Высокоскоростные подшипники

Оглавление

• Введение
• Что влияет на номинальную скорость вращения подшипника?
• Элементы высокоскоростных подшипников
• Радиально-упорные модификации SKF
• Шариковые высокоскоростные подшипники NTN-SNR
• Шариковые подшипники MacheLine применяются в станкостроение, приборостроение

Агрегаты, укомплектованные узлами, работающими на предельных оборотах, всегда оснащаются высокоскоростными роликовыми и шариковыми подшипниками. Среди таких агрегатов выделяются электрогенераторы, сепараторные установки, вентиляционные системы и так далее.

Обеспечить стабильное функционирование могут только подшипники надлежащего качества, способные передавать вращательный момент с минимальным сопротивлением качению.

Что влияет на номинальную скорость вращения подшипника?

Все узлы агрегата рассчитаны на номинальные нагрузки, если по каким-то параметрам она превышает допустимые нормы, то на узлы агрегата могут воздействовать следующие факторы:

• В точках соприкосновения возникает перегрев.
• Повышенные параметры центробежной силы.
• Превышенная концентрация напряжения в точках контакта.

К наиболее негативным последствиям может привести перегрев элементов, колец. Производители, в зависимости от материала элементов и его температурных расширений, прописывают в характеристиках ограничения на угловые вращательные моменты. Номинальная скорость должна существенно превышать скорость вращения привода, так как любое проектируемое оборудование должно обладать необходимым запасом прочности.

Определение номинальных скоростей при проработке конструкторской документации осуществляется по следующим показателям:

• Диаметр вала – больше его сечение, выше будет центробежная нагрузка.
• Форма элемента качения – шариковые лучше адаптированы к скоростным нагрузкам, чем роликовые.
• Материал сепаратора – выполненная из качественного материала обойма, позволяет выдерживать большие нагрузки.
• Материал изготовления элемента качения – керамика (тугоплавкая), обеспечивает передачу высоких скоростей.
• Тип корпуса – открытые работаю более эффективно, чем закрытые.

Среди косвенных параметров выделяется шероховатость поверхности элементов, выше класс чистоты, меньше коэффициент трения. Также на параметры теплопроводности влияет используемая смазка.

DMN – это коэффициент обозначающий связь скорости – диаметра вала (расчет производится вместе с подшипником). Числовое значение его – произведение скорости на диаметр посадки.

Элементы высокоскоростных подшипников

Любая модификация включает элементы:

• Кольца. Преимущественно производятся из композитных материалов, встречаются из тугоплавких.
• Тела качения. Сегодня выделяется два основных типа – шарики, ролики. Из какого изготавливать материала диктуют условий функционирования, преимущественно используется закаленная сталь, керамика.
• Сепаратор. Производится из цветного металла (латунь), полимера.

Высокоскоростной подшипник отличается от типовых исключительно материалами, качеством обработки поверхности.

Высокоскоростные подшипники – сверхпрецизионный класс. Поэтому к изготовлению тел, колец предъявляются высокие требования по допускам и классу шероховатости, так как эти элементы являются непосредственно контактными. Сегодня многие концерны стараются модернизировать типовую конструкцию определёнными конструктивными изменениями, чтобы повысить характеристики продукции. Рассмотрим примеры аналогичных модернизаций.

Радиально-упорные модификации SKF

Радиально-упорные модели в основном выпускаются неразборного типа. Такая модификация конструкции выбрана с учетом эксплуатационных свойств, так как на подшипники воздействует продольная и поперечная нагрузка. Элементы подшипников производятся из керамики или высоколегированной стали.

На производственных объектах компании SKF налажено серийное производство шариковых подшипников. Деление модельного ряда осуществляется в зависимости от посадочного размера, диаметр посадки варьируется от 1 – 130 мм. Рекомендуемая рабочая температура подшипников составляет -30 – 100 ^оС.

Среди особенностей продукции компании SKF можно выделить:

• Применение в модификациях облегченных шаров небольшого диаметра.
• Полимерный сепаратор центрированный.
• Кольца изготовлены из прочных материалов, прошедших соответствующую обработку.
• Возможность замены на роликовые элементы в неразборных модификациях.

Подшипники компании часто применяются при станкостроении, также в оборудование, которое эксплуатируется при невысоких нагрузках.

Шариковые высокоскоростные подшипники NTN-SNR

NTN-SNR – французская компания, образованная в результате слияния с японским концерном. Основная специализация компании производство подшипников для космической отрасли. Конструкторское бюро компании детально проработав типовую номенклатуру сумела разработать высокоскоростные шариковые подшипники, отличающиеся превосходным качеством. При этом компания выпускает линейки продукции, не только для космической отрасли серии MacheLine, номенклатурный ряд также представлен и другими видами продукции:

• Высокооборотные подшипники с посадочным диаметром до 130 мм.
• Радиально-упорные модели из серии High Speed. Коэффициент DMN составляет до 2 млн, угол контакта 17-25^о.
• Модификации, применяемые при сборке узлов на сложно демонтируемом оборудовании. Они отличаются запасом прочности.
• Модификации серии Hybrid, отличающиеся DMN до 8 млн.
• Усиленные модификации с пониженным DMN до 3 млн. отличающиеся высокими параметрами износостойкости.

Для производства подшипников серии MacheLine используется преимущественно высоколегированная сталь, прошедшая вакуумную обработку. Дополнительная термообработка позволила существенно снизить внутренние напряжение в элементах. Подшипники, прошедшие подобную обработку, могут функционировать при температуре 200 ^оС.

При этом показатели могут быть улучшены за счет:

• Предварительного натяжения.
• Применения легких шариков и роликов.
• Использования сепаратора позиционированного типа. Позиционирование осуществляется по внешнему кольцу.
• Использование специализированной смазки.

Шариковые подшипники MacheLine применяются в станкостроение, приборостроение.

Высокоскоростные подшипники Topline Hvzz компании NSK

Сепараторы у подшипников этой серии производятся из полиамида, используется специализированная смазка. Все факторы способствуют снижению шума в процессе эксплуатации подшипников.

Среди технических характеристик выделяются следующие факторы:

• Подшипники выпускаются с посадочным диаметром – 10 – 55 мм.
• Коэффициент DMN – 780 тыс.
• Рабочая температура подшипников – -40 – 80^оС.

Все элементы изготавливаются с высокой точностью и низким классом шероховатости. В качестве материала изготовления элементов качения применяется керамика. Система распыления смазки позволяет минимизировать коэффициент трения.

Подшипники серии Topline Hvzz – применятся в разных отраслях (текстильная промышленность, станкостроение, приборостроение).

К списку статей