ГЛАВНАЯ / Новости / Новости отрасли / В чем разница между открытыми, экранированными и закрытыми радиальными шарикоподшипниками — и какой выбрать?

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

Контент

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

Сравнительные эксплуатационные характеристики открытых, экранированных и закрытых радиальных шарикоподшипников по основным параметрам технических характеристик.
Параметр Открыть Экранированный (ЗЗ) Герметичный (2RS)
Рейтинг скорости по сравнению с открытым 100% (базовый уровень) 95–100% 70–80%
Исключение крупных частиц Нет Хорошо (>0,2 мм) Отлично
Исключение мелкой пыли Нет Бедный От хорошего до отличного
Водостойкость/влагостойкость Нет Нет Хорошо (всплеск)
Повторная смазка в процессе эксплуатации Полный доступ Ограниченный Не практично
Макс. постоянная температура. Ограниченный by grease only Ограниченный by grease only 120°C (NBR)/150°C (HNBR)
Момент трения в зависимости от открытия Базовый уровень 2–5% 15–30%
Типичная надбавка к издержкам Базовый уровень 5–15% 10–25%
Требование к техническому обслуживанию Регулярное повторное смазывание Периодическая повторная смазка Заменить в конце срока службы

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.

Суффикс-коды экрана и уплотнения для открытых, экранированных и герметичных вариантов от основных производителей радиальных шарикоподшипников.
Конфигурация SKF ФАГ/Шеффлер NSK NTN Тимкен
Один металлический щит Z Z Z Z Z
Два металлических щита 2З ZZ ZZ ZZ ZZ
Одно контактное резиновое уплотнение РС1 RSR ВВ ЛЛУ RS
Два контактных резиновых уплотнения 2РС1 2РСР ВВ (both sides) ЛЛУ (both) 2RS
Бесконтактное уплотнение с низким коэффициентом трения РЗ/2РЗ РШ/2РШ ДДУ LLB ЛРС

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