Корпусные подшипники UCP, UCF, UCFL, UCT: как выбрать узел ISB

Статья для механиков, конструкторов и закупщиков, которые подбирают корпусные подшипники и подшипниковые узлы для оборудования с вращающимся валом. Мы разберём, чем различаются корпусные подшипники UCP, UCF, UCFL и UCT, как узел закрепляется на валу, из чего делают корпуса и как подобрать узел по диаметру вала.

Корпусные подшипники — это готовый узел: однорядный шариковый подшипник со сферическим наружным кольцом, вставленный в корпус. В каталоге такие изделия называются подшипниковыми узлами, сокращённо ОПУ; они собраны в группе корпусных подшипников и узлов. Сферическая наружная поверхность позволяет подшипнику качаться в гнезде корпуса, компенсировать перекос и снимать нагрузку между валом и опорой. Внутреннее кольцо закалено и шлифовано, а по внутренним проектным характеристикам подшипник соответствует сериям 62 или 63 по таблицам ISO.

Корпусные подшипники UCP, UCF, UCFL, UCT: как читать обозначение

Обозначение узла складывается из серии подшипника и формы корпуса. Для узлов с установочными винтами это UC, за ним буква формы корпуса, а затем цифры, которые совпадают с номером подшипника:

• UCP — стоячий корпус на лапах (корпус P);
• UCF — корпус с квадратным фланцем;
• UCFL — корпус с овальным фланцем на двух болтах;
• UCFC — корпус с круглым фланцем;
• UCT — натяжной корпус;
• UCC — кассетный корпус.

В обозначении UCP205 буква P — форма корпуса, цифра 2 — серия (2 — нормальная, 3 — тяжёлая, X — средняя), 05 — код размера, как у подшипника UC205 с отверстием 25 мм. Корпусные подшипники разной формы комплектуются одним и тем же подшипником UC205, поэтому грузоподъёмность не меняется, а меняются масса, способ крепления к опоре и габариты. В таблице — шесть корпусов нормальной серии для вала 25 мм.

Форму корпуса определяет не подшипник, а конструкция машины: стоячий корпус крепят лапами к опорной плоскости, фланцевый — болтами через отверстия во фланце. Размеры корпусов — a, e, h, b и другие — приведены в таблице на странице каждой серии, например стоячие узлы UCP2, узлы с квадратным фланцем UCF2, с овальным фланцем UCFL2 и натяжные узлы UCT2.

Серии: нормальная, средняя и тяжёлая

Корпусные подшипники выпускаются в трёх сериях, которые различаются размерами и нагрузкой при том же диаметре вала. Данные для отверстия 25 мм взяты из таблиц серий стоячих узлов.

Обратите внимание: значение C0 у UCP305 в таблице серии ниже, чем у UCPX05, хотя C выше. Значения приведены как в каталоге; при подборе по статической нагрузке сверяйтесь с таблицей конкретной серии. Есть и стоячие узлы пониженной серии — UCLP2.

Как закрепить узел на валу

Корпусные подшипники закрепляют на валу одним из трёх способов; он определяется исполнением подшипника и напрямую влияет на выбор узла.

При сильном биении или осевых нагрузках на валу рекомендуется сделать заплечик, который блокирует внутреннее кольцо гайкой. Узлы со втулкой собраны в сериях UKP2, а сами втулки — в серии закрепительные втулки H 23. Важная деталь подбора: у узла со втулкой диаметр вала не равен номеру подшипника. Так, UKP205+H2305 рассчитан на вал 20 мм, UKP207+H2307 — на 30 мм, UKP210+H2310 — на 45 мм.

Корпусные подшипники из чугуна, пластмассы и нержавеющей стали

Чугун. Корпуса стандартных узлов отлиты из чугуна HT 200 по JIS G 5501. Это основной вариант для серий нормальной, средней и тяжёлой нагрузки.

Нержавеющая сталь. Если нужна стойкость к коррозии, узлы нормальной серии UCP2, UCF2, UCFC2 и UCFL2 поставляются в исполнении из нержавеющей стали: корпус из AISI 304, подшипник из AISI 440C. Для натяжных узлов UCT2 в каталоге указан корпус из AISI 304. Это конструкция узлов; общие сведения о нержавеющих подшипниках — в статье о радиальных шарикоподшипниках.

Пластмасса. Корпус из ПБТ (бывает белым, чёрным и зелёным) в узле с подшипником UC из нержавеющей стали и пластмассы. Узлы этой группы взаимозаменяемы с чугунными той же серии, имеют торцевые крышки, прокладки и масленки, работают при температуре от −35 до +102 °C. Диаметры вала — 12–60 мм, допустимая нагрузка зависит от схемы нагружения: для пластмассового узла UCP204 она составляет от 5 000 до 8 800 Н. Пластмассовые стоячие узлы смотрите в серии UCP из пластмассы, фланцевые — UCF из пластмассы.

Температура и смазка

Корпусные подшипники стандартного исполнения смазаны литиевой смазкой и работают с уплотнениями из NBR (чёрная шайба) при температуре до +100 °C. Для высоких температур каталог предлагает исполнение HT: уплотнения из силикона (красная шайба) и специальная смазка, рабочая температура до +200 °C. При этом допустимая нагрузка в исполнении HT ниже, а радиальный зазор больше, его эталонное значение — C4. При неблагоприятных условиях смазку добавляют; для этого в корпусе есть масленка.

Как подобрать корпусные подшипники по диаметру вала

1. Определите диаметр вала и допуск. Допуск зависит от частоты вращения: при малых оборотах допустим h9, при больших нужны более тесные допуски. Для UC205 (вал 25 мм) в справочнике приведены предельные обороты в зависимости от допуска вала: 5 600 об/мин при j7, 4 100 при h7, 2 900 при h8 и 1 050 при h9.
2. Выберите способ закрепления: винты, эксцентрик или втулка.
3. Выберите форму корпуса: на лапах, фланец, натяжной, кассетный.
4. Сверьте нагрузку. Допустимую нагрузку получают делением разрушающей статической нагрузки на коэффициент запаса; она зависит от направления силы — вниз, вверх, горизонтально, под 45° или вдоль оси.
5. Проверьте температуру, среду и материал корпуса.
6. Учтите тепловое расширение вала: в таком случае одну опору закрепляют, а другую оставляют подвижной в осевом направлении.

Для ориентира — стоячие узлы UCP2 нормальной серии для разных валов.

Типичные ошибки

• Выбирают корпусные подшипники по номеру подшипника и забывают, что у узла со втулкой он не равен диаметру вала.
• Ставят корпусные подшипники с эксцентриковым кольцом на реверсивный привод.
• Перетягивают установочные винты корпусных подшипников и деформируют внутреннее кольцо.
• Не проверяют температуру: корпусные подшипники стандартного исполнения рассчитаны до +100 °C.
• Не оставляют подвижной одну из опор при заметном тепловом расширении вала.

Выводы

Корпусные подшипники ISB позволяют подобрать узел под форму посадочного места, способ закрепления, нагрузку и среду. Форма корпуса — стоячий, фланцевый, натяжной, кассетный — определяется конструкцией машины, а материал — условиями работы: чугун, пластмасса или нержавеющая сталь. Подшипник UC205 одинаков во всех корпусах, поэтому при выборе формы смотрите на массу, крепёжный винт и габариты, а не на грузоподъёмность.

Если вы определили корпусные подшипники и хотите сверить подбор или уточнить исполнение, направьте запрос на почту zapros@vsekaruseli.ru: укажите диаметр вала, форму корпуса, способ закрепления и условия работы.