Допустимая частота вращения и монтаж корпусных подшипников типа Y: допуски вала, моменты затяжки, хранение

Корпусные подшипники типа Y легко монтировать, но на частоту вращения и ресурс влияют детали, которые часто упускают: допуск вала, тип уплотнения, момент затяжки стопорных винтов, условия хранения. Ошибка на любом этапе обернётся перегревом, проворачиванием подшипника на валу или преждевременным износом уплотнения. В статье собраны данные каталога FKL: таблица допустимых частот вращения, моменты затяжки винтов, осевая нагрузка, материалы и правила хранения.

От чего зависит допустимая частота вращения

Частота вращения подшипника типа Y ограничена двумя факторами:

1. Допуск вала. Чем больше натяг, тем выше сопротивление ударным нагрузкам и вибрациям. Чем больше зазор, тем чувствительнее подшипник к таким воздействиям и тем ниже допустимая частота.
2. Тип уплотнения. Трение между уплотнением и кольцом подшипника нагревает узел пропорционально частоте вращения.

Каталог FKL даёт данные для типовых уплотнений 2S и 2F. Для уплотнения 2B допустимая частота равна 55–60% от табличной. Для трёх- и пятикромочных уплотнений 2T, 2TB, 2TC (подшипники для сельхозтехники) она не превышает 500 об/мин, если иное не оговорено в таблице.

Таблица допустимых частот вращения

Значения, об/мин, для подшипников UE, LE, UY, LY в зависимости от допуска вала; отдельно — для серий LK и 1726…, LS. Выдержка из таблицы каталога:

Как видно, на вал 25 мм подшипник UE по допуску m7, k7 допускает 9000 об/мин, а по допуску h9 — только 1000 об/мин. Полная таблица для всех диаметров от 12 до 120 мм — в справочнике.

Пример: как определить допустимую частоту

Допустим, нужен подшипник UE на вал диаметром 50 мм.

• По таблице при допуске вала h6 допустимая частота — 4000 об/мин, при h7 — 2400 об/мин, при h9 — 560 об/мин.
• Если подшипник с уплотнением 2B, допустимая частота составит 55–60% от табличной: для h6 это примерно 2200–2400 об/мин.
• Если выбрано трёхкромочное уплотнение 2T, 2TB или 2TC, предел — 500 об/мин независимо от допуска.

Поэтому для быстроходных валов вал нужно обрабатывать с высокой точностью (m7, k7 или h6) и использовать уплотнения 2S или 2F, а для тихоходных узлов сельхозмашин ограничение в 500 об/мин не критично.

Что учесть при выборе серии

• Серии UE, LE, UY, LY допускают высокие частоты при точном валу: например, 12000 об/мин при диаметре 12 мм и допуске m7, k7.
• Серия LK (коническое отверстие с втулкой) в таблице имеет свой столбец: на вал 25 мм допустимо 6300 об/мин, на вал 50 мм — 3600 об/мин.
• Серии 1726… и LS с посадкой на вал с натягом: 14000 об/мин при диаметре 12 мм и 4800 об/мин при 50 мм.
• Для серии LK таблица заканчивается на диаметре вала 80 мм, а для серий 1726… и LS — на 50 мм: для больших диаметров допустимые обороты уточняйте у производителя.

Крепление на валу: моменты затяжки и осевая нагрузка

Стопорные винты крепят подшипники серий UE и LE на валу. Затягивать их нужно по таблице: недостаточный момент не удержит подшипник, а чрезмерный повредит резьбу и кольцо. По каталогу FKL:

Осевая нагрузка в таблице — допустимая осевая грузоподъёмность узла «вал — подшипник» при креплении стопорными винтами. Для серий на эксцентриковом кольце и закрепительной втулке технические данные приведены в таблицах соответствующих серий корпусных подшипников.

Материалы и температурный диапазон

Каталог указывает, из чего сделаны основные детали:

• кольца и тела качения — специальная сталь 100Cr6 по ISO 683-17:1999, вакуумной дегазации; термообработка обеспечивает стабильность размеров при температурах до 150 °C;
• штампованные сепараторы — из стального листа, массивные — из латуни; пластиковые сепараторы из полиамида 66 для температур от −20 до +120 °C;
• уплотнения — из резины (PERBUNAN, BUNA M), вулканизированной на защитное кольцо; рабочая температура от −20 до +120 °C;
• маслоотражательные кольца — из стального листа;
• корпуса типа T — из литейного чугуна прочностью 200 HB или холоднокатаного стального листа;
• смазка при нормальных температурах (−20…+120 °C) — литиевая класса консистенции 2 с вязкостью 90 мм²/с при 40 °C.

Корпуса из высокопрочного чугуна (ARMOR, EN-GJS-500-7) прочнее серого чугуна EN-GJL-200: предел прочности 500 МПа против 200 МПа, подробнее — в статье про узлы ARMOR.

Хранение и подготовка к монтажу

В оригинальной упаковке подшипники защищены от коррозии в течение нескольких лет. Относительная влажность воздуха на складе не должна превышать 60%. Для подшипников с уплотнениями учтите: после длительного хранения смазка может затвердеть, и сразу после установки момент трения будет выше, чем у новых подшипников.

Повторное смазывание в процессе эксплуатации

Узлы типа Y в версиях с маслёнкой допускают повторное смазывание. Подшипники заполняют только смазкой, а свободное пространство в корпусе — на 30–50% объёма; корпуса низкооборотных узлов, которые должны хорошо защищаться от коррозии, можно заполнять полностью. Количество добавляемой смазки считают по формуле Gp = 0,005·D·B (граммы, D и B в мм). Если смазка вытекает, её меняют целиком, а не пополняют. Подробно — в статье об уплотнениях и смазке.

Чек-лист перед монтажом

1. Проверьте диаметр вала и его допуск по таблице частот вращения.
2. Убедитесь, что выбрано уплотнение под условия: 2S или 2F для обычных, 2T, 2TB, 2P — только для невысоких оборотов.
3. Подготовьте динамометрический ключ нужного размера и ключи для стопорных винтов.
4. Затяните винты по таблице момента.
5. При необходимости заполните корпус смазкой и убедитесь, что есть выпускное отверстие.
6. Если подшипник хранился долго, помните о возможном затвердевании смазки и повышенном трении.

Как заказать подшипники и узлы

В разделе «Подбор» можно найти подшипник или узел по диаметру вала, а в поиске — по обозначению. Для запроса стоимости направьте обозначение, количество и город доставки на zapros@nakleit.ru.