В чем разница между открытыми, экранированными и закрытыми радиальными шарикоподшипниками — и какой выбрать?

Прямой ответ: три конструкции, три разных компромисса по загрязнению и смазке

Открытый, экранированный и герметичный радиальные шарикоподшипники представляют собой один и тот же подшипник с сердечником — те же дорожки качения, тот же набор шариков, одинаковые значения грузоподъемности — различаются только тем, что закрывает боковые стороны полости подшипника. Открытые подшипники не имеют боковых крышек. , обеспечивающий свободный доступ к дорожке качения для внешней смазки, но не обеспечивающий защиту от загрязнения. В экранированных подшипниках (суффикс З или ЗЗ) используется металлическая пластина. крепятся к наружному кольцу с небольшим рабочим зазором у внутреннего кольца — блокируют загрязнения крупными частицами, но не являются пыле- и влагонепроницаемыми. В подшипниках с уплотнениями (суффикс РС или 2РС) используется контактная кромка из резины или ПТФЭ. прижаты к внутреннему кольцу — это эффективно закрытые системы, предварительно смазанные на заводе и не требующие дополнительной смазки в течение большей части срока службы.

Выбор между ними заключается не в первую очередь в стоимости — герметичный подшипник 6205-2RS стоит всего лишь. на 10–25% больше чем открытый подшипник 6205 того же класса качества. Выбор заключается в том, чтобы обеспечить доступ к смазке и устойчивость к загрязнению подшипника в соответствии с реальной рабочей средой. Использование открытого подшипника в пыльной или влажной среде является одной из наиболее распространенных и наиболее предотвратимых причин преждевременного выхода из строя подшипников в промышленном оборудовании.

Открытые радиальные шарикоподшипники: максимальный доступ для смазки, нулевая защита

Открытый подшипник не имеет щитков или уплотнений по обе стороны полости подшипника. Шарики, клетка и дорожки качения полностью открыты для окружающей среды.

Какие открытые подшипники хороши

• Высокоскоростная работа: отсутствие контакта или даже близкое к контакту уплотнение означает отсутствие дополнительного трения со стороны боковых крышек. Открытые подшипники достигают самой низкой рабочей температуры из трех типов при эквивалентных скоростях, что критически важно для подшипников шпинделя и прецизионных станков, работающих при более высоких скоростях. 70% предельной скорости подшипника
• Гибкость повторной смазки: смазка или масло могут попасть непосредственно на дорожку качения во время планового технического обслуживания. Это делает открытые подшипники правильным выбором в централизованных системах масляной смазки, отстойниках масляной ванны и системах масляного тумана, где подача смазки осуществляется снаружи подшипника.
• Высокотемпературные применения: резиновые уплотнения на подшипниках 2RS обычно рассчитаны на 120°C (248°F) непрерывно для резины NBR или 150°С (302°Ф) для вариантов кромок из HNBR или PTFE. При превышении этих пороговых значений единственным вариантом являются открытые подшипники с высокотемпературной смазкой или циркулирующим маслом.
• Применения для промывки и продувки: в оборудовании пищевой промышленности, где подшипники необходимо промывать свежей смазкой для удаления загрязнений во время циклов очистки, открытые подшипники позволяют полностью вымыть старую смазку и загрязнения — закрытые подшипники задерживают загрязнения внутри

Где выходят из строя открытые подшипники

• Любая среда с наличием в воздухе пыли, металлических частиц, влаги или технологических загрязнений. Исследования СКФ и НСК неизменно показывают, что На загрязнение приходится 14–16% всех преждевременных выходов подшипников из строя. — большинство из них происходит в открытых подшипниках, которые должны быть указаны как экранированные или герметичные.
• Применения, где интервалы повторного смазывания длинные или доступ для технического обслуживания затруднен — без периодической замены смазки открытые подшипники высыхают быстрее, чем закрытые подшипники, поскольку смазка мигрирует из зоны дорожки качения без каких-либо препятствий для ее удержания.

Экранированные радиальные шарикоподшипники (З / ЗZ): частичная защита при минимальном штрафе за скорость

Экранированный подшипник имеет одну (суффикс Z) или две (суффикс ЗЗ) штампованные стальные пластины, прикрепленные к наружному кольцу. Экран выступает внутрь по направлению к внутреннему кольцу, но не касается его — имеется небольшой рабочий зазор примерно 0,1–0,3 мм между краем щита и заплечиком внутреннего кольца.

Что означает рабочий зазор на практике

• Твердые частицы размером больше зазора блокируются — обычно все, что выше 0,1–0,3 мм в диаметре. Он удаляет большую часть металлических частиц износа, крупных частиц пыли и волокнистых загрязнений, распространенных в текстильной, деревообрабатывающей и легкой промышленности.
• Мелкие частицы — кварцевая пыль, углеродная сажа, мелкие металлические частицы от операций шлифования — проходят через зазор и попадают в дорожку качения. Экранированные подшипники не подходит для сред с мелкой абразивной пылью
• Жидкие загрязнения свободно проходят через зазор — экранированные подшипники практически не обеспечивают сопротивления воде или охлаждающей жидкости.

Преимущества по скорости и температуре по сравнению с закрытыми подшипниками

• Поскольку экран не контактирует с внутренним кольцом, отсутствие трения уплотнения — номинальная скорость экранированного подшипника ЗЗ по существу такая же, как и у эквивалентного открытого подшипника, обычно на 15–25% выше чем тот же подшипник в герметичной конфигурации 2RS
• Повышение рабочей температуры из-за защитного экрана незначительно — менее чем на 2–3 °C выше температуры открытого подшипника при эквивалентной скорости и нагрузке по сравнению с повышением на 5–15 °C для подшипников 2RS с контактным уплотнением на высоких скоростях.
• В некоторых конфигурациях экранированные подшипники можно повторно смазывать через зазор щитка, хотя это менее эффективно, чем повторное смазывание открытого подшипника — щиток ограничивает объем и распределение смазки.

Герметичные радиальные шарикоподшипники (RS / 2RS): смазываются на заводе, устойчивы к загрязнению, не требуют обслуживания.

В подшипнике с уплотнением используется резиновое уплотнение — обычно NBR (нитрилбутадиеновый каучук), HNBR или PTFE — с кромкой, которая контактирует с внутренним кольцом или проходит в непосредственной близости от него. Суффикс RS обозначает одну печать; 2RS обозначает уплотнения с обеих сторон.

Контактные и малоконтактные уплотнения

• Контактное уплотнение (стандарт 2RS): Резиновая кромка прижимается к внутреннему кольцу с легким контактным давлением. Это обеспечивает наилучшую защиту от загрязнения (эффективно против мелкой пыли, водяных брызг и легких брызг охлаждающей жидкости), но создает измеримое трение. Подшипник 6205-2RS имеет примерно На 20–30 % ниже номинальная скорость. чем открытый подшипник 6205 тех же размеров
• Уплотнение с низким коэффициентом трения или бесконтактное уплотнение (суффикс RZ, бакалавр права в зависимости от производителя): кромка движется с очень маленьким зазором, а не с контактом - по характеристикам трения ближе к экранированному подшипнику, но с гораздо лучшим удалением мелких частиц, чем металлический экран. Индекс скорости находится между подшипником ЗЗ и 2RS. SKF обозначает это как RZ; FAG использует суффикс РСР; НТН использует степень бакалавра права

Заводская смазка и срок службы без обслуживания

• Стандартные подшипники 2RS заполнены литиевой смазкой примерно до 25–35% свободного внутреннего объема на заводе. Переполнение приводит к потерям при перемешивании и повышению температуры; Недостаточное заполнение приводит к преждевременному смазочному голоданию — заводская заправка откалибрована в соответствии с внутренней геометрией подшипника и ее нелегко воспроизвести в полевых условиях.
• При нормальных условиях эксплуатации (ниже 80°C, умеренные скорости, отсутствие сильного загрязнения) смазка подшипника 2RS обеспечивает расчетный срок службы смазки 20 000–50 000 часов для корпусов малых и средних размеров — фактически весь расчетный срок службы подшипника L10 во многих случаях применения
• Подшипники с уплотнениями нельзя повторно смазывать при эксплуатации без снятия уплотнения — это приведет к потере защиты от загрязнения и риску попадания загрязнений. Они предназначены для замены как единое целое, когда срок службы смазки исчерпан или подшипник достигает расчетного срока службы.

Параллельное сравнение характеристик

Что указать: структура принятия решений по типу приложения

Укажите открытые подшипники, если:

• Подшипник работает в масляной ванне, масляном тумане или системе циркулирующей масляной смазки, где внешняя подача смазки является непрерывной и контролируемой.
• Рабочая скорость превышает 80% предельной скорости подшипника и температурный бюджет ограничен — шпиндели с электродвигателями, высокоскоростные редукторы, прецизионные шлифовальные шпиндели.
• Рабочая температура постоянно превышает 150°C, а подходящего высокотемпературного уплотнительного материала нет.
• Применение требует удаления жира во время циклов очистки — пищевое, фармацевтическое оборудование и оборудование для мойки на месте (CIP).

Используйте экранированные подшипники (ZZ), если:

• В окружающей среде присутствуют крупные твердые частицы (металлическая стружка, волокнистый мусор, крупная пыль), но нет мелкой абразивной пыли или жидких загрязнений — легкая промышленность, конвейерные системы, текстильное оборудование.
• Требования к скорости близки к предельной скорости открытого подшипника, а потери от трения контактного уплотнения неприемлемы, но необходима некоторая защита от загрязнения.
• Подшипник размещается в хорошо герметизированном редукторе или корпусе, где внешнее уплотнение корпуса предотвращает первичное загрязнение, а подшипниковый щит является лишь вторичным барьером.

Используйте закрытые подшипники (2RS), если:

• В окружающей среде присутствует мелкая пыль, влага, брызги охлаждающей жидкости или риск любого загрязнения жидкостью — это охватывает большинство общепромышленных, сельскохозяйственных, строительных и систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха.
• Доступ для технического обслуживания затруднен или интервалы длительны — электродвигатели, насосы, вентиляторы и двигатели бытовой техники, в которых смазка подшипников не входит в программу технического обслуживания.
• Приложение представляет собой потребительский или легкокоммерческий продукт, в котором эксплуатация без обслуживания в течение всего расчетного срока службы изделия обязательно — бытовая техника, электроинструменты, велосипеды, небольшие моторы
• Скорость работы ниже 70 % предельной скорости открытого подшипника. — номинальная скорость герметичного подшипника находится в пределах допустимого диапазона, а преимущества по защите от загрязнения перевешивают потери от трения

Суффикс-коды крупных производителей: правильно читаем обозначение подшипника

Суффикс-коды экранов и уплотнений не полностью стандартизированы у производителей. В подшипнике, обозначенном как 6205-2RS от одного поставщика, может использоваться другой материал или геометрия уплотнения, чем в подшипнике 6205-2RS от другого. Всегда проверяйте значение суффикса в каталоге производителя при перекрестных ссылках между брендами.

Распространенные ошибки в спецификации, которых следует избегать

• Использование открытых подшипников для экономии средств в загрязненных средах: разница в цене между открытым подшипником 6205 и закрытым подшипником 6205-2RS одного и того же производителя обычно составляет менее 3–5 долларов для стандартного метрического подшипника. Цена преждевременного отказа — незапланированный простой, трудозатраты, косвенный ущерб — на порядки выше.
• Использование подшипников с уплотнениями 2RS при температуре, превышающей номинальную температуру уплотнения: Резиновые уплотнения из NBR начинают затвердевать и трескаться при температуре выше 120°C, позволяя загрязнениям проникать внутрь, сохраняя при этом внешний вид неповрежденным. В условиях высоких температур явно указывайте уплотнения из HNBR (рассчитанные на 150°C) или варианты из PTFE — не предполагайте, что подшипник 2RS подходит для работы при высоких температурах, не проверив спецификацию материала уплотнения.
• Предполагая, что экранированные подшипники водонепроницаемы: рабочий зазор на внутреннем кольце позволяет воде проникать при любых значительных брызгах или воздействии конденсата. Экранированные подшипники во влажной среде или в условиях промывки подвергаются коррозии изнутри — для этих условий выбирайте 2RS с экранами из нержавеющей стали или подшипник из нержавеющей стали.
• Добавление внешней смазки в герметичный подшипник 2RS: применение смазочного шприца к герметичному подшипнику нагнетает смазку в кромку уплотнения снаружи. Это искажает геометрию кромки, нарушает контакт уплотнения и приводит к попаданию загрязнений, имевшихся на пресс-масленке или ниппеле, непосредственно в полость подшипника — эффект, противоположный ожидаемому.
• Перекрестные ссылки только по номеру подшипника без проверки суффикса: Модели 6205 и 6205-2RS имеют одинаковую грузоподъемность и размеры, но совершенно разные требования к обслуживанию. Указание базового номера без суффикса в заказе на поставку часто приводит к получению открытых подшипников, хотя предполагалось, что они будут закрыты — всегда указывайте полное обозначение, включая суффикс, в документации на закупку