Революционная концепция тороидальных роликовых подшипников SKF CARB^®

Вы можете представить настолько универсальный подшипник, чтобы он мог воспринимать несоосность как сферический роликовый подшипник и осевое смещение вала как цилиндрический роликовый подшипник? Невероятно, но такой подшипник сегодня существует — это подшипник, названный тороидальным, разработан компанией SKF и имеет маркировку CARB^®. Конструкция такого подшипника оказалась настолько успешной и функциональной, что он заменил подшипники в существовавших до него самоустанавливающихся подшипниковых системах, добавив им новые превосходящие характеристики и преимущества.

Существующие проблемы использования подшипников

Использование подшипника в типичном промышленном приложении требует, чтобы подшипник успешно справлялся с несоосностью в узле, со смещением и изгибом вала под действием нагрузки и компенсировал тепловое расширение вала. Чтобы справиться с несоосностью и смещением вала, инженеры-конструкторы обычно используют самоустанавливающиеся подшипниковые системы, состоящие из двух сферических роликовых подшипников или самоустанавливающихся шариковых подшипников. Однако тепловое расширение вала является достаточно сложной проблемой, решение которой требует, чтобы один из подшипников был с фиксированной установкой в корпусе узла, а другой был плавающим. В большинстве случаев, фиксация одного из подшипников должна быть обеспечена как в корпусе, так и на валу.

Плавающий подшипник специально разработан и предназначен для обеспечения возможности его перемещения в осевом направлении относительно установочного корпуса. При такой плавающей установке подшипника в корпусе, в нем возникает значительное трение, которое в свою очередь вызывает вибрацию, появление осевых сил и высокой температуры. Все эти нежелательные эффекты могут значительно сократить срок службы подшипника.

Оригинальное решение

Решение проблемы фиксированной и плавающей установки подшипников теперь стало достаточно простым и эффективным. В подшипниковой системе в позиции подшипника с фиксированным положением устанавливается обычный самоустанавливающийся подшипник, а в позиции плавающего подшипника устанавливается тороидальный роликовый подшипник CARB^®. Подшипник CARB^® — это самоустанавливающийся радиальный подшипник с внутренним кольцом, которое может перемещаться в осевом направлении независимо от наружного кольца. Эта особенность напоминает конструкцию цилиндрического роликового подшипника, который позволяет валу перемещаться в осевом направлении не вызывая при этом появления внутренней осевой нагрузки и дополнительного напряжения в компонентах подшипника. Поэтому внутренние и наружные кольца подшипника CARB^® могут быть установлены с посадкой с натягом, что предотвращает проблемы, связанные со свободной установкой внешнего кольца, такие как повреждение колец подшипника в результате износа от коррозии трения (фреттинг-коррозия) и искажения формы кольца.

О подшипниках SKF CARB^®

Тороидальные роликовые подшипники SKF представляют собой значимый прорыв в технологиях подшипников качения за прошедшие шестьдесят лет. Хотя первый такой подшипник появился на мировом рынке в 1995 г. под торговой маркой SKF CARB^®, далее эволюция этого подшипника в сторону усовершенствования его характеристик позволила довести этот продукт до совершенства.

Тороидальный роликовый подшипник CARB^® — это абсолютно новый тип роликового подшипника, предполагающий существенные выгоды от его использования, которые ранее были недоступны. Независимо от того, будет ли этот подшипник установлен в новом проектируемом агрегате, или будет установлен в старой модернизируемой машине, выгоды от его установки превосходят все ожидания. Понятно, что эти выгоды зависят от конструкции машины или механизма и его рабочих параметров.

Подшипник CARB^® — это однорядный роликовый подшипник с относительно длинными, механически обработанными, бочкообразными роликами. Симметричные дорожки качения на внутреннем и наружном кольцах подшипника имеют вогнутый профиль, соответствующий профилю роликов. Геометрия дорожки качения кольца подшипника, как и профиль роликов, базируется на геометрии тела, известного под названием тор, поэтому подшипник получил название тороидальный.

Тороидальный роликовый подшипник SKF CARB^® разработан для замены плавающих подшипников в самоустанавливающихся системах и сочетает в себе способность самоустановки, присущей сферическому роликовому подшипнику, и способность воспринимать осевое смещение вала, как цилиндрический или игольчатый роликовый подшипник. Тороидальные роликовые подшипники могут иметь очень компактные размеры, соизмеримые с игольчатыми роликовыми подшипниками.

Кратко о характеристиках продукта

• Самоустановка в радиальном и осевом направлении.
• Очень высокая радиальная нагрузочная способность.
• Простая и легкая замена сферического роликового подшипника в плавающей позиции без изменения конструкции подшипниковой системы.
• Способы установки такие же, как у сферических роликовых подшипников.
• Доступность в компактных размерах игольчатых роликовых подшипников.

В нормальных эксплуатационных режимах ролики самостоятельно устанавливаются так, чтобы нагрузка равномерно распределялась по всей длине их контактной области.

С типичным рабочим зазором подшипник CARB® может воспринимать осевое смещение вала до 10% от своей ширины, что в 100 раз больше, чем допустимое осевое смещение сферического роликового подшипника.

Подшипник CARB® может воспринимать несоосность до 0,5º, что в 10 раз больше, чем допустимая угловая несоосность цилиндрического, конического или игольчатого роликового подшипника.

Уникальная внутренняя геометрия подшипника обеспечивает равномерное распределение нагрузки между роликом и дорожкой качения, независимо от ситуации с самоустановкой, создавая оптимальные эксплуатационные режимы для системы.

Продолжительный срок службы системы

Способность воспринимать несоосность плюс способность воспринимать осевое смещение вала с фактически неизменным трением, позволяют подшипнику CARB^® обеспечивать более продолжительный срок службы всей самоустанавливающейся подшипниковой системы и связанных с ней компонентов машин и механизмов.

Высокая нагрузочная способность

Тороидальные роликовые подшипники CARB® могут воспринимать чрезвычайно высокие радиальные нагрузки. Эта характеристика является результатом оптимизации конструкции колец в комбинации со специальной бочкообразной (тороидальной) формой роликов и их количеством. Большое количество длинных роликов делают подшипники CARB® самыми выносливыми и грузоподъемными среди всех роликовых подшипников.

Пониженная вибрация

Самоустановка шариковых или сферических роликовых подшипников в установочной позиции возможна только при скольжении подшипника в посадочном месте. Такая установка подшипника называется плавающей. Однако такое скольжение вызывает осевые колебания, которые могут существенно сократить срок службы подшипника.

Установочная позиция тороидального роликового подшипника CARB^® очень жесткая, потому что подшипник CARB^® может быть надежно зафиксирован в радиальном и осевом направлении в корпусе и на валу. Такая жесткость установки подшипника возможна благодаря тому, что тепловое расширение вала компенсируется подшипником. Жесткость установки в комбинации со способностью подшипника CARB^® воспринимать осевое смещение вала, существенно уменьшает вибрацию, которая может сократить срок службы посадочного места подшипника и связанных с ним компонентов системы.

Ассортимент подшипников SKF CARB^®

Стандартный ассортимент подшипников SKF CARB^® включает подшипники в 13 размерных сериях ISO, с диаметром отверстия от 25 до 1 800 мм. Для замены или модернизации существующих подшипниковых систем может быть разработано решение, базирующееся на соответствующих доступных подшипниках CARB^®, для замены плавающих самоустанавливающихся шариковых подшипников, сферических, цилиндрических или даже игольчатых роликовых подшипников.

Преимущества самоустанавливающейся подшипниковой системы SKF

• Предсказуемые уровни вибрации.
• Предсказуемая работоспособность.

Преимущества для потребителя

• Повышенная надежность машин и механизмов.
• Увеличенные интервалы между заменами смазки.
• Значительное продление срока службы подшипника.
• Увеличенный срок службы смазки.
• Возможности уменьшения размеров и массы машин и механизмов.
• Уменьшенное потребление энергии.
• Постоянный крутящий момент при использовании в натяжных и направляющих роликах.
• Безвредный для окружающей среды.

Области применения

• Металлургия и прокатные станы
• Горнодобывающее оборудование
• Машины для производства бумаги
• Машины непрерывного литья
• Вентиляторы и воздухонагнетающие установки
• Мельницы и дробилки
• Промышленные устройства передачи движения
• Конвейеры
• Текстильные машины
• Вибрирующее оборудование
• Гидравлические насосы
• Автомобильная промышленность
• Ветровые турбины