Зачем использовать двухрядные шарикоподшипники?

Двухрядные шарикоподшипники используются, когда однорядный шарикоподшипник не может адекватно выдерживать комбинированные радиальные и осевые нагрузки в данном приложении или когда ограничения монтажного пространства не позволяют использовать два отдельных однорядных подшипника. Определяющим преимуществом двухрядной конструкции является то, что она выдерживает примерно на 60–70 % большую радиальную нагрузку, чем сопоставимый однорядный подшипник того же наружного диаметра. (Источник: Каталог подшипников SKF, Общие принципы; адаптирован для стандартной двухрядной геометрии). Это достигается за счет распределения нагрузки по двум рядам тел качения в одном компактном корпусе, что устраняет необходимость в парном подшипниковом устройстве и одновременно обеспечивает эквивалентную или превосходную несущую способность.

Помимо несущей способности, двухрядные шарикоподшипники обеспечивают большую жесткость вала, улучшенную устойчивость к моментным нагрузкам (наклону) и более простую сборку по сравнению с парными однорядными решениями. Они являются практичным инженерным выбором в широком спектре отраслей — от шпинделей станков и сельскохозяйственного оборудования до конвейерных систем, автомобильных компонентов и электродвигателей — везде, где одновременно требуются компактность, долговечность и надежность при комбинированной нагрузке.

В этом руководстве подробно рассматриваются техническое обоснование, данные о производительности, логика применения и критерии выбора двухрядных шарикоподшипников, предоставляя инженерам, специалистам по закупкам и специалистам по техническому обслуживанию полную информацию, позволяющую понять, почему и когда этот тип подшипника обеспечивает наилучшие результаты.

Что такое двухрядные шарикоподшипники? Структура и ключевые типы

Двухрядный шарикоподшипник состоит из наружного кольца, внутреннего кольца и двух рядов стальных шариков, расположенных рядом внутри одной оболочки подшипника, разделенных и направляемых сепаратором. Два ряда шариков имеют общую внешнюю дорожку качения, но могут иметь отдельные внутренние дорожки качения (как в двухрядных радиальных шарикоподшипниках) или сплошную общую внутреннюю дорожку качения (как в двухрядных радиально-упорных шарикоподшипниках). Такая геометрия создает подшипник, который занимает осевое пространство однорядного подшипника, обеспечивая при этом функциональные характеристики спаренного подшипника.

Двухрядные радиальные шарикоподшипники

Двухрядный радиальный шарикоподшипник (DRDGBB) является наиболее часто используемым типом. Он имеет два ряда шариков, вращающихся в симметричных глубоких канавках, выточенных как во внутреннем, так и во внешнем кольцах. Эта конструкция воспринимает радиальные нагрузки как основную функцию с умеренной осевой нагрузкой в ​​обоих направлениях. Геометрия глубоких канавок позволяет подшипнику выдерживать осевые нагрузки, составляющие примерно до 50 % от статической радиальной нагрузки, без необходимости использования отдельного упорного подшипника. (Источник: ISO 76:2006 — Подшипники качения, номинальная статическая нагрузка). Симметричная конструкция также означает, что подшипник ненаправлен и его можно устанавливать, не беспокоясь об ориентации.

Двухрядные радиально-упорные шарикоподшипники

Двухрядные радиально-упорные шарикоподшипники (DRACBB) имеют два ряда шариков, расположенных под углом контакта — обычно 25 или 32 градуса — к оси подшипника. Такая угловая геометрия специально разработана для одновременной обработки комбинированных радиальных и осевых нагрузок, при этом допустимая осевая нагрузка определяется углом контакта: более высокий угол контакта обеспечивает большую осевую нагрузку при некотором уменьшении радиальной нагрузки. DRACBB являются предпочтительным выбором для шпинделей станков, узлов ступиц колес и любых применений, где присутствуют двунаправленные осевые нагрузки наряду со значительными радиальными нагрузками.

Двухрядные самовыравнивающиеся шарикоподшипники

Двухрядный самоцентрирующийся шарикоподшипник имеет сферическую внешнюю дорожку качения, которая позволяет внутреннему кольцу и шариковому узлу наклоняться относительно наружного кольца, компенсируя смещение вала до 2–3 градусов, не вызывая при этом изгибающего напряжения в подшипнике. Этот тип широко используется в сельскохозяйственных валах, конвейерных роликах и любых трансмиссионных валах, которые подвержены прогибу под нагрузкой или где невозможно гарантировать соосность корпуса к корпусу во время установки.

Сравнительная таблица: Типы двухрядных шарикоподшипников

Шесть технических причин, по которым инженеры выбирают двухрядные шарикоподшипники

1. Значительно более высокая радиальная нагрузка в том же пространстве.

Наиболее прямая инженерная причина указать Двухрядные шарикоподшипники - радиальная грузоподъемность. Поскольку нагрузка распределяется по двум рядам тел качения, а не по одному, номинальная динамическая нагрузка (C) двухрядного подшипника с заданным отверстием и наружным диаметром существенно выше, чем у однорядного эквивалента. Например, двухрядный радиальный шарикоподшипник серии 6200 может достигать номинальной динамической нагрузки примерно в 1,6 раза выше, чем у эквивалентного однорядного подшипника серии 6200 при том же наружном диаметре. (Источник: ISO 281:2007 — Подшипники качения, номинальная динамическая нагрузка и номинальный срок службы; общее сравнение геометрии). Это означает, что инженеры могут выдерживать более тяжелые нагрузки без увеличения диаметра вала или отверстия корпуса — значительное преимущество в компактных конструкциях машин, где пространство ограничено.

2. Одновременная обработка радиальных и осевых нагрузок.

Многие реальные применения машин создают комбинированную нагрузку — радиальные силы от натяжения ремня, зацепления шестерни или веса в сочетании с осевыми силами от тяги винтовой шестерни, давления вентилятора или дисбаланса. Одиночный радиальный шарикоподшипник может выдерживать умеренные комбинированные нагрузки, но двухрядная конструкция, особенно радиально-упорная, оптимизирована специально для этого сценария нагрузки. Двухрядные радиально-упорные шарикоподшипники могут выдерживать осевые нагрузки в обоих направлениях одновременно, в отличие от подобранных пар однорядных радиально-упорных подшипников, которые должны быть противоположно ориентированы для достижения двунаправленной осевой поддержки. Это упрощает как проектирование, так и сборку, обеспечивая при этом эквивалентную или превосходящую производительность.

3. Превосходная жесткость вала и устойчивость к моментным нагрузкам.

Моментные нагрузки — силы, которые пытаются наклонить или согнуть вал относительно корпуса — часто представляют собой проблему при нависающих нагрузках, консольных конструкциях и приложениях, где точка нагрузки смещена от места расположения подшипника. Однорядный шарикоподшипник имеет ограниченную устойчивость к моментным нагрузкам, поскольку эффективно обеспечивает единую линию опоры. Двухрядный шарикоподшипник, два ряда которого разделены шириной подшипника, обеспечивает распределенную геометрию опоры, устойчивую к наклону. Эффективное плечо момента между двумя рядами шариков — обычно от 20 до 40 % наружного диаметра подшипника — создает измеримое сопротивление опрокидыванию вала, с которым не может справиться однорядный подшипник того же наружного диаметра. Вот почему двухрядные подшипники являются стандартными в шпинделях станков, где для поддержания точности обработки необходимо свести к минимуму отклонение вала под действием сил резания.

4. Компактная установка: один подшипник заменяет два.

В тех случаях, когда два однорядных подшипника в противном случае устанавливались бы рядом в паре для достижения требуемой грузоподъемности или жесткости, одиночный двухрядный подшипник часто может заменить оба. Это уменьшает:

• Общая осевая длина подшипникового узла (обычно на 15–30 % по сравнению с парной компоновкой с проставкой)
• Количество компонентов — один подшипник вместо двух, без необходимости в проставках или приспособлениях для регулировки предварительного натяга.
• Время сборки и вероятность ошибки при установке
• Сложность инвентаризации — один номер детали вместо двух подобранных подшипников

Для крупносерийного производства эти упрощения напрямую приводят к снижению производственных затрат и увеличению производительности сборки.

5. Более длительный срок службы в тяжелых условиях эксплуатации.

Усталостная долговечность подшипников определяется уравнением номинальной долговечности L10, которое показывает, что срок службы обратно пропорционален кубу приложенной нагрузки (для шарикоподшипников). Распределяя приложенную нагрузку по двум рядам, а не по одному, снижается усилие на точку контакта тела качения, а поскольку усталостный срок службы пропорционален кубу отношения нагрузки на контакт, даже незначительное снижение нагрузки на контакт приводит к значительному улучшению расчетного срока службы. Снижение нагрузки на ряд на 20 % за счет использования двухрядной конфигурации может увеличить расчетный срок службы L10 примерно на 73 %. (получено из ISO 281:2007 L10 = (C/P)^3 x 10^6 оборотов, применяется для сравнения). На практике это означает более длительные интервалы технического обслуживания, сокращение времени простоя и меньшие эксплуатационные расходы в течение всего срока службы в требовательных приложениях.

6. Экономическая эффективность по сравнению с парными однорядными решениями

Хотя двухрядный шарикоподшипник обычно стоит дороже, чем одиночный однорядный подшипник, общая стоимость установки почти всегда ниже, чем спаренный однорядный подшипник, который он заменяет. Сравнение затрат должно включать не только стоимость подшипника, но также: стоимость обработки более длинного отверстия корпуса, необходимого для двух отдельных подшипников; стоимость любых пружин предварительной нагрузки, проставок или регулировочного оборудования; монтажные работы; и стоимость хранения запасов для двух номеров деталей. В большинстве анализов затрат на машиностроение решение с двухрядным подшипником снижает общую стоимость системы на 18–35 % по сравнению с эквивалентным парным однорядным решением. (Источник: общий анализ затрат на проектирование; Справочник машиностроения, 31-е издание, экономика выбора подшипников).

Двухрядные и однорядные шарикоподшипники: сравнение характеристик

В таблице ниже представлено параллельное сравнение двухрядных радиальных шарикоподшипников с их однорядными аналогами по основным характеристикам. Данные репрезентативны для стандартных подшипников с размерами ISO серий 6200 и 5200 (однорядные и двухрядные соответственно) для эквивалентных диаметров отверстий.

Источник: ISO 281:2007, ISO 76:2006; сравнительные данные основаны на геометрии подшипников стандартной серии. Точные значения зависят от производителя и конкретной серии подшипников.

Приведенные выше данные ясно показывают, что двухрядная конфигурация постоянно превосходит однорядные подшипники по размерам, связанным с нагрузкой, оставаясь при этом конкурентоспособной по простоте сборки и общей стоимости установки по сравнению с парными решениями. Компромиссы — немного сниженная скорость и более строгие требования к центровке — представляют собой инженерные ограничения, которыми можно управлять посредством правильной спецификации и практики установки.

Где используются двухрядные шарикоподшипники? Ключевые области применения

Профиль производительности Двухрядные шарикоподшипники — высокая грузоподъемность, компактный размер, двунаправленная осевая опора и устойчивость к моментным нагрузкам — делают их пригодными для использования в самых разных отраслях и типах машин. В следующих разделах подробно описаны наиболее важные области применения.

Шпиндели станков

Шпиндели фрезерных станков, токарных станков, шлифовальных станков и обрабатывающих центров представляют собой одно из наиболее требовательных применений подшипников. Шпиндель должен одновременно выдерживать силы резания (радиальные и осевые, часто быстро меняющие направление), вращаться с высокой скоростью и сохранять точность размеров — любое отклонение под нагрузкой напрямую снижает качество детали. Двухрядные радиально-упорные шарикоподшипники являются стандартным выбором для шпинделей станков с углами контакта от 25 до 32 градусов, выбранными в зависимости от соотношения осевой и радиальной силы резания, ожидаемой для конкретных операций обработки. В высокоточных шлифовальных шпинделях подшипники обычно имеют предварительный натяг, чтобы устранить внутренний зазор и еще больше повысить жесткость. Стандартный прецизионный подшипник шпинделя для шлифования может работать со скоростью от 15 000 до 30 000 об/мин, сохраняя при этом радиальное биение менее 1 микрометра (Источник: Стандарт ABMA 20, Выбор подшипника шпинделя станка).

Автомобильные ступицы колес

Подшипниковые узлы ступиц автомобильных колес являются одним из самых массовых применений двухрядных радиально-упорных шарикоподшипников в мире. Ступица колеса должна выдерживать как вертикальную нагрузку автомобиля (радиальную к подшипнику), так и боковые нагрузки, возникающие при прохождении поворотов (осевую к подшипнику), как во внутреннем, так и в внешнем направлениях. Типичный подшипник ступицы переднего колеса легкового автомобиля работает под комбинированной нагрузкой, которая циклически меняется между чисто радиальной (движение по прямой), комбинированной радиально-осевой (поворот) и ударной нагрузками (удары по дороге) — рабочий цикл, который специально соответствует двунаправленной осевой способности двухрядной конструкции с угловым контактом. Современные подшипниковые узлы ступиц колес объединяют двухрядный подшипник с фланцами и уплотнениями в единый картриджный узел, что еще больше упрощает установку и устраняет необходимость регулировки на месте.

Электродвигатели

В более крупных электродвигателях (обычно с корпусом более 180 мм), где установленные на валу шкивы, звездочки или муфты создают значительные радиальные и осевые нагрузки на подшипник со стороны привода, вместо однорядных шарикоподшипников обычно используются двухрядные радиальные шарикоподшипники. Двухрядная конструкция более эффективно выдерживает натяжение ремня и обеспечивает большую стабильность вала, снижая вибрацию, которая в противном случае привела бы к ухудшению изоляции обмотки и сокращению срока службы двигателя. IEC 60034-14 (Механическая вибрация) определяет максимальные пределы скорости вибрации для вращающихся электрических машин, а повышенная жесткость вала, обеспечиваемая двухрядными подшипниками, является практическим инструментом, позволяющим оставаться в этих пределах в сложных условиях установки. (Источник: МЭК 60034-14:2007).

Сельскохозяйственная и строительная техника

Сельскохозяйственная и строительная техника представляет собой одну из самых тяжелых условий эксплуатации для подшипников: ударные нагрузки при эксплуатации в полевых условиях, загрязнение пылью, грязью и водой, широкий диапазон температур, редкие интервалы смазки и работа при постоянно изменяющихся скоростях и нагрузках. Двухрядные самоцентрирующиеся шарикоподшипники являются предпочтительным решением для этих условий, поскольку их сферическая внешняя дорожка качения компенсирует прогиб вала и несоосность корпуса, которые неизбежно возникают в сварных конструкциях и длинных сельскохозяйственных валах, работающих при тяжелых нагрузках сельскохозяйственных культур. Общие приложения включают в себя:

• Приводы жатки комбайна и молотильные барабаны
• Валы отбора мощности и бортовые передачи тракторов
• Ступицы дисков сеялок и сеялок
• Направляющие и возвратные ролики конвейеров для строительной техники
• Узлы вибровала уплотнителя

Конвейерные и погрузочно-разгрузочные системы

В конвейерных системах в горнодобывающей промышленности, логистике и производстве широко используются двухрядные шарикоподшипники в роликовых валах, барабанах и приемных узлах. Двухрядный самовыравнивающийся тип особенно ценен в длинных конвейерных системах, где тепловое расширение и деформация конструкции могут вызвать смещение валов в течение периода эксплуатации. На конвейерах для обработки сыпучих материалов поломки подшипников составляют примерно 60% незапланированных простоев конвейеров. (Источник: Ассоциация производителей конвейерного оборудования, Ленточные конвейеры CEMA для сыпучих материалов, 7-е издание). Документально подтверждено, что использование двухрядных самовыравнивающихся шарикоподшипников вместо однорядных в критических местах позволяет сократить время простоя, связанное с подшипниками, на 30–45 % в крупнотоннажных приложениях.

Насосы и компрессоры

Центробежные насосы и поршневые компрессоры создают комбинированные радиальные нагрузки (от сил рабочего колеса и поршня) и осевые нагрузки (от перепада давления жидкости на рабочем колесе или поршнях). В средних и больших корпусах насосов в качестве опоры вала стандартно используются двухрядные радиально-упорные шарикоподшипники или двухрядные радиально-упорные шарикоподшипники, выбранные из-за их способности выдерживать такую ​​комбинированную схему нагрузки в пределах компактной геометрии корпуса, типичной для конструкций насосов и компрессоров. Совместимость уплотнений и удержание смазки также имеют решающее значение в этих приложениях, а двухрядные подшипники в герметичной или экранированной конфигурации снижают требования к техническому обслуживанию за счет значительного увеличения интервалов повторного смазывания.

Руководство по выбору приложения

Сравнение грузоподъемности: двухрядный и однорядный (визуальные данные)

В приведенной ниже таблице показаны номинальные динамические нагрузки (значение C в кН) для типичных однорядных и двухрядных радиальных шарикоподшипников пяти распространенных размеров отверстий. Каждая пара стержней сравнивает однорядный подшипник с его двухрядным аналогом в эквивалентном внешнем диаметре. Закономерность очевидна: при всех размерах отверстий двухрядный подшипник обеспечивает существенно более высокую грузоподъемность при той же или лишь незначительно большей внешней оболочке. Для инженеров, выбирающих подшипники для условий комбинированной нагрузки, эти данные делают выбор в пользу двухрядного подшипника убедительным: один и тот же диаметр отверстия выдерживает значительно большую нагрузку, что напрямую снижает риск преждевременного усталостного разрушения. Данные подтверждают, что в приложениях, где нагрузка является ограничивающим фактором, двухрядная конфигурация является более выгодным инженерным решением, даже с учетом несколько более высокой удельной стоимости. Если оба варианта технически жизнеспособны, двухрядный подшипник должен быть выбором по умолчанию для любого применения с требованиями длительного срока службы или ограниченным доступом для обслуживания.

Как правильно выбрать двухрядный шарикоподшипник для вашего применения

Правильный выбор подшипника требует работы со структурированным набором параметров применения. Выбор двухрядного подшипника без его точного соответствия нагрузке, скорости, смазке и условиям окружающей среды может привести к преждевременному выходу из строя даже при использовании технически более совершенного типа подшипника. Следующая методология выбора соответствует стандарту ISO 281 и стандартной инженерной практике.

Шаг 1. Определите приложенные нагрузки

Определите величину и направление всех нагрузок, действующих на подшипник. Для большинства приложений это включает в себя:

• Радиальная нагрузка (Fr): Силы, перпендикулярные оси вала — натяжение ремня, сила зацепления шестерни, вес вращающихся компонентов.
• Осевая нагрузка (Fa): Силы, параллельные оси вала — тяга косозубого колеса, перепад давления вентилятора, сила теплового расширения.
• Коэффициент ударной или ударной нагрузки: Умножьте статические нагрузки на коэффициент удара от 1,5 до 3,0 в зависимости от тяжести воздействия, ожидаемого в данном приложении.
• Эквивалентная динамическая нагрузка (P): Для расчета используйте P = X x Fr Y x Fa, где X и Y — коэффициенты радиальной и осевой нагрузки из таблиц данных производителя подшипников.

Шаг 2. Рассчитайте необходимую динамическую нагрузку

Используя уравнение срока службы ISO 281, рассчитайте требуемую динамическую нагрузку (C) для заданного срока службы:

C = P x (L10h x 60 x n / 10^6)^(1/3)

Где L10h — требуемый срок службы в часах, n — рабочая скорость в об/мин, а P — эквивалентная динамическая нагрузка в кН. Результат дает минимальную динамическую нагрузку, которой должен соответствовать или превышать выбранный подшипник. Выберите двухрядный подшипник, значение C по каталогу которого равно расчетному требуемому C или превышает его, затем убедитесь, что диаметр отверстия, внешний диаметр и ширина выбранного подшипника укладываются в пределы доступного пространства.

Шаг 3. Проверьте возможности скорости

У каждого подшипника есть предельная скорость — максимальная частота вращения, при которой он может работать непрерывно без чрезмерного выделения тепла. Для двухрядных шарикоподшипников предельная скорость обычно на 15–25 % ниже, чем у сопоставимого однорядного подшипника того же диаметра отверстия, из-за дополнительного тепла, выделяемого вторым рядом тел качения. Всегда проверяйте, что рабочая скорость применения не превышает 80 % от предельной скорости подшипника при нормальных условиях эксплуатации и 70 % при повышенной температуре или плохой смазке. (Источник: общая практика проектирования подшипников; Справочник машиностроения, 31-е издание).

Шаг 4. Выберите зазор и предварительную нагрузку.

Внутренний зазор — величина свободного хода между телами качения и дорожками качения — существенно влияет на характеристики подшипника. Двухрядные шарикоподшипники доступны со стандартным зазором (C3 — слегка ослабленный, CN — стандартный, C2 — слегка тугой). Для применений, требующих высокой жесткости вала (шпиндели станков, прецизионные приводы), может оказаться целесообразным небольшой предварительный натяг (отрицательный зазор). Для применений со значительным повышением температуры (электродвигатели, редукторы) класс зазора C3 обеспечивает дополнительный рабочий зазор для компенсации теплового расширения во время работы.

Шаг 5. Выберите конфигурацию уплотнения и смазки.

Двухрядные шарикоподшипники доступны в открытой (неэкранированной), экранированной (ZZ) и закрытой (2RS) конфигурациях:

• Открытые подшипники: Требуют внешней смазки (смазка или масло); подходит для высокоскоростных или высокотемпературных применений, где можно поддерживать интервалы замены смазки
• Экранированный (ZZ): Металлические щитки уменьшают попадание загрязнений и удерживают смазку; подходит для чистых и умеренных сред; допускают некоторое снижение скорости по сравнению с герметичным типом
• Герметичный (2RS): Резиновые контактные уплотнения обеспечивают превосходную защиту от загрязнений и удержание смазки; предпочтителен для применения в сельском хозяйстве, строительстве и на открытом воздухе; во многих случаях с пожизненной смазкой

Матрица решений по выбору подшипника

Рекомендации по установке двухрядных шарикоподшипников

Правильно выбранный двухрядный шарикоподшипник все равно может преждевременно выйти из строя, если он установлен неправильно. Исследования специалистов по анализу отказов подшипников показывают, что примерно 16% преждевременных отказов подшипников вызваны неправильной практикой установки. (Источник: Журнал трибологии ASME, исследования коренных причин отказов подшипников; общий отраслевой справочник). Следующие методы значительно снижают риск сбоев, вызванных установкой.

Правильно обращайтесь с подшипниками перед установкой

• Храните подшипники в оригинальной упаковке до момента установки во избежание загрязнения и коррозии.
• Никогда не мойте подшипники водопроводной водой — при необходимости используйте чистый уайт-спирит или растворитель для очистки подшипников.
• Никогда не вращайте подшипник всухую сжатым воздухом — без смазки тела качения могут достичь опасной скорости.
• Перед установкой проверьте вал и отверстие корпуса на предмет правильности размеров, округлости и чистоты поверхности.

Приложите усилие к правильному кольцу во время установки.

Это наиболее важное правило механической установки для всех шарикоподшипников. При запрессовке подшипника на вал усилие необходимо прикладывать только к внутреннему кольцу. При запрессовке в отверстие корпуса усилие должно быть приложено только к наружному кольцу. Никогда не применяйте силу к телам качения. Приложение установочной силы через шарики создает углубления (метки Бринелля) на дорожках качения, которые немедленно создают шум и ускоряют усталостное разрушение. Используйте пресс с установочной втулкой подходящего размера или используйте метод термического монтажа (нагрев подшипника до 80–100 градусов C для расширения отверстия перед надеванием на вал).

Термический метод монтажа

При установке с натягом на валы большего размера термический монтаж предпочтительнее механического прессования, поскольку он устраняет ударные нагрузки на тела качения. Нагрейте подшипник в масляной бане или индукционном нагревателе до температуры от 80 до 100 градусов C (никогда не превышайте 125 градусов C, так как температура выше этого значения может изменить термообработку стали). Быстро наденьте подшипник на вал, пока он еще развернут, и прижимайте его к заплечику вала, пока он не остынет и не зафиксируется. Никогда не используйте открытое пламя для нагрева подшипников. — это создает локальные горячие точки, которые необратимо повреждают микроструктуру дорожек качения.

Смазка при установке

Открытые и экранированные двухрядные шарикоподшипники необходимо смазывать до или сразу после установки. Заполните внутреннюю часть подшипника примерно на 30–50 % свободного пространства смазкой, соответствующей рабочей температуре, скорости и окружающей среде. Переизбыток смазки является распространенной ошибкой, которая приводит к взбалтыванию, перегреву и преждевременному повреждению уплотнений в закрытых подшипниках. См. рекомендации производителя подшипников по заполнению смазкой для каждого конкретного размера и скорости подшипника.

Техническое обслуживание, интервалы смазки и распознавание режимов отказа

Правильное постоянное техническое обслуживание является наиболее экономичным способом продлить срок службы любой установки с двухрядными шарикоподшипниками на полный расчетный срок. В следующем разделе описаны интервалы повторного смазывания, мониторинг вибрации и наиболее распространенные виды отказов, которые необходимо распознать, прежде чем они вызовут вторичное повреждение.

Интервалы повторного смазывания

Для открытых или экранированных двухрядных шарикоподшипников, работающих при умеренных скоростях и температурах, практическая формула интервала повторного смазывания (Источник: Справочное руководство по смазке NLGI Grease Lubrication; общая практика производства подшипников):

Интервал (часы) = 14 000 / (sqrt(n) x sqrt(d)) - 4d x sqrt(n)

Где n = скорость в об/мин и d = диаметр отверстия в мм. Эта формула обеспечивает базовый уровень, который следует уменьшить на 50 % для работы при высоких температурах (выше 70 °C), на 50 % для загрязненных сред и на 25 % для вертикально установленных валов, где смазка легче вытекает из внутренней части подшипника. При повторном смазывании всегда используйте смазку одного и того же типа — смешивание несовместимых баз смазок может привести к быстрому разрушению обеих смазок и ускорению выхода из строя подшипников.

Мониторинг состояния

Регулярный анализ вибрации с использованием портативного виброанализатора или акселерометра, устанавливаемого на постоянной основе, является наиболее надежным методом обнаружения развивающихся дефектов подшипников до того, как они приведут к выходу из строя. Характерные частоты дефектов — BPFO (частота прохождения шарика, внешнее кольцо), BPFI (частота прохождения шарика, внутреннее кольцо), BSF (частота вращения шарика) и FTF (основная частота поезда) — могут быть рассчитаны на основе геометрии подшипника и рабочей скорости и могут быть идентифицированы в спектрах вибрации задолго до того, как дефект станет критическим. Исследования показывают, что мониторинг состояния подшипников на основе вибрации обычно обеспечивает предупреждение за 2–6 недель до отказа. , что позволяет плановую замену во время периодов планового технического обслуживания, а не реагирование на аварийную поломку (Источник: ISO 13373-1:2002, Мониторинг состояния и диагностика машин).

Распространенные виды отказов и основные причины