Архивная версия статьи, 2003 год (без графики и таблиц)

  Подшипники и все для них

Актуальность появления в программе выставочных мероприятий такой специализированной выставки, как «Подшипник ’2002», очевидна: без подшипника не работает ни один движущийся или двигающий механизм. Думается, что такую выставку ждали многие, а она свою очередь показала, что подшипниковая промышленность жива несмотря на многочисленные трудности: преодолела спад, постепенно наращивает мощности и в состоянии решать любые задачи, которые поставят перед ней производители станков, машин и оборудования. В выставке приняли участие крупные, средние и небольшие предприятия, специализирующиеся на производстве подшипников, в т. ч. ОАО «ГПЗ-2» (г. Москва), ООО «Подшипниковый завод № 6» (г. Екатеринбург), ОАО «Ижевский подшипниковый завод» (ГПЗ-13), ЗАО «Курская подшипниковая компания», ООО «Курский завод упорных подшипников», ОАО «Завод авиационных подшипников» (г. Самара), ОАО «Десятый подшипниковый завод» (г. Ростов), ОАО «ОК-Лоза» (Московская обл.) и др. Были представлены и такие мировые лидеры, как концерны SKF и Timken. Лучшие отечественные подшипники Первенец подшипниковой промышленности в России ОАО «ГПЗ-2» (г. Москва) выпускает шарикоподшипники разных типов и всех классов точности массой от 4 до 6770 г, с наружным диаметром от 12 до 215 мм как в стандартном, так и в специальном исполнении, в т. ч. радиальные и радиально-упорные однорядные, радиальные сферические и радиально-упорные двухрядные, упорные одинарные и двойные, включая самоустанавливающиеся, а также упорно-радиальные подшипники. Предприятие производит свою продукцию из подшипниковой, нержавеющей и жаропрочной стали, а также использует сплавы цветных металлов, пластмассу и специальные покрытия. ЗАО «Курская подшипниковая компания» (ЗАО «КПК») обеспечивает подшипниками автомобильные, тракторные, станкостроительные, моторные и многие другие предприятия. Основа производственной программы компании — шарикоподшипники радиальной, радиально-упорной и упорной групп как стандартного исполнения, так и специального назначения. КПК изготавливает более 550 типоразмеров подшипников массой от 2 г до 8 кг, с наружным диаметром от 11 до 220 мм, в т. ч. подшипники шариковые радиальные однорядные, шариковые радиально-упорные, шариковые упорные и многие другие подшипники. Подшипники шариковые радиальные однорядные этого предприятия способны работать при больших числах оборотов и углах перекоса, чем подшипники других конструктивных разновидностей. Кроме того, они отличаются относительно невысокой стоимостью, простотой монтажа и способностью воспринимать комбинированные нагрузки. Шариковые радиальные однорядные подшипники устанавливают в редукторах, коробках передач автомобилей, тракторов, металлорежущих станков и т. д. Подшипники шариковые радиально-упорные того же производителя предназначены для восприятия комбинированных нагрузок, действующих в радиальном и осевом направлениях. По скоростным характеристикам радиально-упорные подшипники с небольшим (12°) углом контакта (угол между плоскостью центров шаров и прямой, проходящей через центр шарика и точку касания с дорожкой качения) не уступают радиальным однорядным. Увеличение угла контакта несколько снижает допустимые пределы частоты вращения. Подшипники шариковые упорные предназначены для восприятия только осевых нагрузок, они обеспечивают значительно меньшую частоту вращения по сравнению с другими типами шарикоподшипников, но их осевая жесткость выше, чем у подшипников всех других типов. ООО «Подшипниковый завод № 6» (г. Екатеринбург) является ведущим производителем роликовых радиальных двухрядных сферических подшипников. Эти подшипники способны выдерживать повышенную радиальную нагрузку по сравнению с подшипниками других типов в равных габаритах. Основными потребителями таких подшипников являются машиностроительные, автомобилестроительные заводы и металлургические предприятия. Сферические подшипники применяются в опорах насосов, мощных вентиляторов, дымососов, лесопильных рам, прокатных станов и других машин, где действуют большие радиальные нагрузки и неизбежна несоосность посадочных мест. Роликовые радиально-сферические двухрядные подшипники способны компенсировать значительную несоосность и прогибы валов (до 3°), а также воспринимать комбинированную нагрузку (осевая нагрузка может составлять до 25% неиспользованной радиальной нагрузки). Сферические роликоподшипники выпускаются с несимметричными роликами и массивными латунными сепараторами, с симметричными роликами и стальными штампованными сепараторами, с плавающим бортом. Наряду с подшипниками, имеющими цилиндрическое отверстие внутреннего кольца, выпускаются подшипники с коническим отверстием. Их, как правило, ставят на концевых опорах валов: наличие конического отверстия облегчает их монтаж и демонтаж. ОАО «Завод авиационных подшипников» (г. Самара) специализируется на производстве высокоточных подшипников для аэрокосмической промышленности. Изделия завода устанавливаются в опорах двигателей большинства отечественных самолетов, во вспомогательных силовых установках и элекроагрегатах различных летательных аппаратов, а также в автомобилях, тракторах, морских и речных судах, станках и промышленных электродвигателях. В 2000 г. завод получил на свою продукцию сертификат соответствия требованиям Международного стандарта ISO 9002. Предприятие производит сегодня более 4,5 тыс. наименований шариковых радиальных, радиально-упорных и роликовых радиальных и упорных подшипников с короткими цилиндрическими роликами из различных марок стали диаметром от 10 до 600 мм и массой от 20 г до 60 кг. Подшипники могут быть изготовлены в высокоточном, малошумном исполнении, с использованием различных материалов сепаратора. ООО «Курский завод упорных подшипников», одно из старейших предприятий отрасли, выпускает более 50 наименований типоразмеров шариковых подшипников, в т. ч. упорные подшипники в кожухе, радиально-упорные, велосипедные подшипники, подшипники-катки и др. Кроме того, что продукция завода имеет зарубежный сертификат качества, выданный британской фирмой «Ллойд-Регистр», по итогам конкурса в 2000 г. она была внесена в перечень «100 лучших товаров России». ОАО «Ижевский подшипниковый завод», известный как ГПЗ-13, производит шариковые и радиальные подшипники легкой и средней серий и одно- и двухрядные игольчатые подшипники с пластмассовым сепаратором. Освоив в свое время производство более 20 типов игольчатых подшипников, сегодня завод разрабатывает новые, более совершенные модификации, в т. ч. с наружным точеным кольцом, с внутренним точеным кольцом, с наружным и внутренним точеным кольцом. Игольчатые роликовые подшипники при минимальных радиальных габаритах обладают максимальной радиальной грузоподъемностью. При чисто радиальных нагрузках на опору игольчатые роликоподшипники можно устанавливать в узлах вместо радиальных шариковых и роликовых подшипников, повышая надежность и долговечность подшипниковых узлов. Игольчатые радиальные подшипники производства ГПЗ-13 в основном используются как опоры качения холостых шестерен и валов в коробках переменных передач автомобилей, тракторов и другой техники. Основными преимуществами игольчатых роликовых подшипников по сравнению с подшипниками скольжения при их применении в коробках передач являются большая грузоподъемность, компактность, невысокая потребность в смазке, минимальные радиальные зазоры, низкий коэффициент трения, высокая износоустойчивость. Благодаря максимальной радиальной грузоподъемности игольчатые роликовые подшипники находят все большее применение в таких отраслях машиностроения, как швейная, энергетическая (высоковольтные переключатели) и др. На производстве прецизионных и подшипников нестандартных конструкций с наружным диаметром до 35 мм специализируется ОАО «ОК-Лоза» (Московская обл.), созданное на базе Загорского опытного завода НПО «ВНИПП». Среди разработок последних лет отметим специальные подшипники для текстильных машин, подшипники для стоматологических наконечников с частотой вращения более 300 000 об/мин., специальный подшипник для рентгеновской аппаратуры, подшипники для водяного насоса автомобилей. Из широкого ассортимента продукции фирмы Timken для представления на выставке в Москве были выбраны конические подшипники как пользующиеся наибольшим спросом на рынке запасных частей. Классический однорядный конический подшипник состоит из четырех основных компонентов: внутреннего кольца с наклонной дорожкой качения, наружного кольца с наклонной дорожкой качения, конических роликов и сепаратора, который разделяет ролики и удерживает их на дорожке качения внутреннего кольца. Конические подшипники выпускаются также в двух- и четырехрядных вариантах, а также в других версиях: упорные и специальные закрытые подшипники с уплотнением и т. д. Благодаря наклонным дорожкам качения и роликам конической формы конические подшипники имеют ряд преимуществ. Их специфическая геометрия позволяет воспринимать не только радиальные нагрузки, но еще и осевые, а разъемные кольца облегчают установку и регулировку подшипника в полном соответствии с требованиями к каждому конкретному случаю применения. Подшипники нового типа Компания SKF представила подшипники нового типа — тороидальные роликоподшипники SKF CARBЄ. Тороидальные роликоподшипники SKF CARBЄ обеспечивают компенсацию угловых перекосов, в 20 раз больших, чем у цилиндрических роликовых подшипников, и компенсацию осевых смещений внутреннего кольца относительно наружного, в 100 раз больших, чем у сферических роликовых подшипников. Их грузоподъемность на 30% выше, чем у любых других существовавших ранее подшипников. При большей долговечности подшипников SKF CARBЄ их применение позволяет значительно снизить вибрацию (до 5 раз), уменьшить потери на трение и нагрев, увеличить скорости и т. д. Рядом с такими гигантами, как SKF и Timken, имеющими мощную технологическую базу для разработки новых конструктивных решений, несопоставимую с возможностями российских разработчиков, тем более приятно отметить уникальное и, вероятно, революционное изобретение специалистов ООО «Томские трансмиссионные системы». Специализация этой фирмы — инженерно-исследовательские и опытно-конструкторские работы в области волновых механических передач с промежуточными телами качения, получивших название «Редуктор-подшипник». Волновые редукторы с промежуточными телами качения как класс передаточных механизмов известны еще с начала прошлого века. Но конструкторские разработки в этом направлении реализовывали, как правило, только одно из их достоинств: обойменную схему конструкции, принцип чистого качения или вовлечение в работу всех силовых элементов. Никто прежде не ставил перед собой задачу реализовать все достоинства в одной конструкции. Именно это удалось специалистам из Томска. Внешне редуктор-подшипник напоминает подшипник качения и состоит из нескольких цилиндрических и кольцевых обойм, вставленных одна в другую. Между обоймами находятся шарики двух типов. Меньшие по размеру выполняют функцию подшипника качения, большие позволяют одной обойме вращаться медленнее (или быстрее) относительно другой. Цилиндрические обоймы одновременно служат корпусом редуктора-подшипника. Суть ноу-хау заключается в расположении шариков между обоймами и геометрии криволинейных дорожек качения. По сравнению с традиционными зубчатыми редукторами, разработанный в Томске редуктор-подшипник обладает несколькими существенными преимуществами. Во-первых, за счет обойменного принципа компоновки он очень компактен. В его конструкции отсутствуют неотъемлемые составные части классических редукторов: корпуса, валы, шестерни, подшипники. Поэтому масса и габариты передаточного звена уменьшаются на 1–2 порядка, а если контактирующие детали изготавливать из твердых сплавов или керамических материалов, которые не имеют упругих и пластических деформаций, — то на 3–4 порядка. Во-вторых, в отличие от зубьев шестеренок, которые трутся друг о друга, шарики между обоймами редуктора-подшипника катятся. А трение качения, как известно, гораздо меньше трения скольжения. Поэтому КПД новой волновой передачи достигает 0,98, что невозможно для традиционных редукторов. В-третьих, если у любой зубчатой передачи в каждый момент времени работают (т. е. находятся в контакте) лишь два-три зуба, то в обоймах редуктора-подшипника — все шарики без исключения. А поскольку мощность, которую способен передать редуктор, определяется тем, какое усилие на срез выдерживают, не разрушаясь, одновременно находящиеся в зацеплении рабочие элементы, то очевидно, что редуктор-подшипник может передавать гораздо большую мощность. Главное принципиальное изменение, которое предполагает данное изобретение, состоит в возможности приблизить двигатель с миниатюрным и при этом мощным редуктором-подшипником непосредственно к исполнительному механизму (колесу автомобиля, винту вертолета или корабля и т. п.) и ликвидировать таким образом громоздкую и тяжелую трансмиссию. Используя базовый редуктор-подшипник и несколько его модификаций, ориентированных на конкретные задачи, можно, как из конструктора, собрать любые разновидности применяемых сегодня в технике передаточных устройств. К тому же, в процессе эксплуатации новый волновой передаточный механизм не будет нуждаться ни в ремонте, ни в обслуживании. Сегодня это революционное решение уже реализовано фирмой в конструкции оригинального гайковерта, который можно использовать при монтаже мачт ЛЭП, трубопроводов и т. п., не прилагая больших усилий. Сейчас для этих целей используют дорогостоящие и сложные гидравлические гайковерты, которые, к тому же, в 4-5 раз тяжелее. Еще несколько оригинальных решений находятся в непосредственной разработке: редуктор для электродвигателя, редуктор для ручной дрели, редукторы для усиления руля автомобиля и для электродвигателя трубопроводной арматуры. Технологии ремонта и контроля Работоспособность любого подшипника в наибольшей степени зависит от состояния дорожек тел качения. Например, наружные кольца буксовых подшипников подвергаются в основном направленным нагрузкам — воспринимают вес вагона. Это приводит к односторонней выработке дорожки качения. Другим часто возникающим дефектом дорожки качения являются задиры и глубокие следы коррозии. Такого рода повреждения требуют для своего устранения станочного шлифования. Но при шлифовке кольца на универсальном станке возникают трудности с его базированием. Ведь перешлифованная дорожка должна быть круглой, соосной с наружной поверхностью кольца и перпендикулярной торцу с точностью в нескольких микрон. Для решения этой проблемы ООО «Техномаш» (г. Санкт-Петербург) разработало внутришлифовальный станок РТЖ-250В. Отличительной особенностью этого станка является применение для установки обрабатываемого кольца электромагнитного патрона и уникальных самоустанавливающихся корректирующих опор. Благодаря такой конструкции обеспечивается точное концентричное расположение роликовой дорожки относительно наружного диаметра, являющегося базой при обработке, и существенное улучшение некруглости (в 2,5-4 раза) шлифуемой роликовой дорожки относительно некруглости наружной поверхности, часто поврежденной коррозией. На станке удается восстановить большинство ранее браковавшихся колес. При этом часто достигаются более высокие, чем у нового кольца, круглость восстановленной поверхности и соосность с наружной. Производительность обработки на станке РТЖ-250В наружных колец железнодорожных роликовых подшипников типа 4226/01 и 32726/01 составляет не менее 10 шт/ч. В современных машинах и механизмах применяется огромное количество точных цилиндрических деталей. И степень их некруглости влияет на работоспособность многих узлов этих машин. Процесс контроля круглости представляет определенные трудности, и до настоящего времени эта задача была решена только для небольших по размеру деталей (диаметром до 400 мм и длиной до 500 мм) с использованием стационарных кругломеров вне станка. При этом в случае обнаружения допустимых отклонений снова установить деталь на станок почти невозможно. Качественно изменить ситуацию с точной обработкой и измерением валов и других тел вращения позволяют комплексные технологии и устройства, предложенные на выставке ООО «Техномаш». Новая технология обеспечивает контроль некруглости детали непосредственно на шлифовальном (или токарном) станке с помощью накладных кругломеров при обработке деталей на том же станке с применением корректирующих подвижных и неподвижных люнетов. В основе как накладных кругломеров, так и люнетов лежит уникальный способ стабилизации положения оси вращающейся детали в заданном направлении. Накладной кругломер легко устанавливается непосредственно на токарном или шлифовальном станке и позволяет производить точные измерения некруглости и других отклонений от норм вращения, не прерывая технологический процесс и не мешая обработке. Прибор может работать как в режиме прямых измерений с устройством цифровой индикации, так и в паре с портативным компьютером. В случае подключения к компьютеру все полученные результаты автоматически фиксируются в протоколах измерений в соответствии с требованиями стандартов ISO 9000. Программное обеспечение позволяет получать и анализировать информацию непосредственно в цеху, включая автоматическое сравнение полученных результатов с заданным полем допуска. Прибор фиксирует и автоматически выделяет наличие в отклонениях от круглости таких составляющих, как овальность, трехгранность и гармоник более высоких порядков. Анализ гармонических составляющих некруглости позволяет выявить причину их возникновения в процессе обработки и своевременно устранить. Кругломер прост в эксплуатации и не требует участия специалистов в процессе измерений. Выпускаемая гамма накладных кругломеров позволяет измерять детали диаметром от 100 до 1200 мм (по заказу могут изготавливаться кругломеры в более широком диапазоне величины диаметра), при этом само значение контролируемых отклонений формы может находиться в пределах от 0,5 мкм до 1 мм. Длина деталей не ограничена. Основные проблемы точной обработки длинных валов связаны с тем, что обычно люнеты, применяемые для базирования детали, не обеспечивают точного вращения детали относительно инструмента. Фактически люнеты переносят большую часть (от 60 до 100%) отклонений от круглости с базовой поверхности на обработанную. Новые корректирующие люнеты за счет особой конструкции самоустаналивающихся опор обеспечивают стабильное положение оси вращения детали относительно инструмента независимо от некруглости базовой поверхности. При правильно установленных параметрах опор, обработка на таких люнетах позволяет уменьшить некруглость в среднем в 2-4 раза за один переход, а методом последовательной смены технологических баз удается уменьшить некруглость детали в 10 и более раз. Работа накладных кругломеров и корректирующих люнетов построена на принципе относительной стабилизации положения оси вращающейся детали с помощью многоступенчатых самоустанавливающихся призматических опор. Углы этих опор рассчитываются в соответствии со специально разработанной математической теорией. Построенные по этой теории устройства базирования имеют многоточечный контакт с вращающейся деталью и большое количество степеней свободы. (В качестве наглядного примера может служить подвеска танка, едущего по пересеченной местности.) Это обеспечивает высокоточную стабилизацию положения измерительного датчика и режущего инструмента относительно оси детали, независимо как от формы и величины некруглости базовой поверхности детали, так и от биения ее оси. Таким образом, поддерживается постоянный радиус от центра профиля поперечного сечения детали до точки крепления датчика или инструмента, а постоянство радиуса как раз и является условием получения точной окружности. Совместное применение накладных кругломеров с корректирующими люнетами значительно повышает качество продукции при производстве или ремонте валов, осей, роторов и других ответственных тел вращения. Смазка подшипников: проблемы и решения Раньше влияние загрязненности смазочной жидкости от продуктов износа на рабочий ресурс подшипника не была исследована. Та величина, которая ставилась в расчеты, и та, которую получали в процессе испытаний, были несопоставимы. По новой теории, одним из параметров, влияющих на долговечность подшипника, является чистота смазочной жидкости. В свое время специалисты компании SKF создали формулу, в которой учитывались такие параметры, как чистота смазки, предел усталости, прочность материала. Это позволило повысить ресурс выпускаемых компанией подшипников на столько, что наши подшипники стали неконкурентоспособны. Но формула SKF была создана на основе статистических данных. Специалисты АО «ВНИПП» (г. Москва) создали свою математическую модель с учетом параметра чистоты смазывающей жидкости, которая позволяет производить расчеты с еще большей точностью, что было подтверждено экспериментально на испытательном стенде для определения ресурса подшипников ЦКБ-50М. В отличие от используемого раньше этот стенд дополнен установкой дополнительной очистки смазочной жидкости. Установка обеспечивает четырехступенчатую очистку, в результате которой достигается номинальная тонкость фильтрации (порог задержания частиц) 5 мкм. Никогда раньше такая степень чистоты смазочной жидкости в испытаниях не реализовывалась. Кроме того, в стенде предусмотрена возможность перенесения результатов испытания непосредственно в компьютер, разработана соответствующая специальная программа, которая может обрабатывать экспериментальные данные и производить расчет подшипника на долговечность. На сегодняшний день на стенде можно проводить испытания радиальных и радиально-упорных подшипников с наружным диаметром 62-120 мм. Стенд обеспечивает скорость вращения испытуемых подшипников 3-10х103. Система смазки и охлаждения подшипников циркуляционная. Частой причиной разрушения подшипников является потеря смазкой своих первоначальных свойств. Принципиально новый подход к этой проблеме предложило ООО «Интертехно» (г. Москва), создав универсальную твердую смазку. Она специально разработана для подшипников, работающих в сложных условиях, и может применяться в любых подшипниках с наружным диаметром от 10 до 650 мм, имеющих металлический сепаратор (за исключением игольчатых и некоторых упорных подшипников). Универсальная твердая смазкаЄ — это пастообразная смесь на основе графита, состоящая из различных компонентов. Причем состав смеси индивидуален для каждого производства и рассчитывается с учетом конкретных условий работы подшипника. Универсальная твердая смазка наполняет подшипник от внутреннего до наружного кольца и на всю высоту подшипника. Далее подшипник вместе со смазкой подвергается тепловой обработке под определенным давлением с последующей высокой доводкой. По завершении процесса паста затвердевает, полностью защищая сепаратор подшипника. При этом на всех рабочих поверхностях подшипника образуется смазывающий слой графита толщиной 2 мкм. Минимальный зазор между кольцами подшипника и универсальной твердой смазкой полностью исключает попадание загрязняющих веществ на рабочие поверхности подшипника. Не требуется и установка защитных шайб — даже в условиях повышенного загрязнения. Отпадает необходимость в обслуживании подшипника, увеличивается срок его службы. Возможность аварии по вине подшипника практически исключается, в то время как срок службы подшипника увеличивается в 10 и более раз. Диапазон рабочих температур универсальной твердой смазки составляет от -160 до +350 °С. Начальный вращательный момент минимален и постоянен во всем диапазоне рабочих температур. Смазка не вымывается водой и паром, не подвергается воздействию наиболее распространенных растворителей, кислот, щелочей, экологически безопасна при работе в любых условиях и утилизации. Ольга Горгома, фото Александра Ануфриенко

 Важно:
  ДЛЯ ОБМЕНА КНОПКАМИ - возьмите наш код, поставьте его на Ваш сайт и добавьте Ваш ресурс ЗДЕСЬ

Код кнопки:


Главная | Рубрикатор | Размещение рекламы | Рекламные агентства | Обзор выставок
Строчная реклама | Рынок металлов | Статьи и анонсы | Адреса фирм из статей
Содержание справочника ЛКМ | Анкета для посетителей | Доска объявлений | Страница ссылок