Подшипники и подшипниковые узлы SNR для карьерного оборудования

Компания SNR GROUP - ведущий мировой производитель подшипников для автомобилей, аэрокосмической техники и промышленного оборудования; совместное предприятие автомобилестроительной группы Renault - Nissan и подшипникового концерна NTN. Являясь на протяжении многих лет одним из европейских и мировых лидеров в применении высокотехнологических решений, SNR производит продукцию, превосходящую все требования (в том числе и специфичные) своих клиентов, тем самым, обеспечивая высокую эффективность и доходность работы их оборудования. Компанией специально для карьерного оборудования разработан ряд продуктов, технические характеристики и долговечность которых превосходят многие известные стандарты…

В разных странах мира карьерный метод широко распространен для добычи различных полезных ископаемых, таких как уголь, железная руда, строительный камень, песок и многих других. Карьерный метод связан с извлечением рудных тел, которые находятся вблизи поверхности земли, дальнейшим измельчением, классификацией по составу и транспортировкой к местам дальнейшей обработки. При этом используются всевозможные типы оборудования, включая землечерпалки, скребковые экскаваторы, ковшовые колесные экскаваторы, скреперы, дробилки, грохоты, конвейера и грузовой транспорт, а так же высокоинтегрированные карьерные комбайны.

Почти во всех движущихся частях карьерных машин установлены подшипники, которым приходится работать в экстремальных условиях, резко снижающие срок службы подшипников, вызывая не редко их преждевременную поломку из-за многочисленных повреждений:

большие радиальные нагрузки - задиры, вмятины на обоймах подшипника и повреждение сепаратора;

вибрации - износ обойм подшипника и повреждение сепаратора;

Повреждения подшипников, вызванные сильной вибрацией (Фото: NTN)

удары - трещинообразование, выкрашивание и скол;

Повреждения подшипников, вызванные действием ударных нагрузок (Фото: NTN)

плохое смазывание - смазка под действием вибраций и ударов удаляется из зон контакта, что вызывает задиры, износ, трещинообразование, рост температуры, заклинивание подшипника и повреждение сепаратора;

повышенная температура (более 100 °С) - результат действия вибраций, ударов и плохого смазывания, приводит к заклиниванию подшипника и повреждению сепаратора;

загрязненность атмосферы - пыль, грязь и вода (влага), проникая через неплотности в подшипниковый узел, ускоряет износ трущихся поверхностей, коррозию, заклинивание подшипника;

несоосность - усталостные раковины и повреждение сепаратора.

Для таких условий компания SNR предлагает максимально адаптированные решения:

сферические роликоподшипники Premier - производятся по передовой технологии Premier, обладают большим функциональным потенциалом и увеличенной долговечностью;

стационарные подшипниковые узлы типа SNC - предназначены для применения в качестве опор валов тяжелонагруженных узлов;

корпусные шарикоподшипниковые узлы - компакты, обладают повышенной быстроходностью, имеют множество конфигураций;

смазочные материалы SNR LUB - высококлассные пластичные смазки, обладающие повышенным сроком службы даже при действии значительных нагрузок и вибраций.

Предлагаемые решения позволяют потребителю:

увеличить срок службы существующих машин и механизмов;

уменьшить размеры и массу вновь проектируемого оборудования;

понизить уровень шума и вибраций;

уменьшить потери мощности на трение и температуру;

повысить надежность и снизить вероятность преждевременного выхода из строя оборудования;

уменьшить простои.

Не маловажным является и то, что помимо технического и экономического преимущества, применение продукции SNR способствует улучшению экологических и эргономических свойств оборудования, так как позволяет снизить уровень таких вредных факторов, влияющие на человека и окружающую среду, как высокая температура, шум и вибрации.

Сферические роликоподшипники обладают высокой грузоподъемностью и свойствами самоустановки, что открывает большие возможности по их использованию в горнодобывающем оборудовании. Учитывая потребности мирового рынка в сферических роликоподшипниках обеспечивающих повышенный срок службы в экстремальных условиях, компанией SNR была разработана специальная технология производства подшипников, получившая название Premier.

Несколько лет инженеры и ученые компании SNR посвятили тщательному подбору конструкционных материалов, разработке наиболее рациональной конструкции и исследованию кинематики подшипников, совершенствованию производственных процессов, используя современные методы компьютерного моделирования и проводя многочисленные испытания, как лабораторные, так и натурные (только на испытания геометрии подшипников было потрачено 1000 часов!). Результатом этой работы стало появление технологии Premier, задавший новый стандарт надежности подшипников SNR - по сравнению с предыдущими поколениями удалось увеличить допускаемые нагрузки на 18%, а долговечность - на 75%!

Испытания на износ конструкционных материалов и долговечность подшипников при помощи машин SNR FB2

Основными факторами, влияющие на качество и высокие эксплутационные характеристики подшипников Premier, являются:

компания SNR большое внимание уделяет качеству сталей - осуществляет их полный контроль, используя для производства "чистые" (свободные от вредных примесей) стали, прошедшие специальную термообработку (для гомогенизации состава и работы при высоких температурах), что сводит почти на нет выход из строя подшипников Premier из-за плохих функциональных свойств сталей;

действующая на производствах SNR постоянно совершенствующаяся "жесткая" система качества и применение самого совершенного метрологического оборудования позволяет превосходить все требования по точности изготовления, предъявляемые к подобному виду продукции;

детальные исследования дали возможность без увеличения размеров, повысить допускаемые нагрузки подшипников, что было достигнуто благодаря правильному пониманию внутренней геометрии подшипников и действующих непосредственно на подшипники сил;

минимизированное трение, вследствие высокой точности изготовления и совершенной геометрии, повышает эффективность смазывания элементов подшипника, тем самым, обеспечивая работу при более высоких скоростях, низком уровне тепловыделения, в целом увеличивая долговечность.

Основные преимущества подшипников Premier следующие:

увеличенная долговечность

- увеличена в 1,75 раза по отношению к стандартным решениям;

повышенная грузоподъемность

- допускаемые нагрузки на 18% больше, чем у стандартных подшипников;

уменьшенное трение

- уменьшает на 30% рабочую температуру, снижает потребляемую мощность и количество смазочных материалов;

увеличенная скорость вращения

- расширяет области применения;

работа при высоких температурах

- температурная стабилизация позволяет эксплуатировать подшипники при температурах до 200 °С;

увеличенные допускаемые перекосы при работе

- сферические подшипники могут выдерживать перекосы до ±0,5° без уменьшения нагрузки и 1° 30' при малых нагрузках, подходят для работы в условиях больших вибраций;

высокая эффективность смазывания

- минимизированное трение и специальная смазочная система, состоящая из канавки и отверстий для смазки в наружной обойме, повышают эффективность смазки, снижают ее расход, гарантируя работу подшипников при более высоких скоростях и низком уровне тепловыделения.

Кроме того, многочисленные испытания показали, что подшипники SNR Premier превосходят конкурентов по многим параметрам. Так при испытаниях в условиях вибраций, произошло увеличение долговечности со 100 до 300 часов (в 3 раза!). А по предельным нагрузкам подшипники Premier, к примеру, превосходили подшипники, выполненные по конкурирующей технологии SKF Explorer, на 23%. По отношению к стандартным подшипникам срок службы подшипников Premier может превышать почти в 25 раз!

Сравнение предельной грузоподъемностиразличных серий подшипников SNR Premier и SKF Explorer

Cрок службы подшипников в условиях сильных вибраций

Все это помогает значительно расширить функциональные возможности существующего оборудования, увеличить надежность подшипниковых узлов, разрабатывать новые компактные машины, снижать затраты на эксплуатацию и многое другое. К примеру, подшипники Premier способны заменить более габаритные и массивные стандартные подшипники при сохранении того же ресурса.

Сравнение стандартного подшипника и подшипника SNR Premier, имеющие равную расчетную долговечность

Для различных комбинаций нагрузок и скоростей SNR разработаны различные серии сферических роликовых подшипников: 21300, 22200, 22300, 23000, 23100, 23200, 24000, 24100. К примеру, для работы при особо больших статических нагрузках рекомендуется использовать специально оптимизированные для этого случая подшипники серий 24000, 24100.

В зависимости от условий применения для горнодобывающего оборудования предлагаются базовые вариации конструкции сепаратора:

EA - стальной сепаратор;

EM - сплошной латунный сепаратор;

EF800 - сплошной сепаратор и особая внутренняя геометрия подшипника для работы в условиях сильных вибраций.

Сравнение подшипников с разными типами сепараторов

Примечание:
+ - удовлетворительно,
++ - хорошо,
+++ - отлично.

Подшипники со стальным сепаратором типа EA являются подшипниками общего применения, пригодны для работы в условиях высоких температур (свыше 150°С) и малых вибраций. Они имеют следующие особенности:

повышенная устойчивость к широкому диапазону температур -60°C…200°C;

точное центрирование сепаратора на шлифованной поверхности дорожки внутреннего кольца и вращающихся элементах подшипника из-за прецизионных направляющих роликов;

точное направление роликов подшипника осуществляется путем размещения в ячейках сепаратора, каждая из которых имеет 4 направляющих, обеспечивающие совершенное позиционирование вращающихся элементов без каких-либо дополнительных компонентов, что гарантирует минимальное трение, увеличение срока службы подшипника и уменьшение объема технического обслуживания;

обработка поверхности подшипникового сепаратора (фосфатизация - масляная закалка) уменьшает коэффициент трения и износ подшипника - для работы подшипника при высоких скоростях;

превосходное смазывание всех элементов вследствие особой формы сепаратора, сохраняющей запас смазки в подшипнике и облегчающий растекание;

стандартно производятся с диаметрами внутреннего отверстия от 25мм до 400мм.

Особенности внутренней конструкции подшипников Premier cо стальным сепаратором типа EA

Подшипники с латунным сепаратором типа EM специально разработаны для работы в условиях высоких температур (до 200°С) и тяжелых эксплуатационных режимах (высокие скорости вращения, ударные нагрузки, загрязнение и т.д.). Они имеют следующие особенности:

сплошной латунный сепаратор минимизирует резонансные воздействия;

высокая сопротивляемость ударным нагрузкам и повышенная прочность благодаря пластичной деформации применяемого материала - латуни;

уменьшение трения при большой скорости из-за свойства "самосмазывания" материала сепаратора;

центрирование сепаратора на вращающихся элементах боковыми плечиками на внутреннем кольце подшипника;

отсутствие контакта "сепаратор-кольцо" позволяет избежать заклинивания подшипника при температурном расширении;

долговечность в условиях вибрации до 7 раз больше, чем у подшипника со стальным сепаратором;

температурная стабилизация для работы в условиях высоких температур (до 200°С);

стандартно производятся с диаметрами внутреннего отверстия от 25 мм до 400мм.

Внутренняя конструкция подшипников Premier

Подшипники со сплошным латунным сепаратором типа EF800 специально разработаны для работы в условиях больших вибраций. Рекомендуются к применению в машинах, воспринимающие большие вибрации: дробилки, классификаторы и т.п. Они имеют следующие особенности:

высокая сопротивляемость вибрациям из-за применения монолитного сепаратора, который минимизирует феномен резонанса, являющийся причиной разрушения подшипника;

надежное удержание роликов подшипника при вибрации благодаря боковым плечикам на внутреннем кольце и финальной установке зазора после монтажа;

для гарантии хорошей работы в условиях вибрации допуски на наружный диаметр, внутренний диаметр и внутренний зазор уменьшены;

специальный радиальный зазор: С4, на 2/3 выше допуска, для лучшей финальной регулировки после монтажа, - так же доступны подшипники с зазорами С0 и С3;

стабилизация для работы при температурах до 200 °C;

выпускается серией 22300;

стандартно производятся с диаметрами внутреннего отверстия от 40мм до 170мм.

Подшипник Premier EF800

Подшипники Premier могут применяться в различных машинах и механизмах:

щековые, конусные, валковые, молотковые дробилки;

вибрационные грохоты и прочие классификаторы;

вентиляторы;

насосы;

подъемные механизмы;

опорные узлы конвейеров;

редуктора;

коробки передач…

Подшипники SNR Premier полностью взаимозаменяемы с подшипниками производства стран СНГ и могут их заменять, когда требуется:

повышенная надежность и безопасность,

работа при больших температурах и/или вибрациях,

увеличение мощности оборудования,

создание более компактных машин.

Ниже приведена взаимозаменяемость подшипников SNR и стран СНГ по сериям.

Стационарные подшипниковые узлы SNC

Стационарные подшипниковые узлы SNC представляют собой конструкции из металлического корпуса, встроенного самоустанавливающегося подшипника и дополнительных деталей, которые оптимизированы для работы при очень больших нагрузках, когда точное совмещение осей не гарантированно, а так же для применения при высоких скоростях вращения, наличии вибрации, высокой температуры и других вредных воздействий.

В состав стационарного узла SNС могут входить:

корпус;

самоустанавливающийся подшипник;

закрепительная втулка (для подшипников с коническим отверстием);

уплотнения;

торцевая крышка;

фиксирующие кольца;

дополнительные элементы.

Комплектация стационарного подшипникового узла SNC

Корпус состоит из двух частей: крышки и основания, - которые стягиваются крепежными болтами. Такая разъемная конструкция корпуса облегчает сборку и обслуживание узла. Корпуса выполнены по модульной структуре, что позволяет применять один и тот же корпус с подшипниками и уплотнениями разных типов.

Все стационарные узлы оптимизированы для работы в тяжелых условиях, каждый их элемент просчитан, оптимально сконструирован, существенно облегчая сборку, монтаж и обслуживание, а так же гарантировать максимально возможную долговечность. К примеру, корпуса стационарных узлов SNC разработаны с использованием конечно-элементного моделирования, кроме того, большое внимание уделялось лабораторным и натурным испытаниям, что позволило выявлять и в последующем корректировать недостатки, допущенные на начальных этапах проектирования.

Испытание подшипникового узла SNC на растяжение

Такой подход SNR к разработке дал корпусам узлов SNC большие преимущества:

изготовлены из высококачественного серого или ковкого чугуна (по специальному заказу);

длительный срок службы в условиях сильной вибрации и больших температур (до 300°С);

повышенная прочность, небольшой вес и эффективный отвод тепла;

высокопрочные болты крышек увеличенного диаметра способны выдержать большие радиальные нагрузки на крышку;

многочисленные отверстия, пазы и маркировки облегчают монтаж и обслуживание узлов;

предусмотрены отверстия для подачи смазки при помощи автоматических дозаторов смазки;

возможность подключения измерительных приборов, таких как термометры или датчики вибраций.

Стационарные узлы SNС могут комплектоваться подшипниками:

самоустанавливающимися шарикоподшипниками серий 1200, 1300, 1200K, 1300K;

сферическими роликоподшипниками серий 2200, 2300, 21300, 22200, 22300, 23200, 2200K, 2300K, 21300K, 22200K, 22300K, 23200K.

Учитывая, что узлам SNC зачастую приходится работать в тяжелых условиях: ударные нагрузки, вибрации, высокие температуры, запыленная атмосфера, - SNR рекомендует в этих случаях устанавливать сферические роликовые подшипники, выполненные по технологии Premier. В случае повышенных скоростей вращения и умеренных нагрузок рекомендуется использовать самоустанавливающиеся шарикоподшипники.

Подшипники в зависимости от условий сборки и эксплуатации могут устанавливаться непосредственно на вал (подшипник с цилиндрическим отверстием), либо при помощи закрепительной втулки (подшипник с коническим отверстием).

Стационарные узлы могут использоваться как плавающие ("свободные"), так и фиксирующие ("неподвижные") подшипники. По умолчанию узлы поставляются с плавающими подшипниками, то есть подшипники могут смещаться вдоль оси (к примеру, при температурном расширении вала). Если требуется осевая фиксация вала в обоих направлениях, то подшипники должны быть зафиксированы с помощью двух фиксирующих колец, устанавливаемых с обеих сторон подшипника, что позволяет добиться центровки подшипника в корпусе узла.

Для надежной защиты от окружающей среды (высокие температуры...), попадания вовнутрь стационарного узла загрязнений (пыль, вода, грязь...) и предотвращения вытекания смазки предлагается широкий спектр систем уплотнений, оптимально подобранных для различных условий работы. Стандартно поставляются следующие системы уплотнения:

1) уплотнения с двумя кромками - типа SC...DC;

2) фетровые уплотнения - типа SC...FS;

3) V-образные уплотнения - типа SC...SV;

4) лабиринтные уплотнения - типа SC...LA;

5) усиленные уплотнения "Таконит" - типа SC...TA.

Ниже представлены характеристики основных систем уплотнений для узлов SNC.

Источник: www.miningexpo.ru