Скидка на подшипники из наличия!
Уже доступен
Закрепительные втулки серии OH представляют собой специализированные элементы подшипниковых узлов, предназначенные для монтажа крупногабаритных сферических роликовых подшипников на валах оборудования цементных заводов. Отличительной особенностью втулок OH является наличие маслоподводящих каналов и маслораспределительных канавок, которые обеспечивают возможность применения метода гидрораспора при монтаже и демонтаже подшипников.
Втулки серии OH относятся к группе закрепительных втулок с коническим посадочным отверстием, имеющим конусность 1:12. Данная конструкция позволяет устанавливать подшипники с коническим отверстием на цилиндрические валы без необходимости обработки конусной посадочной поверхности непосредственно на валу. Это существенно упрощает конструкцию валов и снижает трудоемкость их изготовления.
Закрепительная втулка OH состоит из следующих основных элементов:
Корпус втулки представляет собой разрезную коническую втулку, изготовленную из высокопрочной стали. Наружная коническая поверхность втулки имеет конусность 1:12, что соответствует стандартному углу конусности подшипников качения. Внутренняя поверхность втулки выполнена цилиндрической с высокой точностью обработки для обеспечения надежной посадки на вал.
По всей длине втулки выполнен продольный разрез, который обеспечивает радиальную упругость конструкции. При затягивании стопорной гайки втулка сжимается по диаметру, создавая надежное соединение с валом и обеспечивая необходимый натяг посадки подшипника.
Ключевой особенностью втулок серии OH является наличие специальной системы для подачи масла под давлением. Эта система включает:
Втулки серии OH для крупногабаритных подшипников поставляются в комплекте с:
Гидравлическая стопорная гайка с метрической трапецеидальной резьбой обеспечивает осевую фиксацию подшипника и втулки на валу. Гайка имеет специальные каналы для подачи гидравлического масла, что позволяет создавать осевое усилие при монтаже подшипника методом гидрораспора.
Стопорная пластина или стопорной бугель предотвращает самопроизвольное отвинчивание гайки в процессе эксплуатации. Для крупногабаритных втулок используется многоточечная система фиксации с применением болтов или специальных зажимов.
Для монтажа крупногабаритных сферических роликовых подшипников на оборудовании цементных мельниц и вращающихся печей применяются специальные закрепительные втулки увеличенных размеров:
Закрепительные втулки OH изготавливаются из высокопрочных легированных сталей, обеспечивающих необходимые прочностные характеристики при работе в условиях высоких нагрузок и знакопеременных температур. Материал втулок подвергается объемной закалке с последующим высоким отпуском, что обеспечивает оптимальное сочетание прочности и вязкости.
Посадочные поверхности втулок проходят финишную механическую обработку с достижением шероховатости Ra не более 1,6 мкм. Для крупногабаритных втулок с диаметром свыше 180 мм применяется специальное антикоррозионное покрытие, устойчивое к воздействию агрессивных сред цементного производства.
При монтаже втулок OH необходимо обеспечить следующие посадки:
Посадка втулки на вал: Рекомендуемая посадка втулки на вал для крупногабаритных подшипников - переходная или с минимальным натягом (js6 или k6). Это обеспечивает надежную фиксацию при затягивании гайки без риска задиров и повреждений поверхности вала.
Посадка подшипника на втулку: Конусная посадка подшипника на втулку обеспечивается за счет осевого перемещения подшипника по конической поверхности. Величина осевого перемещения контролируется измерением радиального зазора в подшипнике после монтажа.
Метод гидрораспора основан на подаче гидравлического масла под высоким давлением между сопрягаемыми поверхностями деталей подшипникового узла. При этом между поверхностями образуется тонкая масляная пленка толщиной 0,02-0,03 мм, которая практически полностью устраняет трение и значительно снижает усилия, необходимые для монтажа или демонтажа подшипников.
При монтаже подшипников с использованием втулок OH масло подается через резьбовые каналы во втулке в распределительные канавки на ее внутренней поверхности. Давление масла вызывает радиальное расширение втулки, уменьшая силы трения между втулкой и валом. Одновременно масло проникает между конической поверхностью втулки и внутренним кольцом подшипника, облегчая осевое перемещение подшипника.
Расчет требуемого давления:
Давление масла при гидрораспоре должно превышать расчетное давление посадки в 2-2,5 раза, так как кольцо подшипника должно расшириться не только на величину посадочного натяга, но и на дополнительную величину для образования масляной пленки. Для крупногабаритных подшипников с посадочным натягом 0,3-0,5 мм требуемое давление составляет 80-100 МПа.
Применение метода гидрораспора при монтаже и демонтаже крупногабаритных подшипников обеспечивает ряд существенных преимуществ:
Снижение монтажных усилий на 90 процентов позволяет существенно упростить процесс установки тяжелых подшипников весом до 500 кг. При традиционных методах монтажа для создания необходимого усилия потребовались бы мощные прессы или гидравлические домкраты, что не всегда возможно в условиях действующего производства.
Исключение повреждений подшипников и посадочных поверхностей достигается за счет отсутствия непосредственного контакта металлических поверхностей в процессе монтажа. Масляная пленка предотвращает задиры, царапины и другие механические повреждения, которые могут возникнуть при традиционных методах напрессовки.
Точность контроля монтажного натяга обеспечивается измерением радиального зазора в подшипнике. Метод гидрораспора позволяет останавливать процесс монтажа на любом этапе для проведения измерений и корректировки положения подшипника.
Возможность многократного монтажа и демонтажа без повреждения деталей особенно важна на этапе наладки оборудования и при проведении ремонтных работ. Подшипник может быть демонтирован и установлен повторно без потери его эксплуатационных характеристик.
Крупногабаритные сферические роликовые подшипники с закрепительными втулками OH широко применяются в опорных узлах шаровых мельниц цементных заводов. Шаровая мельница представляет собой вращающийся цилиндрический барабан, заполненный измельчающими телами (шарами), через который непрерывно проходит измельчаемый материал.
Барабан мельницы диаметром от 2,4 до 4,2 метра и длиной до 15 метров опирается на два-три подшипниковых узла. Каждый опорный узел включает пару сферических роликовых подшипников, установленных на полом валу (цапфе) барабана. Общая масса барабана вместе с материалом и мелющими телами может достигать 300-400 тонн.
Пример применения для мельницы диаметром 3,6 м:
Для шаровой мельницы диаметром 3,6 метра типовым решением является использование подшипников 23180 на приводной цапфе и подшипников 23176 на неприводной цапфе. Подшипники устанавливаются на валах диаметром 380 мм и 360 мм соответственно с использованием закрепительных втулок OH3180H и OH3176H.
Вращающаяся печь является основным технологическим агрегатом цементного завода, в котором происходит обжиг сырьевой смеси при температуре 1350-1450 градусов Цельсия с получением цементного клинкера. Печь представляет собой стальной цилиндр диаметром от 2,5 до 6 метров и длиной от 40 до 200 метров, футерованный изнутри огнеупорным кирпичом.
Корпус печи опирается на систему роликовых опор, количество которых зависит от длины печи. Каждая опора включает пару опорных роликов, установленных на подшипниках качения. Для печей большой производительности используются крупногабаритные сферические роликовые подшипники серий 23180, 23196 и выше с закрепительными втулками OH.
Подшипниковые узлы оборудования цементных заводов работают в исключительно тяжелых условиях, характеризующихся следующими факторами:
Высокие радиальные нагрузки возникают от веса вращающегося барабана мельницы или печи, загруженного материалом. Для крупных мельниц радиальная нагрузка на один подшипник может составлять 1500-2000 кН, что требует применения подшипников с высокой динамической грузоподъемностью.
Осевые нагрузки в подшипниках вращающихся печей создаются за счет наклона оси печи на 3-4 процента и силы трения материала о стенки барабана. Сферические роликовые подшипники способны воспринимать осевые нагрузки до 25 процентов от неиспользуемой радиальной грузоподъемности.
Вибрационные нагрузки возникают при неравномерном распределении материала и мелющих тел в барабане, а также при наличии дисбаланса вращающихся частей. Применение виброустойчивых подшипников с усиленными сепараторами из латуни или чугуна снижает вероятность преждевременного выхода из строя.
Загрязнение рабочей зоны цементной пылью требует применения эффективных уплотнений подшипниковых узлов. Проникновение абразивной пыли в подшипник приводит к интенсивному износу дорожек качения и тел качения, резко сокращая ресурс работы.
Сферические роликовые подшипники серий 23180 и 23196 относятся к группе крупногабаритных подшипников с цилиндрическим или коническим отверстием. Конструкция подшипника включает:
Внутреннее кольцо с двумя дорожками качения, расположенными под углом к оси подшипника. Каждая дорожка имеет форму усеченного конуса, что обеспечивает контакт с бочкообразными роликами по линии, а не в точке.
Наружное кольцо со сферической дорожкой качения, общей для обоих рядов роликов. Сферическая форма дорожки обеспечивает самоустанавливающуюся способность подшипника, позволяя компенсировать перекосы вала до 2-3 градусов без перегрузки роликов.
Два ряда бочкообразных роликов, симметрично расположенных относительно средней плоскости подшипника. Бочкообразный профиль роликов обеспечивает линейный контакт с дорожками качения и исключает концентрацию напряжений на краях роликов.
Латунный массивный сепаратор, удерживающий ролики на равном расстоянии друг от друга. Для подшипников, работающих в условиях вибрации, применяются виброустойчивые сепараторы из сфероидального чугуна с увеличенной толщиной перемычек.
Для крупногабаритных подшипников цементного оборудования применяется централизованная система циркуляционной смазки. Смазочное масло подается к подшипникам принудительно от маслостанции через систему трубопроводов и распределителей.
Масло поступает в подшипниковый узел через отверстия в наружном кольце подшипника, омывает ролики и дорожки качения, отводя тепло и продукты износа, после чего сливается в масляную ванну корпуса подшипника. Из корпуса масло по сливным трубопроводам возвращается в бак маслостанции, где проходит фильтрацию и охлаждение.
Рабочая температура масла на входе в подшипник поддерживается в диапазоне 35-45 градусов Цельсия. Расход масла на один подшипник составляет 5-15 л/мин в зависимости от размера подшипника и условий работы. Применяются индустриальные турбинные масла вязкостью 32-68 мм²/с при 40 градусах Цельсия.
Перед началом монтажа необходимо провести тщательную подготовку всех компонентов подшипникового узла:
Вал и посадочные поверхности должны быть очищены от консервационной смазки, загрязнений и следов коррозии. Посадочные поверхности вала проверяются на отсутствие механических повреждений, рисок, задиров. Допускается наличие следов обработки в виде рисок шлифования глубиной не более 0,01 мм.
Размеры вала контролируются в нескольких сечениях с помощью микрометра или индикаторного нутромера. Овальность и конусность вала не должны превышать половины допуска на диаметр. Для вала диаметром 380 мм с допуском js6 максимальная овальность составляет 0,02 мм.
Закрепительная втулка и подшипник промываются в чистом керосине или бензине для удаления консервационной смазки. После промывки детали продуваются сжатым воздухом и покрываются тонким слоем монтажной смазки на посадочных поверхностях.
Монтаж крупногабаритного подшипника на вал с применением закрепительной втулки OH и метода гидрораспора выполняется в следующей последовательности:
Этап 1. Установка втулки на вал
Закрепительная втулка OH надевается на вал до упора в буртик или проставочное кольцо. Втулка должна свободно перемещаться по валу без заеданий. Ориентация втулки контролируется по положению маслоподводящих отверстий - они должны располагаться в верхней части узла для удобства подключения гидравлического оборудования.
Этап 2. Установка подшипника
Подшипник с коническим отверстием надевается на коническую поверхность втулки. Внутреннее кольцо подшипника должно свободно перемещаться по конусу втулки под действием собственного веса. Наружное кольцо подшипника фиксируется в корпусе подшипникового узла.
Этап 3. Подключение гидравлического оборудования
К резьбовым отверстиям во втулке подключаются шланги высокого давления от гидравлического насоса или инжектора масла. Гидравлическая гайка навинчивается на резьбу втулки до упора в торец внутреннего кольца подшипника. К гидрогайке подключается второй шланг от насоса.
Этап 4. Напрессовка подшипника
Включается гидравлический насос и постепенно повышается давление масла до рабочего значения 80-100 МПа. Масло, поступающее через втулку, создает масляную пленку между втулкой и валом, а также между втулкой и внутренним кольцом подшипника. Одновременно гидрогайка создает осевое усилие, перемещающее подшипник по конической поверхности втулки.
Этап 5. Контроль зазора
В процессе напрессовки периодически останавливается подача масла и производится измерение радиального зазора в подшипнике с помощью щупов или индикатора часового типа. Когда зазор достигает требуемого значения (обычно это минимальный зазор группы C3), напрессовка прекращается.
Этап 6. Фиксация
После сброса давления в гидравлической системе затягивается стопорная гайка моментом, указанным в документации. Устанавливается стопорная пластина или бугель. Маслоподводящие отверстия закрываются резьбовыми пробками.
Демонтаж подшипника с использованием метода гидрораспора выполняется в обратной последовательности. Основное отличие состоит в том, что стопорная гайка отвинчивается на несколько оборотов, но не снимается полностью, ограничивая осевое перемещение подшипника при сбросе давления масла.
После подачи масла под давлением подшипник под действием упругих сил внутреннего кольца начинает смещаться вдоль конуса втулки до упора в гайку. Контролируемое перемещение подшипника предотвращает его внезапное падение и возможное повреждение.
В процессе эксплуатации оборудования цементных заводов необходим регулярный контроль состояния подшипниковых узлов. Основными контролируемыми параметрами являются:
Регламентное техническое обслуживание подшипниковых узлов с закрепительными втулками OH включает следующие операции:
Ежедневный осмотр включает визуальный контроль отсутствия течей масла через уплотнения, проверку температуры корпусов подшипников на ощупь или контактным термометром, контроль работы системы смазки по показаниям манометров и расходомеров.
Еженедельное обслуживание предусматривает измерение уровня вибрации подшипниковых узлов виброметром, проверку состояния креплений корпусов подшипников и трубопроводов системы смазки, визуальный контроль состояния масла на отсутствие загрязнений и воды.
Ежемесячное обслуживание включает отбор проб масла для лабораторного анализа на содержание продуктов износа и воды, проверку затяжки резьбовых соединений подшипниковых узлов, контроль осевого положения вращающихся деталей относительно корпусов.
Капитальный ремонт с полной разборкой подшипниковых узлов и осмотром рабочих поверхностей подшипников проводится один раз в 3-5 лет или при достижении предельных значений контролируемых параметров. При ремонте производится замена изношенных подшипников, втулок и уплотнений.
О развитии дефектов в подшипниках свидетельствуют следующие признаки:
Повышение температуры корпуса подшипника выше 85 градусов Цельсия указывает на недостаточную подачу смазки, повышенный натяг посадки или развитие дефектов дорожек качения. Необходимо немедленно остановить оборудование и выявить причину перегрева.
Увеличение уровня вибрации более чем в 2 раза от номинального значения свидетельствует о развитии питтинга (усталостного выкрашивания) на дорожках качения или повреждении роликов и сепаратора. Работа с повышенной вибрацией приводит к быстрому развитию дефекта и может вызвать заклинивание подшипника.
Появление постороннего шума в виде скрежета, треска или металлического стука указывает на попадание абразивных частиц в подшипник, повреждение сепаратора или разрушение отдельных роликов. При появлении таких шумов требуется немедленная остановка оборудования.
Закрепительные втулки серии OH обеспечивают возможность применения метода гидрораспора, что снижает монтажные усилия на 90 процентов. Это особенно важно для крупногабаритных подшипников весом 300-500 кг, монтаж которых традиционными методами требует применения мощных прессов. Дополнительно обеспечивается высокая точность контроля монтажного натяга через измерение радиального зазора, исключается повреждение посадочных поверхностей при монтаже и демонтаже, появляется возможность многократного демонтажа и повторной установки подшипников без потери их эксплуатационных характеристик.
Для крупногабаритных подшипников серий 23180 и 23196 рабочее давление масла при гидрораспоре составляет 80-100 МПа. Это давление в 2-2,5 раза превышает расчетное давление посадки и обеспечивает создание масляной пленки толщиной 0,02-0,03 мм между сопрягаемыми поверхностями. Применяется индустриальное гидравлическое масло вязкостью 20-40 мм²/с при температуре 40 градусов Цельсия. Гидравлические насосы или инжекторы масла должны иметь производительность 1-5 литров в минуту для эффективной работы.
Правильность монтажа контролируется измерением радиального зазора в подшипнике. В процессе напрессовки подшипника по конической поверхности втулки радиальный зазор постепенно уменьшается. Периодически останавливается подача гидравлического масла и производится измерение зазора щупами или индикатором часового типа. Когда зазор достигает требуемого значения, соответствующего необходимому натягу посадки, процесс монтажа прекращается. Для подшипников с увеличенным зазором группы C3 конечный зазор обычно соответствует минимальному значению этой группы или незначительно его превышает.
Расчетный срок службы крупногабаритных сферических роликовых подшипников в условиях цементного производства составляет 40000-50000 часов непрерывной работы, что соответствует 4-6 годам эксплуатации при круглосуточном режиме работы. Фактический срок службы зависит от условий эксплуатации, качества смазки, эффективности уплотнений и своевременности технического обслуживания. При правильной эксплуатации и регулярном контроле состояния подшипников их ресурс может достигать 100000 часов. Закрепительные втулки OH при соблюдении правил монтажа могут использоваться многократно на протяжении всего срока эксплуатации оборудования.
Технически возможно выполнить монтаж подшипника на втулке OH традиционным механическим методом с использованием гидравлической гайки или пресса. Однако это не рекомендуется для крупногабаритных подшипников по нескольким причинам. Во-первых, потребуются значительные осевые усилия, что может привести к повреждению торцевых поверхностей колец подшипника. Во-вторых, невозможно обеспечить точный контроль монтажного натяга. В-третьих, существует высокий риск задиров на конических посадочных поверхностях. Для малых и средних подшипников возможен комбинированный метод с подачей масла для смазки и охлаждения поверхностей при механической напрессовке.
Посадочная поверхность вала под закрепительную втулку OH должна быть обработана с высокой точностью. Рекомендуемый квалитет точности диаметра вала - js6 или k6, что обеспечивает переходную посадку или минимальный натяг. Шероховатость поверхности не должна превышать Ra 1,6 мкм. Допускаются следы шлифования, но недопустимы риски, задиры, следы коррозии глубиной более 0,01 мм. Овальность и конусность вала не должны превышать половины допуска на диаметр. Торцевая поверхность буртика или упорного кольца, ограничивающего осевое положение втулки, должна быть перпендикулярна оси вала с точностью не хуже 0,05 мм на диаметр.
Периодичность замены масла в циркуляционной системе смазки крупногабаритных подшипников определяется результатами лабораторного анализа проб масла. Рекомендуется ежемесячный отбор проб для контроля содержания продуктов износа, воды и механических примесей. При нормальных условиях эксплуатации полная замена масла производится один раз в год. Критериями для внеочередной замены являются: увеличение содержания механических примесей более 0,05 процента, обводнение масла более 0,2 процента, изменение вязкости более чем на 20 процентов от исходного значения, появление устойчивого запаха окисления. Система фильтрации масла должна обеспечивать тонкость фильтрации не хуже 25 мкм.
Монтаж подшипников опорных роликов вращающихся печей имеет ряд особенностей. Подшипники работают в условиях повышенных температур от нагрева корпуса печи, что требует применения термостойких смазочных материалов и эффективной теплоизоляции подшипниковых узлов. Необходим точный контроль параллельности осей опорных роликов и перпендикулярности их осей к оси печи, что обеспечивает равномерное распределение нагрузки по длине роликов. Требуется компенсация тепловых расширений корпуса печи при нагреве, для чего предусматривается возможность осевого смещения роликов. В отличие от мельниц, где подшипники работают в относительно стабильных температурных условиях, подшипники печей подвергаются циклическим температурным нагрузкам при пусках и остановках.
Данная статья носит исключительно ознакомительный и информационный характер. Информация представлена на основе общедоступных технических данных и не является руководством по эксплуатации или монтажу оборудования.
Автор не несет ответственности за любые последствия, возникшие в результате использования информации, представленной в статье. Все работы по монтажу, демонтажу и обслуживанию подшипниковых узлов должны выполняться квалифицированным персоналом в соответствии с требованиями технической документации производителя оборудования и действующих нормативных документов.
Для получения точной технической информации, спецификаций и рекомендаций по применению конкретных изделий необходимо обращаться к официальной документации производителей подшипников и оборудования.
При подготовке статьи использованы следующие авторитетные источники:
Вы можете задать любой вопрос на тему нашей продукции или работы нашего сайта.