Ограничения по частоте вращения

Performance and operating conditionsBearing type and arrangementBearing sizeLubricationOperating temperature and speedBearing interfacesBearing executionSealing, mounting and dismounting

Скоростные характеристики подшипника обычно определяются его рабочей температурой. Однако для некоторых типов подшипников и подшипниковых узлов существенное влияние на скоростные характеристики оказывают механические ограничения деталей подшипника.

В таблицах подшипников обычно указываются две частоты вращения: 

  • номинальная частота вращения, которая определяется тепловыми условиями 
  • предельная частота вращения, которая определяется механическими ограничениями 
Оба значения являются предупредительными, а не строго ограничительными, однако в случае достижения подшипником любого из данных значений необходим более глубокий анализ условий эксплуатации.
Для подшипников с контактными уплотнениями номинальная частота вращения в таблицах продукции не указывается. Обычно предельная частота для таких подшипников является максимальной.

Приблизительные тепловые ограничения частоты вращения на основе стандартных условий ISO

Указанная в таблицах продукции номинальная частота вращения основана на модели SKF для расчёта момента трения. Её значение получено с учётом термического равновесия при стандартных условиях эксплуатации и охлаждения в соответствии с ISO 15312. Номинальная частота вращения служит для быстрой оценки скоростных характеристик подшипника. Её также можно использовать для оценки тепловых ограничений частоты вращения.

Номинальные частоты вращения в соответствии с ISO действительны только для открытых подшипников, работающих при следующих условиях:

  • определённый нормированный теплоотвод
  • лёгкие нагрузки
    • радиальная нагрузка P = 0,05 C0 для радиальных подшипников
    • осевая нагрузка P = 0,02 C0 для упорных подшипников
  • номинальное повышение температуры на 50 °C (90 °F) по отношению к номинальной температуре окружающей среды 20 °C (70 °F)
  • смазывание минеральным маслом без антизадирных присадок
    • ISO VG32 для радиальных подшипников
    • ISO VG68 для упорных подшипников
  • эксплуатация в чистых условиях
  • достаточный рабочий зазор (→ «Выбор начального внутреннего зазора»)
  • горизонтальное расположение вала, вращающееся внутреннее и неподвижное наружное кольца
Уплотнённые подшипники не включены в стандарт ISO о номинальных частотах вращения.
Стандарт ISO, разработанный для смазывания маслом, также действителен для пластичной смазки при условии использования смазки на основе литиевого мыла и минерального базового масла с вязкостью от 100 до 200 мм²/с. При смазывании пластичной смазкой в первое время после пуска возможен повышенный нагрев, пока подшипники не достигнут установившейся рабочей температуры.

Скорректированная номинальная частота вращения

Номинальные частоты вращения по ISO действительны для нормированных условий эксплуатации и теплоотвода. Поэтому SKF рекомендует выполнять расчёт скорректированной номинальной частоты вращения с учётом фактической нагрузки и вязкости смазочного материала для конкретного оборудования. Это можно выполнить с помощью программы SKF Bearing Calculator. Однако такая корректировка номинальной частоты не учитывает особенностей фактического теплоотвода для конкретного оборудования, поэтому при расчётах рекомендуется использовать консервативный подход. Чтобы учесть влияние теплоотвода, необходим тщательный термический анализ.

Механические ограничения частоты вращения

Указанная в таблицах продукции предельная частота вращения является максимально допустимой для подшипников стандартного исполнения. Превышение этого значения допускается только при соответствующей модификации конструкции подшипника и оборудования для работы с повышенными частотами вращения.

Предельная частота вращения определяется следующими параметрами:

  • стабильность формы и прочность сепаратора
  • смазывание направляющих поверхностей сепаратора
  • центробежные и гироскопические силы, действующие на тела качения
  • другие факторы, ограничивающие частоту вращения, например, тип уплотнений и смазочный материал для уплотнённых подшипников

ПРИМЕЧАНИЕ

Некоторые открытые шарикоподшипники имеют очень малое трение, и их номинальные частоты вращения могут превышать предельные значения. Не следует использовать только механические ограничения частоты вращения. Необходимо также рассчитать скорректированную номинальную частоту вращения. Наименьшая из этих двух величин определяет предел частоты вращения.

Частоты вращения, превышающие номинальные или предельные значения

Подшипники могут работать при частотах вращения, превышающих номинальные, скорректированные номинальные или даже предельные значения. Однако перед этим необходимо выполнить тщательный термический анализ и принять соответствующие дополнительные меры (например, использование специальных сепараторов или модернизация оборудования с применением прецизионных подшипников). Для компенсации последствий от увеличенных частот вращения рассмотрите следующие варианты:

  • Компенсация увеличения температуры подшипника за счёт дополнительного охлаждения.
  • Компенсация уменьшения зазора подшипника вследствие повышения его температуры.
  • Корректировка допусков посадки в корпусе для того, чтобы увеличение температуры подшипника не оказывало негативного влияния на возможность осевого смещения наружных колец плавающих подшипников.
  • Корректировка класса точности подшипника, а также геометрических допусков посадочного места на валу и в корпусе во избежание повышенной вибрации.
  • Использование сепаратора специального исполнения, который подходит для работы с повышенными частотами вращения, особенно при значениях частоты вращения, которые близки к предельному или превышают его.
  • Убедитесь, что используемый смазочный материал и метод смазывания подходят для применения при повышенных рабочих температурах и совместимы с сепаратором.
  • Убедитесь в приемлемости интервала повторного смазывания, особенно для подшипников, смазываемых пластичной смазкой. Может потребоваться смазывание маслом.
SKF logo