Высокоскоростные подшипники: особенности строения и смазывания

Быстроходные подшипники используют в составе шпиндельных станков, компрессоров и насосов, точных инструментов, биотехнологического оборудования, аэрокосмических узлов и другой техники.
От скоростных подшипников ожидают высокой производительности, энергоэффективности, стабильной работы. Желательно, чтобы такие механизмы были стойкими к износу, нетребовательными к обслуживанию, доступными. Современные производители вполне оправдывают ожидания пользователей. Как им это удается, расскажем в нашей статье.

Ограничивающие факторы

Создавая подшипники для высокоскоростного оборудования, конструкторы сталкиваются с рядом ограничений:

• перегрев узла при увеличении частоты вращения;
• рост центробежной силы и, как следствие, превышение допустимого контактного напряжения;
• быстрый износ традиционных материалов, деградация общепромышленной смазки в условиях интенсивной эксплуатации.

Способы преодоления

Ведущие производители подшипников стремятся обойти перечисленные ограничения, отвечая новейшим требованиям заказчиков. При конструировании высокоскоростных подшипников используют следующие приемы:

• применяют шариковые тела качения, так как они отличаются большей быстроходностью, в отличие от роликов;
• частично устраняют центробежную нагрузку, используя компактные корпуса, мелкие шарики;
• используют альтернативные материалы – сталь высокой плотности, керамику, полиамид, текстолит, композиты;
• создают открытые модели взамен закрытых, если их использование возможно в конкретных условиях эксплуатации;
• применяют современные технологии производства (например, вакуумную дегазацию стали, сборку в чистой среде);
• отдают предпочтение моделям с внутренним зазором, а не преднатягом;
• рекомендуют использовать смазки с пониженной вязкостью.

Специфика смазки

Ключевым параметром при выборе смазки для высокоскоростных подшипников является вязкость базового масла. Если она слишком высока, трение и нагрев внутри узла увеличатся, что повлечет за собой снижение эффективности оборудования в целом.

Большинство общепромышленных смазок подходят только для работы на небольших скоростях – до 50 тысяч оборотов в минуту. Если речь идет о более быстром вращении, а также о работе в условиях высокого давления и нагрузки, используют масло с вязкостью ниже 500 сСт.

Важным фактором является также гладкая, равномерная текстура смазки. Ее обеспечивают загустители на основе кальция, кремния, лития. Составы с такими компонентами способствуют лучшему каналообразованию, снижают риск вспенивания и расслоения.

При выборе смазки учитывают фактор нагрева. Базовое масло должно иметь высокие параметры температуры каплепадения (как минимум на 25 градусов выше, чем рабочая температура).

Предложения ведущих брендов

Крупнейшие производители наладили серийный выпуск быстроходных подшипников. Приведем примеры востребованных линеек и технологических решений:

1. Популярные высокоскоростные подшипники бренда представлены в сериях EWELLIX и EXPLORER. Первые относятся к высокопрецизионным, имеют большее количество мелких шариков по сравнению со стандартными моделями. Угол контакта составляет 15 градусов для подшипников с маркировкой CE и 25 градусов для АСЕ. Модели FB имеют уплотнение и угол контакта 18 градусов.

Быстроходные подшипники EXPLORER относятся к категории радиально-упорных. В отличие от стандартных моделей, имеют латунный сепаратор, улучшенную геометрию дорожек качения. Угол контакта составляет 25, а не 40 градусов. Предельная скорость выше на 40%.

В каталоге бренда также представлены гибридные быстроходные модели. Они имеют твердые легкие шарики из нитрида кремния, полимерные сепараторы

2. Производитель выпускает высокоскоростные шпиндельные подшипники HCS70 и HCS719 гибридного типа с керамическими шариками. Они поставляются в открытом и закрытом исполнении.

Предельно высокие частоты вращения достигаются с моделями серии DLR с непосредственным вводом смазки. Они имеют кольцевую канавку и радиальные смазочные отверстия.

3. NTN-SNR. Производитель выпускает быстроходные подшипники двух заметных серий: MachLine, Topline. Узлы MachLine Speed предназначены для работы со скоростью вращения до 100 000 оборотов в минуту. Они имеют угол контакта 15, 17 или 25 градусов, относятся к высокому или сверхвысокому классу точности, выпускаются с тремя видами преднатяга. В серии также представлены гибридные подшипники Sealed с керамическими шариками.

Механизмы серии Topline для работы на высоких оборотах имеют полиамидный сепаратор, специальную смазку с присадками и бесконтактные металлические шайбы. Эти подшипники изначально разработаны для военного применения, а затем адаптированы к потребностям гражданской промышленности.

В каталоге нашего магазина представлены оригинальные высокоскоростные подшипники разных марок. Если вам нужна помощь в выборе модели для конкретных условий, обращайтесь за консультацией по телефону.