Подшипниковые узлы: ресурс надежности и эксплуатационные возможности на практике

Подшипниковый узел – это подшипник с другими элементами, составляющими единый узел. Это – один из главных конструктивных элементов, входящих в состав практически всех электрических силовых агрегатов, станков, редукторов и другого промышленного оборудования. Основное его практическое назначение – снижение силы трения между движущимися механизмами, поддержка вала, передающего крутящий момент, минимизация сопротивления при его вращении.

Подшипниковые узлы UCFC подвержены экстремальным механическим нагрузкам, резким температурным перепадам, истиранию рабочих поверхностей. Они имеют отличные показатели надежности, среднюю наработку на/до отказа.

Для сведения: динамическая грузоподъемность – принципиальный показатель для подшипникового узла. Основным нормативным документом, в соответствии с которым производится расчет данного значения и ресурс надежности, является ГОСТ 18855 издания 2013 года.

Разновидности подшипниковых узлов, особенности конструкции, сферы практического применения

Подшипниковый узел – сборочная единица, в состав которой входят непосредственно сам подшипник и кожух (корпус), обеспечивающий его надежную защиту от неблагоприятных внешних условий.

Среди наиболее распространенных исполнений необходимо выделить:

1. Подшипниковый узел UCP. Главная его отличительная особенность – наличие опорного чугунного корпуса, фиксирующегося на валу с использованием монтажных винтов.

Конструктивные особенности:

• ударопрочный стальной/чугунный корпус с проделанными установочными отверстиями;
• сферический подшипник, благодаря которому предоставляется возможность нивелировать незначительные угловые смещения вала;
• монтажные винты служат для надежного закрепления на валу.

Простота технического обслуживания, монтажа и ремонта подшипниковых узлов, долговечность и износостойкость, возможность компенсации угловых смещений – те главные и неоспоримые преимущества, за которые ценится данная модификация.

Техника сельскохозяйственного назначения, вентиляционное оборудование, конвейерные установки – те области, где нашел свое применение узел UCP.

2. Подшипниковый узел UCF. Включает подшипник и фланцевый квадратный кожух с четырьмя установочными отверстиями. Данное исполнение эффективно применяется на силовом оборудовании, которое базируется на горизонтальной плоскости и требует надежной фиксации.

Особенности конструкции подшипниковых узлов:

• фланцевый кожух в форме квадрата с 4-мя интегрированными установочными отверстиями;
• цилиндрический или сферический подшипник минимизирует трение между движущимися частями силового агрегата;
• в качестве фиксирующих элементов выступают 4 монтажных болта.

Узел UCF отличается универсальностью применения (сфера промышленного производства, автомобилестроение, химическая промышленность).

Обслуживание подшипниковых узлов

Подшипниковый узел в составе силового оборудования подвергается экстремальным нагрузкам. Расчетный ресурс надежности зависит от условий эксплуатации, правильности монтажа, интенсивности использования и составляет не менее 20 000 часов работы. Значение устанавливает конкретное предприятие-изготовитель и ставит соответствующую отметку на маркировочной этикетке.

Без регулярного профилактического/сервисного обслуживания данного конструктивного элемента срок службы может существенно сократиться.

При эксплуатации силового агрегата, в составе которого имеются подшипниковые узлы UCT, необходимо контролировать:

• уровень шума и вибрации;
• наличие смазывающего вещества и его качество;
• температурные показатели;
• общее состояние на предмет наличия внешних механических дефектов, сдвигов, трещин, перекосов.

В качестве информации: по истечении установленного ресурса надежности рекомендуется выполнить замену нежели профилактическое обслуживание. Даже восстановленный элемент значительно снижает эксплуатационные характеристики оборудования. В качестве профилактической меры эффективно используется пополнение смазкой.

Регулярность пополнения смазкой

В подшипниках с закрытым кожухом смазка закладывается в заводских условиях. Открытый корпус подшипникового узла позволяет пополнять смазывающий раствор (рекомендуется не реже раза в год). Наработка подшипникового узла на отказ – показатель надежности, характеризующий время, после которого требуется его профилактическое обслуживание.

Данное значение зависит от частоты вращения вала силового агрегата, особенностей его позиционирования в составе оборудования (горизонтальное/вертикальное), внешних факторов (температура окружающего воздуха, влажность, интенсивность искусственного света или УФ-излучения).

Усредненные сроки пополнения составляют:

1. В случае горизонтального позиционирования вала при температурных диапазонах 25-30°С: 3000 об/мин – 2500 ч; 2000 об/мин – 3500 ч; 1000 об/мин – 5000 ч; 700 об/мин – 8000 ч.
2. В случае вертикального позиционирования вала при аналогичных температурных показателях данные значения уменьшаются вдвое.
3. В случае вертикального позиционирования вала при температурных диапазонах 40-45°С еще в 2 раза меньше.

Важно: объем смазывающего вещества – индивидуальный показатель для каждого предприятия-изготовителя. Он устанавливается в руководстве по эксплуатации.

Наиболее частые ошибки при установке и профилактическом обслуживании

Попадание в монтажное пространство, непосредственно сам узел или смазывающее вещество, инородных предметов в виде металлических опилок, пыли, шлака – наиболее распространенный брак при установке. Перед монтажом/технических обслуживанием необходимо заблаговременно позаботиться о кристальной чистоте рабочего места. Все силовые агрегаты, находящиеся в непосредственной близости, должны быть выключены.

Среди других недочетов необходимо упомянуть:

• использование непрофессиональных средств и инструментов. Демонтаж отработанного узла должен осуществляться специальным съемником. «Кустарные» инструменты могут привести к появлению внешних механических повреждений, что негативно скажется на среднем сроке службы;

• некорректный расчет внутреннего зазора.
Важно: необходимо понимать, что рабочий зазор до и после установки различен. Величина радиального зазора должна быть немного больше нулевого значения;

• усиление монтажного давления путем ударных нагрузок. Для оптимальной посадки подшипникового узла крайне не рекомендуется прибегать к помощи зубила и молотка. Это может привести к деформации не только самого подшипника, но и сопряженных элементов;

• некорректный нагрев. Перед началом монтажа подшипник подлежит температурному нагреву. Подобная процедура упрощает его посадку на вал. По мнению экспертов, оптимальная температурная разница между обжимным кольцом и валом должна быть в пределах 850-900°С.
Имейте ввиду: следует избегать опасных источников нагрева, например, масляной ванны или открытого пламени.

В качестве резюме

Корректность монтажных работ, интенсивность работы силового агрегата, негативное воздействие внешней среды – те ключевые факторы, которые оказывают самое непосредственное влияние на ресурс надежности подшипникового узла UCFL.

Чтобы максимально продлить средний срок службы, рекомендуется регулярно производить профилактическое обслуживание, а также соблюдать требования по эксплуатации.

Краткое содержание статьи:

• Подшипниковый узел — сборка подшипника и корпуса для снижения трения и поддержки вала силового агрегата.
• Узлы UCFC выдерживают экстремальные нагрузки, перепады температур, износ, отличаются высокой надежностью.
• Расчет ресурса и грузоподъемности выполняют по ГОСТ 18855-2013.
• UCP — корпус из чугуна, монтажные винты, сферический подшипник; применяется в вентиляторах, конвейерах, сельхозтехнике.
• UCF — квадратный фланцевый корпус с 4 отверстиями; подходит для горизонтально расположенного оборудования, используется в промышленности, авто- и химотрасли.
• Ресурс не менее 20 000 ч, зависит от условий эксплуатации и обслуживания.
• Контроль: шум, вибрации, смазка, температура, дефекты.
• Смазка — раз в год для открытых корпусов; при повышении температуры или вертикальном положении вала период уменьшается.
• Ошибки монтажа: загрязнение, неправильный зазор, ударная установка, перегрев.
• Для долговечности обязательны чистота, точный нагрев, использование специнструмента и регулярное обслуживание.