Разъёмные сферические роликоподшипники FAG: устройство, применение и выбор

Когда вышел из строя подшипник на валу редуктора, барабана конвейера или вентилятора, главные потери бывают не от стоимости самой детали, а от простоя: чтобы поставить обычный подшипник, нужно снять привод, шестерни, а иногда разобрать составной вал. Разъёмные сферические роликоподшипники FAG решают эту задачу конструктивно: кольца и сепаратор состоят из двух половин и собираются прямо на валу, без демонтажа соседних узлов. В статье — как устроен разъёмный сферический роликоподшипник, где он оправдан, какие размеры выпускает FAG и на что смотреть при выборе.

Что такое разъёмный сферический роликоподшипник

Разъёмный сферический роликоподшипник — это двухрядный роликовый подшипник с самоустанавливающимися роликами, у которого внутреннее и наружное кольца, а также сепаратор с телами качения разрезаны на две половины. Половины колец стягиваются винтами; подшипник монтируется на вал, уже находящийся в опорах. Для узла это означает, что разъёмный сферический роликоподшипник FAG можно заменить, не снимая муфту, шестерню или шкив.

Конструкция

Внутренняя конструкция большинства разъёмных сферических роликоподшипников FAG соответствует проверенному исполнению E1 обычных сферических подшипников: максимально возможное количество роликов наибольших размеров. Только у некоторых крупногабаритных подшипников внутреннее кольцо выполнено со средним бортиком. Отдельные детали:

• прецизионные винты соединяют половинки колец; стяжные винты фиксируют половинки внутреннего кольца на валу;
• сепаратор массивный: из стеклонаполненного полиамида (обозначение TVPA) или из латуни (MA);
• на наружном кольце есть канавка и отверстия для смазки;
• закрепительные кольца в большинстве подшипников интегрированы с внутренними кольцами.

Допуски и зазор

Разъёмные подшипники выпускаются с нормальными допусками, соответствующими допускам радиальных подшипников, и с нормальным радиальным зазором по DIN 620. Отверстие цилиндрическое.

Исполнение с раздельными закрепительными кольцами

При значительной разнице температур между валом и внутренними полукольцами — например, в сушильных цилиндрах бумагоделательных машин — лучше подходят подшипники с раздельными закрепительными кольцами. В серии FAG они выпускаются для крупных диаметров, а сепаратор в них латунный (MA).

Где применяют разъёмные подшипники FAG

Каталог FAG называет две типичные области.

Горнодобывающая промышленность и обогащение:

• роторные экскаваторы, лебёдки и шкивы;
• винтовые конвейеры, ковшовые элеваторы и ленточные конвейеры;
• мешалки, мельницы и дробилки;
• агломерационные установки и вращающиеся трубчатые печи;
• компрессоры и вентиляторы, пылеуловители;
• приводы и трансмиссионные валы.

Целлюлозно-бумажная промышленность: компрессоры и вентиляторы, мешалки, сушильные цилиндры, приводы и трансмиссионные валы, конвейеры и рубительные машины.

Общий признак всех этих узлов — труднодоступная опора, где простой дорог. Если на объекте уже стоят неразъёмные сферические роликоподшипники с закрепительной втулкой, их можно заменить на разъёмные сферические роликоподшипники FAG: наружный диаметр, ширина наружного кольца и установочный диаметр на вал должны совпадать. Таблица соответствия — в карточке каждого изделия, подробнее — в статье о замене подшипников.

Размерный ряд

Производственная программа охватывает валы от 55 до 630 мм и дюймовые валы от 2 3/16 до 16 дюймов. Размерные ряды 222, 230 и 231 (а для крупных подшипников — 240) повторяют размерные ряды неразъёмных сферических роликоподшипников с закрепительными втулками. Выдержка из таблицы метрического ряда:

Полный список — в разделе «Разъёмные сферические роликоподшипники»: метрические, дюймовые и с раздельными закрепительными кольцами, всего 141 типоразмер.

Грузоподъёмность и частота вращения

Из-за резьбового соединения полуколец делительная окружность тел качения у разъёмного сферического роликоподшипника меньше, и грузоподъёмность несколько ниже, чем у неразъёмного. Тем не менее за счёт максимального числа роликов она остаётся высокой. При расчёте эквивалентной динамической нагрузки вводится коэффициент 1,1, учитывающий стык.

Формулы из каталога (в кН): при Fa/Fr ≤ e нагрузка P = 1,1·(Fr + Y1·Fa), при Fa/Fr > e — P = 1,1·(0,67·Fr + Y2·Fa); статическая — P0 = F0r + Y0·F0a. Коэффициенты e, Y1, Y2, Y0 приведены в таблице каждого типоразмера. Предельная частота вращения указана с учётом прочности сепаратора и вибраций, возникающих из-за стыка; если рабочая частота выше, нужна консультация специалистов FAG.

Минимальная нагрузка

Для безаварийной работы подшипник должен быть нагружен минимальной радиальной нагрузкой P = 0,02·Cr (кН), это особенно важно при высоких частотах вращения. Чтобы внутреннее кольцо постепенно не проворачивалось на валу, должно выполняться P/C ≤ 0,2.

Посадки, смазка и монтаж

Вал обрабатывается с допуском от h6 до h9, отверстие в корпусе — H7 или H8; те же допуски используют для обычных подшипников с закрепительными втулками. Смазывают разъёмные сферические роликоподшипники литиевой консистентной смазкой класса консистенции 2 с EP-присадками; интервалы — как у неразъёмных роликоподшипников.

Автоматическая смазка

Особенно оправдано сочетание с автоматическим смазочным устройством Motion Guard: свежая смазка непрерывно поступает в зону контакта, интервал смазки и обслуживания увеличивается, исключаются недостаточная и чрезмерная смазка, а срок службы подшипника заметно растёт.

Порядок монтажа

Перед началом работ

К каждому разъёмному сферическому роликоподшипнику прилагается подробная инструкция по монтажу — ознакомьтесь с ней до разборки узла.

Последовательность

1. Подвести опору под вал-ротор и снять крышку корпуса.
2. Демонтировать старый подшипник; неразъёмный сферический роликоподшипник с закрепительной втулкой осторожно разрезают шлифовальным кругом.
3. Половину наружного кольца разъёмного сферического роликоподшипника уложить в нижнюю часть корпуса, смонтировать внутреннее кольцо на валу, отцентрировать и затянуть половины внутреннего кольца.
4. Смонтировать остальные детали и верхнее полукольцо, убрать опору из-под вала, чтобы нагрузить подшипник, и установить крышку корпуса.

Разъёмный или обычный подшипник: сравнение

Выбор в пользу разъёмного сферического роликоподшипника обычно оправдан, когда стоимость простоя выше разницы в цене подшипников, а доступ к опоре ограничен.

Какие серии есть в каталоге

В метрическом ряду представлены 69 типоразмеров с диаметрами отверстия 55–420 мм: серии 222SM с полиамидным сепаратором (TVPA) и латунным (MA), а также 230SM, 231SM и 240SM с латунным сепаратором. Для дюймовых валов и для случаев значительной разницы температур вала и внутренних полуколец есть отдельные серии — подробности в каталоге.

Список вопросов перед заказом

1. Какой подшипник стоит сейчас и какое у него обозначение (например, 22212K с втулкой H312)?
2. Диаметр вала и допуск посадки (от h6 до h9).
3. Тип опоры — плавающая или фиксированная; какой корпус установлен.
4. Частота вращения, нагрузка и температура: сравните с предельной частотой вращения и грузоподъёмностью в таблице.
5. Способ смазки: консистентная или автоматическая (Motion Guard).

Как заказать

Чтобы получить стоимость и срок поставки, пришлите на zapros@lovkie.ru обозначение подшипника (например, 231SM100-MA) или диаметр вала, размерный ряд и обозначение действующего подшипника, который нужно заменить. Поставку оригинальных подшипников FAG выполняет ООО «Альпарк».