Таблицы размеров и характеристик корпусов подшипников

Таблицы данных по корпусам подшипников

1. Введение в корпуса подшипников

Корпуса подшипников представляют собой готовые узлы, состоящие из корпуса (чаще всего чугунного) и установленного в него шарикового подшипника. Такая конструкция значительно упрощает монтаж и обслуживание подшипниковых узлов в различных механизмах. Корпуса обеспечивают надежную фиксацию подшипника, защиту от внешних воздействий и возможность компенсации некоторых погрешностей монтажа.

Для обозначения корпусов подшипников используется буквенно-цифровая маркировка, например, UCP205, где:

• UC - указывает на категорию продукта (подшипниковый узел);
• P - обозначает тип корпуса (в данном случае - корпус на опорной пластине с отверстиями для крепления);
• 205 - указывает на размер установленного подшипника (число = диаметр вала × 5, т.е. 205 означает вал диаметром 25 мм).

Современные корпуса подшипников производятся с высокой точностью и имеют стандартизированные посадочные и присоединительные размеры, что обеспечивает их взаимозаменяемость от разных производителей. При этом существуют различия в особенностях конструкции, материалах и качестве изготовления, что отражается на эксплуатационных характеристиках.

2. Обзор основных типов корпусов подшипников

2.1. Корпуса серии UCP (подшипниковые узлы на лапах)

Корпуса UCP являются наиболее распространенным типом. Они представляют собой чугунный корпус с плоским основанием, имеющим два отверстия для крепления болтами к опорной поверхности. Такие корпуса используются, когда вал расположен параллельно монтажной поверхности. Благодаря своей универсальности, корпуса UCP применяются в множестве промышленных механизмов, включая конвейеры, сельскохозяйственную технику и вентиляционное оборудование.

2.2. Корпуса серии UCFL (фланцевые корпуса с двумя отверстиями)

Корпуса UCFL имеют фланец с двумя крепежными отверстиями для монтажа на горизонтальную поверхность. Они позволяют устанавливать подшипниковые узлы в ситуациях, когда вал проходит перпендикулярно монтажной поверхности. Такие корпуса часто используются в механизмах легкого машиностроения, транспортерах и упаковочном оборудовании.

2.3. Корпуса серии UCF (фланцевые корпуса с четырьмя отверстиями)

Корпуса UCF оснащены квадратным фланцем с четырьмя крепежными отверстиями. Они обеспечивают более надежную фиксацию на вертикальной поверхности, когда вал расположен перпендикулярно к ней. Часто применяются в вентиляционных системах, насосном оборудовании и текстильных машинах.

2.4. Корпуса серии UCFC (фланцевые корпуса с удлиненными отверстиями)

Корпуса UCFC отличаются от стандартных UCF наличием удлиненных крепежных отверстий во фланце, что позволяет регулировать положение корпуса относительно монтажной поверхности. Это особенно полезно в механизмах, требующих точной настройки или компенсации погрешностей монтажа.

2.5. Корпуса серии UCT (натяжные корпуса)

Корпуса UCT имеют специальную конструкцию для установки в механизмы натяжения цепных и ременных передач. Обладают увеличенной компенсацией несоосности и часто оснащаются усиленными уплотнениями для работы в тяжелых условиях.

2.6. Корпуса серии UCPA (с регулируемым эксцентриком)

Корпуса UCPA оснащены эксцентриковым механизмом, позволяющим регулировать положение подшипника относительно вала. Это облегчает настройку натяжения в приводах и позволяет компенсировать износ элементов передачи без необходимости перемонтажа всего узла.

2.7. Специальные корпуса для экстремальных условий

Существуют также специализированные корпуса для работы в экстремальных условиях, такие как UCTB для высокотемпературных применений, корпуса из нержавеющей стали для пищевой промышленности и агрессивных сред, а также корпуса из термопластов для химической промышленности.

3. Конструктивные особенности корпусов

3.1. Материалы изготовления

Большинство стандартных корпусов изготавливаются из серого чугуна марки GG25 (EN-GJL-250), который обеспечивает хорошую прочность, виброустойчивость и износостойкость. Для специальных применений используются:

• Нержавеющая сталь AISI 304 или AISI 316 – для пищевой, фармацевтической промышленности и агрессивных сред;
• Термопласты (полиамид, ПВХ) – для химической промышленности и легких нагрузок;
• Высокопрочный чугун с шаровидным графитом (GGG40) – для повышенных нагрузок.

Качество материала и точность изготовления корпуса напрямую влияют на долговечность подшипникового узла и точность вращения вала.

3.2. Система фиксации подшипника

Большинство корпусов используют фиксацию подшипника на валу с помощью установочных винтов. Обычно используются два установочных винта, расположенных под углом 120° друг к другу, что обеспечивает надежную фиксацию. В высоконагруженных применениях могут использоваться дополнительные элементы фиксации – стопорные кольца или эксцентриковые зажимы.

3.3. Уплотнительные системы

Современные корпуса оснащаются различными типами уплотнений для защиты подшипника от загрязнений и удержания смазки:

• Стандартные двухсторонние уплотнения – резиновые манжеты, удерживающие смазку и защищающие от пыли;
• Усиленные уплотнения (2RF) – многокромочные манжеты с металлическим каркасом для тяжелых условий;
• Лабиринтные уплотнения – для высокоскоростных применений;
• Фетровые уплотнения – для защиты от крупных частиц при невысоких скоростях;
• Высокотемпературные уплотнения – из специальных материалов для работы при температурах до +250°C.

3.4. Компенсация несоосности

Важной особенностью корпусов является возможность компенсации несоосности, которая обычно составляет ±1,5° для стандартных корпусов и до ±2,0° для специальных исполнений. Это достигается за счет сферической наружной поверхности подшипника, которая позволяет ему самоустанавливаться в корпусе.

3.5. Система смазки

Большинство корпусов оснащены пресс-масленкой для пополнения смазки без демонтажа узла. В зависимости от модели, масленка может располагаться на различных сторонах корпуса. Некоторые исполнения могут иметь дополнительные каналы для циркуляционной смазки или устройства для удаления избыточной смазки.

4. Выбор подходящего типа корпуса

4.1. Критерии выбора корпуса подшипника

При выборе корпуса подшипника следует учитывать следующие параметры:

• Нагрузка на подшипник – определяет требуемый размер и тип корпуса;
• Способ монтажа – определяет серию корпуса (UCP, UCF, UCFL и т.д.);
• Условия эксплуатации – влияют на выбор материала корпуса и типа уплотнений;
• Точность позиционирования – может потребовать специальных корпусов с возможностью регулировки;
• Температурный режим – определяет необходимость в специальных высокотемпературных исполнениях;
• Скорость вращения – влияет на выбор типа уплотнений и системы смазки;
• Требования к обслуживанию – определяют необходимость в доступе к пресс-масленке и возможность замены подшипника.

4.2. Расчет допустимой нагрузки

Допустимая радиальная нагрузка на корпус подшипника может быть рассчитана по формуле:

F_доп = F_r × k₁ × k₂ × k₃

где:

• F_доп – допустимая радиальная нагрузка, кН;
• F_r – базовая радиальная нагрузка для данного типоразмера корпуса (из таблицы 1.1), кН;
• k₁ – коэффициент, учитывающий скорость вращения (1,0 при n ≤ 500 об/мин, 0,8 при 500 < n ≤ 1000 об/мин, 0,65 при n > 1000 об/мин);
• k₂ – коэффициент, учитывающий характер нагрузки (1,0 для постоянной нагрузки, 0,8 для переменной, 0,6 для ударной);
• k₃ – коэффициент, учитывающий температуру эксплуатации (1,0 при -20...+70°C, 0,9 при +70...+100°C, 0,75 при +100...+150°C, 0,6 при +150...+250°C).

Для обеспечения надежной работы механизма следует выбирать корпус с допустимой нагрузкой, превышающей расчетную нагрузку не менее чем в 1,2-1,5 раза.

4.3. Особенности выбора размера корпуса

Размер корпуса определяется диаметром вала и требуемой нагрузочной способностью. Номинальный ряд диаметров валов для стандартных корпусов подшипников включает: 12, 15, 17, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 55, 60, 65, 70, 75, 80, 85, 90, 100 мм.

Для некоторых типов корпусов диапазон доступных размеров может быть ограничен. При выборе корпуса важно учитывать соответствие монтажных размеров условиям установки в конкретном механизме.

5. Особенности монтажа и эксплуатации

5.1. Монтаж корпусов подшипников

Правильный монтаж корпусов подшипников является ключевым фактором их надежной работы. Рекомендуемая последовательность монтажа:

1. Проверка посадочных мест на валу и монтажной поверхности – они должны быть чистыми, без заусенцев и коррозии;
2. Предварительная установка корпуса на монтажную поверхность без затяжки крепежных элементов;
3. Установка вала в подшипник и выравнивание положения корпуса;
4. Фиксация подшипника на валу с помощью установочных винтов (рекомендуемый момент затяжки указывается в документации производителя, но обычно составляет 5-15 Нм в зависимости от размера);
5. Окончательная затяжка крепежных болтов корпуса;
6. Проверка легкости вращения вала и отсутствия заеданий.

Для высокоточных механизмов может потребоваться выверка положения корпусов с помощью специальных приспособлений для минимизации несоосности.

5.2. Смазка и обслуживание

Большинство корпусов подшипников поставляются с подшипниками, заполненными литиевой смазкой, которая обеспечивает работу в течение 2000-3000 часов при нормальных условиях. Для обеспечения долговечности рекомендуется:

• Периодическое пополнение смазки через пресс-масленку (обычно каждые 1000-2000 часов работы в зависимости от условий);
• Использование смазки, рекомендованной производителем (обычно литиевая смазка класса NLGI 2 или 3);
• Контроль температуры корпуса во время работы – нормальная рабочая температура обычно не превышает +70...+80°C;
• Проверка состояния уплотнений и при необходимости их замена;
• Контроль затяжки установочных винтов и крепежных болтов.

При обслуживании следует избегать избыточного количества смазки, которое может привести к перегреву подшипника из-за повышенного сопротивления вращению.

5.3. Типичные проблемы и их устранение

При эксплуатации корпусов подшипников могут возникать следующие проблемы:

• Повышенный шум и вибрация – обычно вызваны несоосностью, повреждением подшипника или недостаточной смазкой;
• Перегрев корпуса – может быть вызван избытком смазки, повреждением подшипника, чрезмерной нагрузкой или несоосностью;
• Утечка смазки – указывает на повреждение уплотнений или избыток смазки;
• Проскальзывание подшипника на валу – обычно связано с недостаточной затяжкой установочных винтов, износом посадочного места или неправильным подбором корпуса.

Для устранения проблем рекомендуется регулярный осмотр корпусов, контроль затяжки крепежных элементов и своевременная замена изношенных компонентов.

6. Сравнение производителей и их маркировки

6.1. Особенности маркировки от разных производителей

Хотя корпуса подшипников от разных производителей имеют стандартизированные посадочные и присоединительные размеры, системы обозначений могут различаться. Как видно из Таблицы 1.3, один и тот же тип корпуса может обозначаться по-разному:

• SKF использует обозначения SY для корпусов типа UCP, FY для UCFL и т.д.;
• FAG/Schaeffler применяет обозначения PCJ, PCJT и т.д.;
• Большинство азиатских производителей (NSK, FYH) придерживаются стандартной системы UC*.

При замене корпуса необходимо учитывать эти различия и выбирать аналог с идентичными монтажными размерами и эксплуатационными характеристиками.

6.2. Дополнительные обозначения в маркировке

Помимо основного обозначения типа и размера, маркировка корпуса может содержать дополнительные буквы и символы, указывающие на особенности конструкции:

• G или GG – корпус из серого чугуна;
• SS или S – корпус из нержавеющей стали;
• PA или P – корпус из термопласта;
• 2F – стандартное двухстороннее уплотнение;
• 2RF или 2RS – усиленное двухстороннее уплотнение;
• TV или V – витоновое уплотнение для повышенных температур;
• HT – высокотемпературное исполнение;
• W – с возможностью пополнения смазки;
• K – с защитной крышкой установочных винтов.

Знание этих обозначений помогает правильно выбрать корпус с необходимыми характеристиками для конкретного применения.

6.3. Качественные различия между производителями

При схожих технических характеристиках корпуса подшипников от разных производителей могут иметь различия в:

• Точности изготовления посадочных поверхностей;
• Качестве используемых материалов;
• Эффективности уплотнительных систем;
• Качестве установленных подшипников;
• Допусках на размеры и отклонениях форм;
• Качестве поверхностей и антикоррозионной защиты;
• Наличии специальных исполнений для особых условий.

Корпуса премиальных производителей (SKF, FAG, NTN) обычно имеют более высокую точность и качество изготовления, что обеспечивает более длительный срок службы, но и более высокую стоимость.

7. Основные области применения

7.1. Применение корпусов UCP

Корпуса подшипников типа UCP (на лапах) нашли широкое применение в:

• Конвейерных системах различного назначения;
• Сельскохозяйственной технике (тракторы, комбайны, оросительные системы);
• Вентиляционном оборудовании;
• Приводах промышленного оборудования;
• Строительных машинах;
• Упаковочном оборудовании;
• Текстильной промышленности.

Благодаря простоте монтажа и обслуживания, корпуса UCP часто используются в оборудовании, требующем регулярного технического обслуживания.

7.2. Применение фланцевых корпусов

Фланцевые корпуса (UCF, UCFL, UCFC) обычно применяются в:

• Приводах с перпендикулярным расположением валов относительно монтажной поверхности;
• Насосном оборудовании;
• Редукторах и трансмиссиях;
• Вентиляторах и воздуходувках;
• Автоматизированных линиях производства;
• Оборудовании для деревообработки;
• Пищевой промышленности (при исполнении из нержавеющей стали).

Фланцевые корпуса с удлиненными отверстиями (UCFC) особенно востребованы в оборудовании, требующем точной регулировки положения вала.

7.3. Применение натяжных корпусов

Натяжные корпуса подшипников (UCT) используются преимущественно в:

• Натяжных устройствах конвейеров;
• Приводах с ременной или цепной передачей;
• Оборудовании горнодобывающей промышленности;
• Тяжелом машиностроении;
• Механизмах с необходимостью компенсации температурного расширения.

Благодаря повышенной компенсации несоосности и усиленным уплотнениям, такие корпуса хорошо подходят для работы в тяжелых условиях с повышенной запыленностью.

7.4. Корпуса для специальных применений

Для особых условий эксплуатации применяются специализированные исполнения корпусов:

• Высокотемпературные корпуса (UCTB) – для печей, сушильных камер, горячих конвейеров;
• Корпуса из нержавеющей стали – для пищевой, фармацевтической, химической промышленности;
• Корпуса с дополнительной защитой от воды – для судостроения, бумажной промышленности;
• Корпуса с антикоррозионным покрытием – для работы во влажной среде и на открытом воздухе;
• Корпуса из термопластов – для пищевой промышленности и легких нагрузок.

Выбор специализированного исполнения позволяет значительно увеличить срок службы подшипникового узла в сложных условиях эксплуатации.