высокую грузоподъемность. Серия GEG рекомендуется для применения в узлах с высокими нагрузками, ударными воздействиями или когда требуется увеличенный ресурс работы. Например, для гидроцилиндра подъема стрелы башенного крана массой 50 тонн целесообразно применять GEG, тогда как для шарнира малонагруженной опоры достаточно стандартной серии GE.
Самосмазывающиеся подшипники с PTFE-вкладышами следует применять в следующих случаях: затрудненный доступ для регулярного обслуживания, работа в условиях загрязнения (пыль, абразивные частицы), контакт с водой или химически агрессивными средами, требование минимального обслуживания в течение всего срока службы, работа при низких скоростях скольжения. Однако следует учитывать, что динамическая грузоподъемность PTFE-подшипников ниже на 15-25% по сравнению с парой сталь-сталь, и они имеют более высокую стоимость. Для тяжелонагруженных узлов с ударными нагрузками предпочтительнее использовать смазываемые подшипники типа ES.
Для крановых механизмов рекомендуется применение литиевых пластичных смазок класса вязкости NLGI 2 с противозадирными присадками. Хорошо зарекомендовали себя смазки с добавлением дисульфида молибдена или графита, обеспечивающие работу при высоких контактных давлениях. Смазка должна иметь высокую адгезию, стойкость к вымыванию водой и рабочий диапазон температур от -30 градусов C до +120 градусов C. Периодичность смазки составляет 100-200 часов работы в нормальных условиях и 50-100 часов при повышенной запыленности или влажности. При смазке необходимо удалять старую смазку и подавать свежую до появления из уплотнений.
Прорезь наружного кольца подшипника должна располагаться в зоне минимальных нагрузок. Для шарнира крепления стрелы крана, где основная нагрузка направлена вертикально вниз, прорезь рекомендуется ориентировать либо вертикально вниз (под углом 0-30 градусов от вертикали), либо в сторону, противоположную основной нагрузке. Неправильная ориентация прорези может привести к раскрытию наружного кольца под нагрузкой, увеличению зазоров и преждевременному выходу подшипника из строя. При проектировании узла следует предусмотреть конструктивные элементы, фиксирующие положение наружного кольца и предотвращающие его проворачивание в корпусе.
Да, подшипники серий GE и GEG могут работать при отрицательных температурах до -40 градусов C. Однако при эксплуатации в условиях низких температур необходимо использовать смазки с соответствующим температурным диапазоном. Для подшипников со смазкой рекомендуется применение морозостойких литиевых смазок с синтетическими базовыми маслами. Самосмазывающиеся подшипники с PTFE-вкладышами имеют преимущество при работе на морозе, так как свойства PTFE мало зависят от температуры в диапазоне от -200 до +260 градусов C. Следует учитывать, что при низких температурах возрастает вязкость смазки и коэффициент трения, что может потребовать увеличения мощности приводов.
Расчет срока службы сферических подшипников скольжения отличается от расчета для подшипников качения. Для подшипников со смазкой основным фактором является износ сферических поверхностей, который зависит от нагрузки, скорости скольжения, качества смазки и условий эксплуатации. Типовой ресурс составляет 2000-5000 часов работы для пары сталь-сталь и 5000-10000 часов для PTFE-подшипников при правильном обслуживании. Для точного расчета необходимо учитывать фактический режим работы механизма, определить эквивалентную нагрузку с учетом динамических коэффициентов и использовать методики, приведенные в технической документации производителя или в стандартах ISO 12240-1:1998.
Появление люфта в сферическом подшипнике скольжения свидетельствует об износе поверхностей скольжения и требует замены подшипника. В отличие от подшипников качения, для сферических подшипников скольжения не предусмотрена регулировка зазоров. Попытки компенсировать износ путем установки дополнительных прокладок или затяжки узла приводят к дальнейшему повреждению и могут вызвать аварию. При обнаружении люфта необходимо: остановить работу механизма, произвести осмотр подшипника и сопряженных деталей, определить причину преждевременного износа (недостаток смазки, перегрузка, загрязнение), заменить подшипник на новый, устранить причину износа для обеспечения нормального ресурса нового подшипника.
Выбор посадки внутреннего кольца подшипника на вал определяется характером нагрузки и условиями эксплуатации. Для крановых механизмов, где подшипник воспринимает высокие радиальные нагрузки и возможны ударные воздействия, рекомендуется использовать переходные или легкие натяжные посадки типа k6 или m6. Это обеспечивает надежную фиксацию внутреннего кольца и предотвращает его проворачивание на валу. Слишком большой натяг может затруднить монтаж и вызвать деформацию кольца. Наружное кольцо обычно устанавливается в корпус с посадкой H7 или H8, что обеспечивает возможность небольших осевых перемещений для компенсации температурных деформаций. Окончательный выбор посадок следует производить согласно рекомендациям производителя подшипников.
Для эффективной работы оборудования рекомендуем также рассмотреть:
Настоящая статья носит исключительно информационный и ознакомительный характер. Представленная информация не является руководством к действию и не может заменить техническую документацию производителя оборудования, проектную документацию или консультации квалифицированных специалистов.
Все расчеты, подбор оборудования и проектирование узлов должны выполняться квалифицированными инженерами с учетом конкретных условий эксплуатации, действующих норм и стандартов. Автор не несет ответственности за любые последствия, возникшие в результате использования информации из данной статьи.
Перед применением подшипников в критически важных узлах необходимо получить техническую документацию производителя, выполнить полный расчет узла, провести испытания и получить заключение специализированной организации. Монтаж и эксплуатация должны осуществляться в строгом соответствии с требованиями производителя и действующими нормативными документами.
Нормативные документы:
ГОСТ 3635-78 «Подшипники шарнирные. Технические условия» - действующий стандарт
ГОСТ 34869-2022 «Подшипники шарнирные. Метод расчета статической и динамической грузоподъемности» - введен в действие с 1 ноября 2022 года
ISO 12240-1:1998 «Spherical plain bearings - Part 1: Radial spherical plain bearings»
ISO 20015:2017 «Spherical plain bearings - Method for the calculation of static and dynamic load ratings»
ГОСТ 801-78 «Сталь подшипниковая. Технические условия»
Техническая документация:
SKF Group - Каталоги и технические руководства по сферическим подшипникам скольжения
FLURO-Gelenklager GmbH - Техническая документация по сферическим подшипникам скольжения
RBC Bearings - Справочники по самосмазывающимся подшипникам
Schaeffler Group (INA/FAG) - Каталоги подшипников скольжения
Справочная литература:
Решетов Д.Н. «Детали машин» - учебник для машиностроительных специальностей вузов
Проников А.С. «Надежность машин» - учебное пособие
Анурьев В.И. «Справочник конструктора-машиностроителя» - технический справочник
Вы можете задать любой вопрос на тему нашей продукции или работы нашего сайта.