Содержание
- Введение
- Конструкция распределительной стрелы автобетононасоса
- Сферические подшипники скольжения серии GE-ES
- Технические характеристики подшипников GE50ES и GE60ES
- Ведущие производители
- Система смазки шарнирных соединений
- Смазка Mobilgrease XHP 222
- Периодичность технического обслуживания
- Особенности монтажа и эксплуатации
- Часто задаваемые вопросы
Введение
Автобетононасосы представляют собой высокотехнологичное оборудование для транспортировки и подачи бетонной смеси на строительные объекты. Ключевым элементом конструкции автобетононасоса является распределительная стрела, состоящая из нескольких шарнирно-сочлененных секций. Надежность работы шарнирных соединений напрямую зависит от качества применяемых подшипников скольжения и системы их смазки.
Сферические подшипники скольжения серии GE-ES производства SKF и INA являются оптимальным решением для шарнирных узлов распределительных стрел. Эти подшипники обеспечивают высокую несущую способность, компенсацию угловых перекосов и способность работать в условиях ударных нагрузок, характерных для строительной техники.
Конструкция распределительной стрелы автобетононасоса
Основные элементы стрелы
Распределительная стрела автобетононасоса предназначена для подачи бетонной смеси к месту укладки при выполнении строительных работ на высоте. Стрела состоит из нескольких шарнирно-сочлененных секций, изготовленных из легированной высокопрочной стали. Типичная конструкция включает от трех до шести секций, соединенных между собой посредством гидроцилиндров.
Корневая секция стрелы шарнирно устанавливается на стойке поворотного устройства, закрепленного на раме автобетононасоса. Каждая последующая секция соединяется с предыдущей через шарнирный узел, обеспечивающий возможность складывания и раскладывания стрелы. Подача бетона осуществляется в радиусе 360 градусов от базовой машины.
Типы компоновки секций
| Тип компоновки | Характеристика | Преимущества | Область применения |
|---|---|---|---|
| R-образная | Секции складываются последовательно по спирали | Компактность в сложенном виде, простота конструкции | Работа в ограниченных пространствах |
| Z-образная | Секции складываются в противоположных направлениях | Быстрое развертывание, меньшие габариты | Стесненные условия, высокая мобильность |
| RZ-образная | Комбинированная схема | Универсальность, сочетание преимуществ обоих типов | Широкий спектр строительных работ |
Шарнирные соединения секций
Шарнирные соединения секций стрелы представляют собой критически важные узлы, подверженные значительным нагрузкам. В процессе работы автобетононасоса шарниры испытывают комбинированные нагрузки: радиальные, осевые и угловые моменты. Дополнительно на подшипники воздействуют динамические и ударные нагрузки, возникающие при перекачивании бетонной смеси и маневрировании стрелы.
Каждый шарнирный узел включает пару сферических подшипников скольжения, обеспечивающих вращательное движение секций относительно друг друга. Типичные углы поворота в шарнирах составляют от 90 до 180 градусов в зависимости от конструкции стрелы и положения секции.
Сферические подшипники скольжения серии GE-ES
Конструктивные особенности
Сферические подшипники скольжения серии GE-ES представляют собой двухкомпонентные радиальные подшипники, состоящие из внутреннего и наружного кольца. Внутреннее кольцо имеет выпуклую сферическую наружную поверхность, а наружное кольцо — вогнутую внутреннюю поверхность. Такая геометрия обеспечивает способность подшипника компенсировать угловые перекосы и несоосность валов.
Подшипники серии GE-ES относятся к категории обслуживаемых подшипников с парой трения сталь/сталь. Обе поверхности скольжения подвергаются термической обработке для обеспечения высокой твердости и износостойкости. Внутреннее и наружное кольца имеют кольцевую канавку и смазочные отверстия для регулярного пополнения смазки.
Модификации с уплотнениями
Для защиты от загрязнений и потери смазки выпускаются модификации подшипников с уплотнениями. Обозначение 2RS указывает на наличие контактных манжетных уплотнений из каучука с обеих сторон подшипника. Такие уплотнения эффективно предотвращают проникновение пыли, грязи и влаги в рабочую зону подшипника, одновременно удерживая смазку внутри.
Модификация GE-ES-2RS рекомендуется для применения в условиях повышенной загрязненности окружающей среды, характерной для строительных площадок. Уплотнения позволяют увеличить интервалы между смазкой и продлить срок службы подшипника.
Технические характеристики подшипников GE50ES и GE60ES
Основные размеры и грузоподъемность
| Обозначение | d, мм | D, мм | B, мм | C, мм | C дин, кН | C стат, кН | Масса, кг |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| GE50ES | 50 | 75 | 35 | 28 | 156 | 780 | 0,54 |
| GE50ES-2RS | 50 | 75 | 35 | 28 | 156 | 780 | 0,56 |
| GE60ES | 60 | 90 | 44 | 36 | 245 | 1220 | 1,03 |
| GE60ES-2RS | 60 | 90 | 44 | 36 | 245 | 1220 | 1,10 |
Обозначения: d — внутренний диаметр, D — наружный диаметр, B — ширина подшипника, C — ширина наружного кольца, C дин — динамическая грузоподъемность, C стат — статическая грузоподъемность.
Эксплуатационные параметры
| Параметр | Значение | Примечание |
|---|---|---|
| Максимальный угол наклона | 6 градусов | Компенсация несоосности |
| Рабочая температура (без уплотнений) | от -50°C до +200°C | Для модификаций ES |
| Рабочая температура (с уплотнениями) | от -30°C до +130°C | Для модификаций ES-2RS |
| Радиальный зазор | CN (нормальный) | Стандартное исполнение |
| Материал колец | Закаленная сталь | Поверхности скольжения |
Пример расчета нагрузки на подшипник
Для шарнира средней секции стрелы длиной 12 метров при максимальном вылете:
Исходные данные:
Масса секции со смесью: 1200 кг
Расстояние до центра тяжести: 6 м
Коэффициент динамичности: 1,5
Радиальная нагрузка:
Fr = 1200 х 9,81 х 1,5 = 17658 Н (примерно 17,7 кН)
Данная нагрузка составляет менее 12% от статической грузоподъемности подшипника GE50ES (780 кН), что обеспечивает значительный запас прочности.
Ведущие производители
SKF (Швеция)
Компания SKF является крупнейшим мировым производителем подшипников с историей, начинающейся с 1907 года. Сферические подшипники скольжения SKF серии GE-ES производятся на европейских заводах компании с применением передовых технологий термической обработки и контроля качества. Подшипники SKF отличаются стабильностью характеристик и высокой надежностью в эксплуатации.
Продукция SKF проходит многоступенчатый контроль качества, включающий проверку геометрических параметров, твердости поверхностей скольжения и функциональные испытания. Компания предоставляет полную техническую документацию и рекомендации по применению подшипников в различных условиях эксплуатации.
INA (Schaeffler Group, Германия)
Компания INA, входящая в концерн Schaeffler Group, является признанным лидером в производстве подшипников специального назначения. После объединения с FAG в 2001 году, Schaeffler Group стала второй в мире компанией по объемам производства подшипников. INA располагает 75 заводами и 20 научно-исследовательскими центрами в различных странах.
Подшипники INA серии GE производятся в Германии с соблюдением строгих стандартов качества. Компания имеет сертификаты соответствия от ведущих производителей строительной техники и автомобильной промышленности, включая сертификат Toyota, подтверждающий высокое качество продукции.
Система смазки шарнирных соединений
Назначение и принцип работы
Смазка шарнирных подшипников выполняет несколько критически важных функций. Основная задача — снижение коэффициента трения между поверхностями скольжения внутреннего и наружного колец подшипника. Смазка создает тонкую защитную пленку, предотвращающую непосредственный контакт металлических поверхностей и уменьшающую износ.
Дополнительно смазка обеспечивает отвод тепла от зоны трения, защиту от коррозии при воздействии влаги и агрессивных сред, а также уплотнение зазоров для предотвращения проникновения загрязнений. В условиях строительной площадки, где присутствуют пыль, цементная пыль и влага, качественная смазка является необходимым условием долговечности подшипников.
Централизованная система смазки
Современные автобетононасосы оснащаются централизованными системами смазки, обеспечивающими автоматическую подачу смазки ко всем точкам смазки, включая шарнирные подшипники стрелы. Система включает резервуар со смазкой, насос с электрическим или пневматическим приводом, распределители и трубопроводы к точкам смазки.
Централизованная смазка позволяет обеспечить равномерное распределение смазки по всем подшипникам, исключить пропуск точек смазки при ручном обслуживании и контролировать расход смазочного материала. Типичная система включает от 20 до 50 точек смазки на автобетононасосе.
Типичная схема смазки шарнира
Каждый шарнирный узел стрелы оборудуется штуцером для подачи смазки через централизованную систему или ручным шприцем. Смазка подается через смазочное отверстие во внутреннем кольце подшипника, распределяется по кольцевой канавке и проникает в зону скольжения между кольцами.
При каждом цикле смазки в подшипник подается определенное количество свежей смазки, которая вытесняет отработанную смазку через зазоры. Избыток смазки выдавливается наружу, унося с собой загрязнения и продукты износа.
Смазка Mobilgrease XHP 222
Состав и свойства
Mobilgrease XHP 222 представляет собой высококачественную пластичную смазку на основе литиевого комплекса, разработанную корпорацией Mobil по запатентованной технологии. Базовое масло — высокоочищенное парафиновое масло вязкостью ISO VG 220. Литиевый комплексный загуститель обеспечивает высокую температуру каплепадения и отличную структурную стабильность.
В состав смазки входят противозадирные и противоизносные присадки, антиоксиданты и ингибиторы коррозии. Отличительная особенность смазки — темно-синий цвет, позволяющий визуально контролировать нанесение и распределение смазки на деталях.
Технические характеристики
| Параметр | Значение |
|---|---|
| Класс консистенции NLGI | 2 |
| Вязкость базового масла | ISO VG 220 |
| Рабочая температура | от -20°C до +140°C |
| Максимальная температура | до +175°C |
| Температура каплепадения | выше +240°C |
| Тип загустителя | Литиевый комплекс |
| Цвет | Темно-синий |
Области применения
Mobilgrease XHP 222 является универсальной смазкой, пригодной для широкого спектра промышленного, строительного и автомобильного оборудования. Смазка рекомендована для антифрикционных подшипников качения и скольжения, работающих при средних и высоких нагрузках, шарнирных соединений, крестовин карданных валов, шаровых опор и других узлов трения.
Для шарнирных подшипников стрелы автобетононасоса Mobilgrease XHP 222 обеспечивает надежную защиту при высоких удельных нагрузках, устойчивость к вымыванию водой и атмосферными осадками, эффективную работу при повышенных температурах и увеличенные интервалы между смазкой.
Периодичность технического обслуживания
Регламент смазки подшипников
Периодичность смазки шарнирных подшипников стрелы автобетононасоса определяется условиями эксплуатации и рекомендациями производителя техники. Типовой регламент предусматривает смазку через каждые 50 моточасов работы при нормальных условиях эксплуатации. Моточас — единица измерения времени работы двигателя, эквивалентная одному часу работы при номинальной частоте вращения.
При эксплуатации в тяжелых условиях интервал смазки сокращается. К тяжелым условиям относятся повышенная запыленность, высокая влажность, экстремальные температуры, интенсивный режим работы с частым циклированием стрелы. В таких случаях интервал смазки может составлять 25-30 моточасов.
График планового технического обслуживания
| Интервал, моточасы | Виды работ | Объем смазки на точку |
|---|---|---|
| 10 | Визуальный осмотр шарниров, проверка герметичности уплотнений | - |
| 50 | Смазка всех шарнирных подшипников стрелы | 2-3 нажатия шприца |
| 100 | Смазка подшипников, проверка люфтов в шарнирах | 3-4 нажатия шприца |
| 500 | Комплексная проверка состояния подшипников, замена при необходимости | По результатам осмотра |
| 1000 | Капитальное обслуживание шарнирных узлов, дефектовка подшипников | Полная замена смазки |
Методика смазки
Смазка подшипников производится через штуцеры, установленные на шарнирных узлах. При использовании ручного шприца необходимо обеспечить чистоту штуцера и наконечника шприца для предотвращения попадания загрязнений. Смазка подается медленно до появления избытка смазки из зазоров подшипника или уплотнений.
Признаком достаточного количества поданной смазки является выдавливание старой смазки из подшипника. Не следует подавать чрезмерное количество смазки, так как это может привести к повреждению уплотнений и повышенному расходу смазочного материала. После смазки необходимо удалить излишки смазки с наружных поверхностей.
Расчет количества смазки
Для подшипника GE50ES объем полости составляет приблизительно 25-30 см³. При периодической смазке рекомендуется подавать 20-30% от объема полости, что составляет 6-9 см³ или примерно 6-9 граммов смазки Mobilgrease XHP 222 (плотность около 0,9 г/см³).
Практически это соответствует 2-3 полным ходам рычага стандартного рычажного шприца емкостью 500 мл.
Особенности монтажа и эксплуатации
Требования к установке подшипников
Монтаж сферических подшипников скольжения в шарнирные узлы стрелы должен выполняться квалифицированным персоналом с соблюдением технологии. Перед установкой необходимо проверить чистоту посадочных поверхностей на валу и в корпусе, отсутствие повреждений, заусенцев и коррозии. Посадочные поверхности рекомендуется покрыть тонким слоем смазки.
Подшипник устанавливается в корпус с натягом по наружному кольцу, обеспечивающим надежную фиксацию без проворачивания. Внутреннее кольцо устанавливается на вал также с натягом. Величина натягов определяется расчетом в зависимости от нагрузок и условий эксплуатации. Запрессовка подшипников производится с использованием оправок, передающих усилие равномерно на торец кольца.
Контроль состояния при эксплуатации
В процессе эксплуатации необходим регулярный контроль состояния шарнирных подшипников. Основные признаки износа или неисправности подшипника включают увеличенный люфт в шарнире, заедание при повороте секции, нехарактерные шумы, нагрев корпуса шарнира, утечку смазки.
При обнаружении признаков неисправности необходимо провести диагностику состояния подшипника. Увеличенный люфт свидетельствует об износе поверхностей скольжения. Заедание может быть вызвано попаданием загрязнений, коррозией или недостатком смазки. Нагрев указывает на повышенное трение вследствие недостаточной смазки или перегрузки.
Проверка люфта в шарнире
Для проверки люфта необходимо застопорить одну секцию и попытаться вручную сдвинуть смежную секцию в радиальном направлении. Допустимый люфт для новых подшипников GE50ES и GE60ES составляет 0,1-0,3 мм. Увеличение люфта более 1 мм является основанием для замены подшипника.
Хранение и обращение с подшипниками
Запасные подшипники должны храниться в оригинальной упаковке в сухом помещении при температуре от +5°C до +30°C. Упаковка защищает подшипники от загрязнений и коррозии. Новые подшипники покрыты консервационной смазкой, которую следует удалить перед установкой и заменить рабочей смазкой Mobilgrease XHP 222.
При распаковке подшипников необходимо соблюдать чистоту. Не допускается касание рабочих поверхностей руками без защитных перчаток. Поверхности скольжения не должны иметь царапин, вмятин, следов коррозии или других повреждений.
Часто задаваемые вопросы
Подшипники без уплотнений (модификация ES) могут применяться на строительных площадках, однако требуют более частого обслуживания. В условиях повышенной запыленности рекомендуется использовать модификацию с уплотнениями ES-2RS, которая обеспечивает лучшую защиту от загрязнений и сохранение смазки. Если используются подшипники без уплотнений, интервал смазки должен быть сокращен с 50 до 25-30 моточасов, также необходим регулярный осмотр и очистка от загрязнений.
Замена смазки возможна при условии совместимости характеристик. Альтернативная смазка должна иметь класс консистенции NLGI 2, литиевый или литиевый комплексный загуститель, вязкость базового масла ISO VG 150-220 и рабочий диапазон температур от -20°C до +140°C. Не рекомендуется смешивать смазки с разными типами загустителей. При переходе на другую смазку необходимо полностью удалить старую смазку из подшипника.
Срок службы подшипников зависит от условий эксплуатации и качества обслуживания. При соблюдении регламента смазки через каждые 50 моточасов, использовании качественной смазки и нормальных нагрузках, подшипники обеспечивают работоспособность от 2000 до 5000 моточасов. В тяжелых условиях эксплуатации с высокими нагрузками, запыленностью или недостаточной смазкой срок службы может сократиться до 1000-1500 моточасов. Регулярный контроль состояния и своевременная замена при появлении признаков износа позволяет избежать аварийных ситуаций.
Основные признаки необходимости замены: радиальный люфт более 1 мм, заедание или затрудненное вращение при маневрировании стрелы, нагрев корпуса шарнира выше 60-70°C при работе, постоянная утечка смазки несмотря на регулярное обслуживание, вибрации или удары в шарнирном узле. При капитальном обслуживании рекомендуется разборка шарнира и визуальный осмотр поверхностей скольжения. Наличие задиров, питтинга, следов коррозии или неравномерного износа является основанием для замены подшипника.
Вязкость ISO VG 220 обеспечивает оптимальный баланс между несущей способностью масляной пленки и прокачиваемостью смазки. Более низкая вязкость не обеспечивает достаточную толщину масляной пленки при высоких удельных нагрузках в шарнирных подшипниках, что может привести к непосредственному контакту металлических поверхностей и ускоренному износу. Более высокая вязкость затрудняет распределение смазки в подшипнике, особенно при низких температурах, и увеличивает потери на трение. Вязкость 220 сСт при 40°C является стандартной для шарнирных соединений строительной и дорожно-строительной техники.
Новые подшипники поставляются с консервационной смазкой, которая защищает от коррозии при хранении, но не предназначена для эксплуатации. Перед установкой необходимо удалить консервационную смазку с помощью обезжиривающего растворителя и заполнить подшипник рабочей смазкой Mobilgrease XHP 222. Рекомендуется нанести смазку на поверхности скольжения внутреннего и наружного колец, заполнив зазор между ними. Количество смазки должно составлять около 50-70% от объема полости подшипника. После установки в шарнирный узел подается дополнительная порция смазки через штуцер до появления избытка из зазоров.
Недостаточная смазка приводит к работе подшипника в условиях граничного или сухого трения, когда отсутствует масляная пленка между поверхностями скольжения. Это вызывает интенсивный износ рабочих поверхностей, образование задиров и схватывание металла. Коэффициент трения резко возрастает, что приводит к повышенному нагреву подшипника и окружающих деталей. Температура может достигать 150-200°C, вызывая температурные деформации и потерю твердости закаленных поверхностей. В результате происходит ускоренное разрушение подшипника, которое может привести к заклиниванию шарнира и аварийной ситуации.
Подшипники SKF и INA серии GE-ES изготавливаются по единым международным стандартам и имеют идентичные основные размеры и технические характеристики. Оба производителя применяют высококачественные стали и передовые технологии термической обработки. Различия могут заключаться в отдельных конструктивных деталях, таких как геометрия смазочных канавок, конструкция уплотнений в модификациях с индексом 2RS, допуски на размеры. В практическом применении подшипники обоих производителей являются полностью взаимозаменяемыми и обеспечивают сопоставимую надежность и долговечность. Выбор между SKF и INA часто определяется доступностью и предпочтениями конкретного потребителя.
Заключение
Сферические подшипники скольжения серии GE-ES производства SKF и INA являются надежным и проверенным решением для шарнирных соединений распределительных стрел автобетононасосов. Правильный выбор типоразмера подшипника, использование качественной смазки Mobilgrease XHP 222 и соблюдение регламента технического обслуживания с периодичностью смазки каждые 50 моточасов обеспечивают длительный срок службы и безотказную работу оборудования.
Регулярный контроль состояния подшипников, своевременное выявление и устранение неисправностей позволяют предотвратить аварийные ситуации и дорогостоящий ремонт. Соблюдение технологии монтажа и эксплуатации подшипников является необходимым условием обеспечения безопасности работ и производительности автобетононасоса.
Отказ от ответственности: Данная статья носит исключительно информационно-ознакомительный характер и не является руководством по эксплуатации или ремонту оборудования. Автор не несет ответственности за любые последствия, возникшие в результате использования информации, содержащейся в статье. Все работы по техническому обслуживанию и ремонту автобетононасосов должны выполняться квалифицированным персоналом в соответствии с инструкциями производителя оборудования и требованиями нормативной документации. Перед выполнением любых работ необходимо ознакомиться с руководством по эксплуатации конкретной модели автобетононасоса и соблюдать требования техники безопасности.
Источники
Техническая документация производителей:
- Каталог SKF "Spherical Plain Bearings" - техническая документация по сферическим подшипникам скольжения серий GE, GEH, GEM, GEZ
- Техническая документация INA (Schaeffler Group) по радиальным сферическим подшипникам скольжения
- Техническая спецификация Mobil Mobilgrease XHP 222 - характеристики и области применения смазки
Научные и технические публикации:
- Патент RU2476654C1 "Распределительная стрела автобетононасоса" - техническое описание конструкции стрелы
- Справочное пособие "Строительные машины и оборудование" (Ростов-на-Дону: Феникс, 2002) - раздел об автобетононасосах
