Перейти к основному содержимому

Технические материалы15 мин.

Четырёхрядные цилиндрические роликоподшипники: технические требования и взаимозаменяемость

Четырёхрядные цилиндрические роликоподшипники воспринимают только радиальную нагрузку, а для их обозначения используются три несовместимые системы. Как расшифровать FC, FCD и FCDP для шейки валка.

Четырёхрядный цилиндрический роликоподшипник, вид со стороны отверстия: четыре расположенных рядом ряда стальных цилиндрических роликов удерживаются латунным сепаратором, а на массивном наружном кольце проточены канавки с рядом небольших смазочных отверстий по наружной поверхности

У специалиста по планированию технического обслуживания могут оказаться три документа, описывающие одну и ту же подшипниковую позицию. На чертеже подушки указан 319254/VJ202. В полученном коммерческом предложении стоит FCD500700500. В старой складской записи для той же клети значится FC 100140500. Два из этих трёх обозначений можно расшифровать арифметически. Третье не поддаётся расшифровке вообще, и ни одно из них не подтверждает, что подшипник действительно подойдёт и выдержит условия работы.

Именно в этом состоит особенность четырёхрядных цилиндрических роликоподшипников. Это единственный распространённый тип подшипника, номер которого часто не является обозначением в том смысле, в каком этот термин используется в остальной части каталога. В руководстве разобраны принципы каждой системы нумерации, параметры, которые следует указывать после определения габаритов, и правила монтажа, от которых зависит, достигнет ли подшипник расчётного ресурса.

Ключевые выводы

  • Эти подшипники воспринимают радиальную нагрузку и только её. Уравнения эквивалентной нагрузки SKF для этого типа имеют вид P = Fr и P₀ = Fr; осевая составляющая отсутствует в обоих (SKF). Для такой схемы требуется отдельный упорный подшипник.
  • Их габаритные размеры не стандартизованы. В графе стандарта размеров SKF для этого типа указано «Не стандартизованы» с оговоркой, что диаметр отверстия и наружный диаметр многих подшипников соответствуют сериям диаметров 9 или 0 по ISO 15 (SKF). Основной риск при взаимозамене связан с шириной.
  • Один подшипник может обозначаться по трём несовместимым системам. SKF часто использует нерасшифровываемый номер чертежа, в каталожных таблицах применяется краткая форма с кодированием через умножение на пять (FC 2942155), а в полной форме размеры в миллиметрах указываются явно (FCD145210155). Все три варианта могут описывать один подшипник 145 × 210 × 155.
  • Указывайте зазор C3 или C4 и подтверждайте класс допусков. Это стандартные исполнения SKF по зазору согласно ISO 5753-1, а C2 предназначен для исполнения с винтовой канавкой.
  • Этот подшипник рассчитан на периодический поворот в процессе эксплуатации. При постоянном направлении нагрузки работает лишь около четверти наружного кольца. Поэтому торцы кольца размечены на четыре зоны, а SKF рекомендует поворачивать кольца на 90° и проводить осмотр примерно через 1,000 часов работы.

Для чего предназначен четырёхрядный цилиндрический роликоподшипник

Этот подшипник воспринимает только радиальную нагрузку и обеспечивает максимальную доступную радиальную грузоподъёмность при малой высоте поперечного сечения. Поэтому он преобладает в опорах шеек валков полосовых, толстолистовых и сортовых станов. Четыре ряда роликов распределяют очень большую радиальную нагрузку в пределах сечения, недоступного для однорядной конструкции такой же грузоподъёмности.

Преимущество этой геометрии объясняется требованиями конструкции машины, а не рекламной формулировкой из каталога. Малая высота поперечного сечения позволяет увеличить диаметр шейки относительно диаметра валка (SKF). Подшипник с большим сечением потребовал бы либо уменьшить шейку и тем самым снизить её прочность при изгибе, либо увеличить валок, изменив конструкцию всего стана. American Roller Bearing описывает тот же компромисс со стороны нагрузки: четыре ряда воспринимают большие радиальные нагрузки при заданном поперечном сечении подшипника (American Roller Bearing).

Осевая грузоподъёмность у этого подшипника отсутствует, и здесь неуместны какие-либо оговорки. Уравнения эквивалентной нагрузки SKF для данного типа имеют вид P = Fr для динамической нагрузки и P₀ = Fr для статической (SKF). Осевая составляющая отсутствует в обоих уравнениях, поэтому любую осевую нагрузку в этой опоре должен воспринимать отдельный подшипник. Если схема передачи нагрузок ещё определяется, отдельно рассмотрены опора только для радиальной нагрузки и варианты упорных подшипников.

Осевое перемещение — совсем другое свойство, и здесь конструкция, напротив, имеет преимущество. Исполнения без бортов или с одним цельным бортом на одном из колец допускают осевое перемещение в установленных пределах практически без увеличения трения. Благодаря этому подшипник служит плавающей опорой в прокатной клети, компенсируя тепловое удлинение валка без собственного осевого нагружения. Выбор схемы на уровне конструкции между коническим и цилиндрическим вариантами рассмотрен в материале четырёхрядные конические и четырёхрядные цилиндрические роликоподшипники, а подбор для разных позиций стана — в руководстве по выбору подшипников шеек валков.


Почему номер детали не является обозначением

Для подшипников этого типа основным обозначением обычно служит номер чертежа. SKF прямо указывает, что сам номер чертежа не содержит сведений о конструкции или особенностях подшипника (SKF). 319254/VJ202 невозможно расшифровать ни по какому правилу. Это лишь индекс в каталоге, который без самого каталога ничего не сообщает.

Однако часть системы обозначений SKF всё же подчиняется определённым правилам:

ЭлементЗначение
Префикс LОтдельное внутреннее или наружное кольцо
Префикс RКольцо в сборе с роликами и сепаратором
BC4…Четырёхрядный подшипник
BC2B…Комплект из двух согласованных двухрядных подшипников
NNUDЧетырёхрядный подшипник из двух двухрядных конструкций NNU
Суффикс KКоническое отверстие, 1:12
Суффикс K30Коническое отверстие, 1:30
Суффикс FМеханически обработанный стальной сепаратор с центрированием по роликам
Суффикс FAМеханически обработанный стальной сепаратор с центрированием по наружному кольцу
Суффикс MМеханически обработанный латунный сепаратор с центрированием по роликам

Источник: система обозначений, конструкции и исполнения SKF (SKF).

Две другие системы обозначений поддаются расшифровке, и обе ежедневно встречаются на рынке. В краткой каталожной форме первые две группы цифр умножают на пять, получая диаметр отверстия и наружный диаметр, а оставшуюся группу читают как ширину. В полной форме размеры в миллиметрах просто указываются явно.

ОбозначениеРасчётРезультат (d × D × B)
FC 18287018 × 5 = 90, 28 × 5 = 140, B = 7090 × 140 × 70
FC 294215529 × 5 = 145, 42 × 5 = 210, B = 155145 × 210 × 155
FCD145210155размеры в миллиметрах145 × 210 × 155
FCD 608430060 × 5 = 300, 84 × 5 = 420, B = 300300 × 420 × 300
FCDP 114163594114 × 5 = 570, 163 × 5 = 815, B = 594570 × 815 × 594

Правило краткой формы следует считать рыночной практикой, а не стандартом, поскольку оно не определено ни одним стандартом. Здесь оно приведено по одной причине: это правило точно воспроизводит диаметр отверстия, наружный диаметр и ширину во всех опубликованных размерных таблицах дистрибьюторов, проверенных для этого руководства, включая нестандартную ширину 594 мм в последней строке. Используйте его для определения габаритов. Никогда не берите грузоподъёмность из таблицы дистрибьютора.

Теперь о различии, которое приводит к финансовым потерям. Вторая и третья строки таблицы описывают одни и те же габариты 145 × 210 × 155 двумя способами, однако опубликованные для них значения грузоподъёмности в разных источниках не совпадают. Значения динамической и статической грузоподъёмности из таблиц дистрибьюторов для краткой формы отличаются от опубликованных ANDE значений для полной формы, причём отклонения есть в обе стороны, хотя оба обозначения восходят к одному номеру чертежа SKF, BC4-0101. Таким образом, обозначение определяет габариты, но ничего не сообщает о внутренней конструкции, сепараторе или методике расчёта грузоподъёмности. Запрашивайте грузоподъёмность и основу её расчёта в письменном виде. Совпадение габаритов — лишь начало сравнения, а не его итог.

Следует отдельно исключить смешение двух правил. Умножение последних двух цифр на 5 в стандартных обозначениях подшипников — это код отверстия, то есть другое правило, которое лишь внешне похоже на рассматриваемое. В стандартном обозначении кодом служат последние две цифры перед суффиксом, и он определяет только диаметр отверстия. Здесь умножение на пять применяется к двум отдельным группам цифр и кодирует диаметр отверстия и наружный диаметр, а ширина добавляется без преобразования. Если вы знакомы с правилом кода отверстия в стандартных обозначениях подшипников, воспринимайте эту нотацию как отдельную систему, а не как продолжение стандартной.

Есть ещё одна причина, по которой номер детали может описывать не то, что вы предполагаете. Дистрибьюторы часто поставляют эти подшипники не единым узлом, а отдельно в виде наружных колец в сборе с роликами и комплектов внутренних колец (American Roller Bearing). Поэтому номер в заказе может обозначать половину подшипника. Такой способ удобен для хранения запасных деталей опор шеек валков. Но полученное коммерческое предложение при этом нужно читать особенно внимательно.


FC, FCD и FCDP: что меняет префикс

Три префикса определяют количество колец и тип сепаратора, а сочетание этих двух параметров задаёт типичный размерный диапазон каждой конструкции.

ПрефиксКольцаСепараторТипичное применение
FCОдно внутреннее кольцо, два наружных кольцаМеханически обработанный латунный или стальной гребенчатый сепараторНебольшие шейки, наиболее простая сборка
FCDДва внутренних кольца, два наружных кольцаМеханически обработанный латунный или стальной гребенчатый сепараторРазъёмные внутренние кольца упрощают монтаж на более крупных шейках
FCDPДва внутренних кольца, два наружных кольцаШтифтовый сепаратор с роликами, имеющими осевые отверстияСамые крупные шейки и максимальные ударные нагрузки

SKF вообще не использует эти три префикса, поэтому приведённую таблицу, как и расчёт для краткой формы, следует рассматривать как рыночную практику. В её основе лежит структура собственного каталога конструкций SKF, где перечислена двадцать одна базовая конструкция от BC4.1 до BC4.21, а также варианты BC4T с коническим отверстием и две уплотнённые конструкции. Каждое исполнение определяется количеством колец, расположением бортов и сепаратором. BC4.1 состоит из двух наружных колец с тремя цельными бортами на каждом, одного внутреннего кольца без бортов и двух двухрядных сепараторов вильчатого типа. Штифтовые сепараторы с роликами, имеющими осевые отверстия, появляются только в конструкциях с более высокими номерами (SKF).

American Roller Bearing прямо связывает конструкцию с размером. Стандартным исполнением этой компании служит механически обработанный латунный гребенчатый сепаратор, а суффикс SM обозначает низкоуглеродистую сталь. В крупных типоразмерах стандартно применяют стальной штифтовый сепаратор с полыми роликами (American Roller Bearing).

Разделение по размеру следует воспринимать как тенденцию, а не как жёсткое правило. В таблицах дистрибьюторов часто указывают точный диаметр отверстия, начиная с которого применяется FCDP, однако опубликованная номенклатура ANDE включает FCDP380540400 с отверстием 380 мм, что значительно меньше подразумеваемого этими таблицами значения. Штифтовый сепаратор выбирают по количеству роликов и ударной нагрузке, а не по одному диаметру отверстия, поэтому на практике диапазоны крупных FCD и малых FCDP пересекаются.

Два исполнения внутреннего кольца четырёхрядного цилиндрического роликоподшипника рядом на контрольном стенде: слева цельная втулка без бортов, справа разъёмная пара той же общей ширины, стык которой позволяет устанавливать конструкцию FCD на более крупную шейку валка

Материал сепаратора необходимо прямо указывать в технических требованиях. Обычно применяют механически обработанные латунные сепараторы гребенчатого или оконного типа, а для крупнейших размеров и максимальных ударных нагрузок — механически обработанные стальные или стальные штифтовые конструкции. Металлургические причины такого выбора, в том числе различие поведения цементированного кольца и кольца со сквозной закалкой при ударе, рассмотрены в материале цементированная подшипниковая сталь и сталь 52100.


Что указывать помимо d × D × B

Габариты — самая простая часть. Класс зазора, класс допусков, сепаратор и элементы системы смазывания определяют, выдержит ли подшипник заданную кампанию стана.

ПараметрСтандартное исполнениеОпределяется
Допуски размеровКласс 6 ISO (P6)ISO 492
Геометрические допускиКласс 5 ISO (P5)ISO 492
Радиальный внутренний зазорC3 или C4ISO 5753-1
Радиальный внутренний зазор, исполнение GC2ISO 5753-1

Стандартные исполнения по данным SKF (SKF). ISO 492 устанавливает классы допусков радиальных подшипников Normal, 6X, 6, 5, 4 и 2; P6 и P5 — соответствующие коды суффиксов DIN 620, которые SKF применяет для классов 6 и 5 (SKF).

Такое разделение допусков размеров по P6 и геометрических допусков по P5 необычно, но выбрано намеренно. Геометрическая точность определяет точность вращения, которая напрямую отражается на толщине и форме полосы, поэтому для неё установлен более строгий класс. Допуски размеров определяют посадку на шейку и в подушку; здесь несколько более широкое поле допуска приемлемо, поскольку посадка проектируется с его учётом. American Roller Bearing называет зазор C4 в сочетании с точностью P5 типичным исполнением для шеек валков: диапазон зазоров C3 или C4 по SKF сужается до C4 при сохранении точности вращения P5 (American Roller Bearing).

Помните, что значения зазора по ISO 5753-1 действительны для несмонтированных подшипников при нулевой измерительной нагрузке. Зазор в заказе не равен рабочему. Посадка с натягом на шейку уменьшает его, а температурный градиент в подшипнике сокращает ещё сильнее. Большинство ошибок выбора возникает при пересчёте заказанного радиального внутреннего зазора C3 или C4 в монтажный.

Исполнение G меняет обычную логику на противоположную, поэтому важно понять его назначение, прежде чем отвергать C2 как слишком малый зазор. Элемент G представляет собой винтовую канавку в отверстии внутреннего кольца, и подшипники с таким элементом поставляются с зазором C2, а не C3 или C4. Это исполнение предназначено для шеек валков со скользящей посадкой, рассчитанных на быструю перевалку. Более свободная посадка меньше уменьшает зазор при монтаже, поэтому меньший исходный зазор в итоге даёт требуемый рабочий зазор.

Кроме того, в запрос следует включать элементы для скользящей посадки и подачи смазки, которые редко упоминаются в материалах конкурентов:

ЭлементЗначение
GВинтовая канавка в отверстии внутреннего кольца
WСмазочные канавки на торцах колец
WIСмазочные канавки только на торцах внутренних колец
WOСмазочные канавки только на торцах наружных колец
W20Смазочные отверстия в наружном кольце
W33Кольцевая канавка и отверстия в наружном кольце

Источник: конструкции и исполнения SKF (SKF).

Коническое отверстие — ещё один параметр, который стоит определить заранее. Суффикс K обозначает конусность 1:12, а K30 — 1:30 (SKF). Степень натяга при монтаже подшипников с коническим отверстием регулируют, добиваясь целевого радиального внутреннего зазора или заданного предварительного натяга (SKF). American Roller Bearing предлагает те же два значения конусности для применений, где требуется более точное регулирование монтажного радиального зазора (American Roller Bearing).

На этапе запроса легко пропустить ещё один связанный суффикс. Если технология сборки предусматривает концентричное шлифование установленной дорожки внутреннего кольца относительно бочки валка, RG обозначает дорожку с припуском под эту операцию.

Кольца и ролики термостабилизированы до 150 °C, а уплотнения из HNBR работают в диапазоне от −40 до +140 °C; максимальная температура в узле возникает на рабочей кромке уплотнения (SKF). В уплотнённых исполнениях используется подпружиненное двухкромочное уплотнение из HNBR, а допустимая окружная скорость уплотнения ограничена 25 м/с (SKF). Для подшипника с большим диаметром отверстия именно это ограничение скорости, а не собственная предельная частота вращения подшипника, может стать определяющим.


Когда грузоподъёмность перестаёт быть ограничением

Обе характеристики увеличиваются с диаметром отверстия, но по мере роста подшипника статическая грузоподъёмность растёт быстрее динамической. Поэтому для самых крупных типоразмеров выбор чаще определяет ударная нагрузка, а не усталость.

Опубликованная ANDE линейка четырёхрядных цилиндрических роликоподшипников включает 34 типоразмера с диаметром отверстия от 145 до 900 мм. В этом диапазоне базовая динамическая радиальная грузоподъёмность составляет от 770 до 25,900 кН, а базовая статическая радиальная грузоподъёмность — от 1,850 до 77,500 кН. Предельная частота вращения при смазывании маслом снижается с 800 до 170 об/мин. Все значения в этом разделе и на двух приведённых ниже графиках взяты из указанной таблицы для типовых исполнений с механически обработанным латунным сепаратором и точностью P5.

Статическая и динамическая грузоподъёмность в зависимости от диаметра отверстия, 34 четырёхрядных типоразмера ANDE Статическая грузоподъёмность растёт быстрее динамической Грузоподъёмность (кН) Диаметр отверстия d (мм) 0 20 000 40 000 60 000 80 000 200 400 600 800 Базовая статическая радиальная грузоподъёмность C₀ Базовая динамическая радиальная грузоподъёмность C
Разрыв между двумя кривыми увеличивается с диаметром отверстия. Справочные данные ANDE из первоисточника для 34 четырёхрядных цилиндрических типоразмеров с механически обработанным латунным сепаратором и точностью P5. Статическая грузоподъёмность определяется по ISO 76.

Наиболее показательно отношение двух характеристик, причём оно противоречит привычным представлениям, сформированным на малых шарикоподшипниках. Деление статической грузоподъёмности на динамическую для ряда ANDE даёт среднее значение около 2.2 при диаметре отверстия менее 320 мм, которое возрастает примерно до 2.9 при 800 мм и более. Для отдельных типоразмеров значения разбросаны от 1.79 до 3.03, поэтому это тенденция, а не формула.

Отношение статической грузоподъёмности к динамической растёт с диаметром отверстия Отношение C₀ / C в зависимости от диаметра отверстия C₀ / C (расчёт) Диаметр отверстия d (мм) 1.6 2.0 2.4 2.8 3.2 200 400 600 800 среднее 2.19, d ≤ 320 мм среднее 2.93, d ≥ 800 мм
Каждая точка соответствует одному опубликованному типоразмеру. Отношение рассчитано делением опубликованной статической грузоподъёмности на опубликованную динамическую грузоподъёмность того же подшипника; само по себе оно не является каталожным значением. Данные ANDE из первоисточника, 34 четырёхрядных цилиндрических типоразмера.

Причина этой тенденции проста. Добавление рядов более длинных роликов увеличивает площадь статического контакта быстрее, чем растёт ограниченная усталостью динамическая грузоподъёмность. Статическая грузоподъёмность определяется допустимым контактным напряжением в неподвижном контакте. Динамическая грузоподъёмность определяется подповерхностной усталостью за миллионы циклов. ISO 76 устанавливает критерий контактного напряжения для статической грузоподъёмности, а расчёты базовой динамической и статической грузоподъёмности исходят из принципиально разных физических предпосылок. Практический вывод: если основную угрозу на стане представляет удар при захвате прутка или перевалке валка, а не накопленная наработка, подбирать типоразмер нужно по C₀.

Минимальная нагрузка важна на противоположном конце диапазона, но ей уделяют меньше внимания, чем следует. При недостаточной нагрузке роликоподшипник скользит вместо качения, что вызывает размазывание материала дорожки, а не её усталостное повреждение. Общее правило SKF для роликоподшипников требует минимальной нагрузки 0.02 C, а уточнённое значение приводится для конкретного типа подшипника (SKF). Для четырёхрядных цилиндрических роликоподшипников это минимальная радиальная нагрузка Frm, рассчитываемая по коэффициенту минимальной нагрузки, среднему диаметру подшипника и частоте вращения (SKF). Берите коэффициент нагрузки из актуальной таблицы продукции для конкретного подшипника, а не из вторичного источника: он зависит от подшипника и часто приводится неверно.


Монтаж и поворот на 90°, который забывают включить в регламент

При постоянном направлении нагрузки работает лишь около четверти наружного кольца, поэтому конструкция подшипника предусматривает его периодический поворот в процессе эксплуатации. График таких поворотов следует закрепить в технических требованиях, а не полагаться на память технического персонала.

SKF описывает порядок действий поэтапно. Торцы наружных колец разделены на четыре зоны с маркировкой от I до IV. В зоне I также нанесена линия поперёк наружной поверхности, поэтому её можно найти, не осматривая торец. При первом монтаже зону I располагают со стороны действия нагрузки. После определённого периода работы наружные кольца поворачивают на 90°, а рекомендуемый интервал до осмотра составляет примерно 1,000 часов работы (SKF).

Зоны нагружения наружного кольца от I до IV и поворот на 90 градусов Нагрузку несёт лишь около четверти наружного кольца I II III IV Направление нагрузки повернуть на 90° При монтаже зона I обращена к нагрузке. На зоне I нанесена линия поперёк наружной поверхности: кольцо не нужно переворачивать. Поверните наружные кольца на 90° после периода работы. Около 1 000 часов — рекомендуемый интервал до осмотра. Наружное кольцо, вид вдоль оси подшипника
Затенённый сектор показывает нагруженную дугу при постоянном направлении нагрузки. Разметка зон и порядок поворота приведены по рекомендациям SKF по монтажу четырёхрядных цилиндрических роликоподшипников.

Есть и второе правило маркировки, критически важное при перевалке валков и часто трактуемое наоборот. Во избежание смешивания все детали одного подшипника маркируют одинаковым серийным номером. Однако внутренние кольца и пары внутренних колец полностью взаимозаменяемы и не обязаны иметь тот же серийный номер, что и наружное кольцо (SKF). Благодаря этому исключению в валковой мастерской можно хранить запасные внутренние кольца уже установленными на шейках и комплектовать ими любую подушку, снятую с клети. Если без инженерных оснований требовать совпадения серийных номеров всех деталей, такой порядок работы станет невозможен.

Посадка с натягом на шейку валка является нормой, а скользящая посадка — исключением, для которого предусмотрены элементы G и W. Решение American Roller Bearing для той же задачи монтажа — плавная заходная фаска внутреннего кольца. Она облегчает надвигание подушки и наружного кольца в сборе с роликами на внутреннее кольцо, установленное на валке, при роботизированной сборке клети или монтаже краном (American Roller Bearing). В отрасли удобство перевалки валков рассматривают как конструкторскую, а не только процедурную задачу.

Четырёхрядный цилиндрический роликоподшипник в отверстии литой подушки прокатного стана: наружное кольцо по всей окружности соприкасается с корпусом, внутри видны механически обработанный латунный сепаратор и ролики; при перевалке этот узел надвигают на внутреннее кольцо, установленное на валке

Весь этот раздел посвящён предотвращению повреждений при монтаже. Характер повреждений после неправильного монтажа описан в материале повреждения подшипников шеек валков, а порядок предварительных проверок — в руководстве по проверке габаритов перед монтажом.


Сопоставление обозначений SKF, NSK, Timken и FAG

Диаметр отверстия и наружный диаметр обычно совпадают у разных марок. Ширина и внутренняя конструкция часто различаются, поэтому таблица соответствия служит лишь отправной точкой, а окончательное решение принимают по чертежу подушки.

ANDESKFNSKTimkenFAGd × D × B
FCD145210155BC4-0101STF145RV2101g4R-7203FCD145210155145 × 210 × 155
FCD160230168BC4-0114STF160RV2302g4R-7204FCD160230168160 × 230 × 168
FCD220310192BC4-0117STF220RV3101g4R-7405FCD220310192220 × 310 × 192
FCDP380540400BC4B 320989/HA3STF380RV5402gRYL 5404FCDP380540400380 × 540 × 400
FCD480680500319320STF480RV6815g4R-9612FCD480680500480 × 680 × 500
FCD500700500319254/VJ202STF500RV7011g4R-10010FCD500700500500 × 700 × 500
FCD650920670239509 FASTF650RV9212g4R-13209FCD650920670650 × 920 × 670
FCD8201100745BC4B 316341/HA4STF820RV1119gRYL 1142FCD8201100745820 × 1100 × 745

Данные ANDE из первоисточника по взаимозаменяемости. Перед заказом проверяйте любой аналог по актуальной редакции каталога OEM-производителя и чертежу подушки.

Рассмотрим первую строку. FCD145210155, BC4-0101, STF145RV2101g и 4R-7203 — четыре способа обозначить одинаковые габариты 145 × 210 × 155, причём только один из них содержит сами размеры. По форме номера всё же можно определить марку. SKF использует номера чертежей и префиксы BC4 или BC4B. NSK применяет обозначения STF…RV… с буквой в конце. Timken использует 4R-, а в линейке для сортовых прокатных станов — RYL и RXL. FAG применяет полную форму FCD.

Но важнее самой таблицы следующая оговорка. SKF указывает для этого типа подшипников стандарт размеров «Не стандартизованы» и лишь отмечает, что диаметр отверстия и наружный диаметр многих подшипников соответствуют сериям диаметров 9 или 0 по ISO 15 (SKF). ISO 15:2017 — действующий стандарт, устанавливающий предпочтительные габаритные размеры радиальных подшипников серий диаметров 7, 8, 9, 0, 1, 2, 3 и 4 (ISO 15). Однако данный тип подшипника стандартизован по нему не полностью.

Следует учитывать, что в отрасли нет единой формулировки. American Roller Bearing называет свои четырёхрядные цилиндрические роликоподшипники взаимозаменяемыми в рамках отрасли (American Roller Bearing). Это справедливо в коммерческой практике дистрибьюторов, где множество исполнений наружных и внутренних колец существует именно для обеспечения взаимозаменяемости. SKF описывает положение с точки зрения стандартов. Оба утверждения верны, но относятся к разным аспектам, поэтому практический вывод точнее сформулировать так: по d и D аналоги обычно совпадают, по B и внутренней конструкции — часто нет.

Таким образом, речь идёт о взаимозаменяемости по габаритам. Различия, определяющие ресурс, заключаются в типе сепаратора, классе зазора, схеме смазочных канавок и уплотнениях, и ни один из этих параметров не виден в таблице соответствия номеров. Проверяйте технические требования, а не марку. Например, четырёхрядные подшипники SKF Explorer выпускаются с наружным диаметром до 420 мм и оптимизированы для сортовых прокатных станов. Они оснащаются двумя двухрядными латунными сепараторами вильчатого типа, а по запросу доступны стальные сепараторы (SKF). Это уже техническая характеристика, которую невозможно передать одной строкой таблицы аналогов. Методика рассмотрена в материалах о проверке заявленных поставщиком технических характеристик и о сравнении производителей подшипников.

Если номер детали не совпадает с чертежом подушки, пришлите оба документа. ANDE готовит предложение по четырёхрядным цилиндрическим роликоподшипникам на основании чертежа и спектра рабочих режимов, а не только номера.


Часто задаваемые вопросы

Может ли четырёхрядный цилиндрический роликоподшипник воспринимать осевую нагрузку?

Нет. Уравнения эквивалентной нагрузки SKF для этого типа имеют вид P = Fr для динамической нагрузки и P₀ = Fr для статической; осевая составляющая отсутствует в обоих. Любую осевую нагрузку в этой опоре должен воспринимать отдельный упорный подшипник. Некоторые исполнения допускают осевое перемещение в установленных пределах практически без увеличения трения. Это другое свойство, благодаря которому такой подшипник служит плавающей опорой в прокатной клети. Допустимое перемещение не означает допустимую нагрузку.

В чём различие между FC, FCD и FCDP?

Различие состоит в количестве колец и типе сепаратора, которые вместе определяют диапазон размеров для каждой конструкции. У FC одно внутреннее и два наружных кольца. У FCD два внутренних и два наружных кольца, причём разъёмные внутренние кольца упрощают монтаж на более крупных шейках. В FCDP применяется штифтовый сепаратор с роликами, имеющими осевые отверстия: он позволяет разместить больше роликов и подходит для самых крупных шеек и максимальных ударных нагрузок. Границу по диаметру отверстия следует воспринимать как тенденцию, а не жёсткое правило: в номенклатуре ANDE есть FCDP с отверстием 380 мм, что ниже порога, обычно подразумеваемого таблицами дистрибьюторов.

Какой зазор следует указать для шейки валка?

C3 или C4 по ISO 5753-1 являются стандартными исполнениями SKF для этого типа, а C4 с классом точности P5 — типичным исполнением для шеек валков по данным American Roller Bearing. C2 применяется в подшипниках с элементом G — винтовой канавкой в отверстии внутреннего кольца — для шеек со скользящей посадкой, рассчитанных на быструю перевалку валков. Помните, что значения ISO 5753-1 относятся к несмонтированным подшипникам при нулевой измерительной нагрузке, поэтому посадка с натягом и температурный градиент сокращают зазор ещё до начала работы подшипника.

Как расшифровать номер подшипника FCD?

В обращении находятся две системы. В краткой каталожной форме первые две группы цифр умножают на пять, а оставшуюся группу читают как ширину, поэтому FC 2942155 означает 145 × 210 × 155. В полной форме размеры в миллиметрах указаны явно, поэтому FCD145210155 обозначает те же 145 × 210 × 155. Эти два обозначения описывают одни габариты, однако опубликованные для них значения грузоподъёмности в разных источниках не совпадают. Следовательно, ни одна из систем не сообщает, какую внутреннюю конструкцию и основу расчёта грузоподъёмности предлагает поставщик. Номер чертежа SKF, например 319254/VJ202, вообще не поддаётся расшифровке.

Почему эти подшипники необходимо поворачивать в процессе эксплуатации?

Потому что при постоянном направлении нагрузки работает лишь около четверти наружного кольца: три четверти дорожки остаются незадействованными, а все повреждения накапливаются в одном квадранте. SKF делит торцы наружного кольца на четыре зоны с маркировкой от I до IV. В зоне I также нанесена линия поперёк наружной поверхности, а при первом монтаже эту зону располагают со стороны действия нагрузки. Поворот наружных колец на 90° после определённого периода работы перераспределяет нагрузку, а рекомендуемый интервал до осмотра составляет примерно 1,000 часов работы.


Как задать подшипник без догадок

Для четырёхрядного цилиндрического роликоподшипника грамотно составленные технические требования окупаются, а спецификация, ограниченная только габаритами, приводит к потерям.

  • Считайте номер детали идентификатором, а не описанием. Номер чертежа не содержит сведений о конструкции, а две расшифровываемые системы обозначают только габариты.
  • Для крупных диаметров отверстия подбирайте подшипник по C₀, а не только по C. По мере роста подшипника статическая грузоподъёмность растёт быстрее динамической, и ресурс подшипника шейки валка обычно ограничивает ударная нагрузка, а не усталость.
  • В запросе указывайте класс зазора, класс допусков, сепаратор и элементы системы смазывания. Эти параметры определяют ресурс, но не отражаются в таблице аналогов.
  • Планируйте график поворота колец уже при заказе подшипника. Разметка на четыре зоны и поворот на 90° являются частью технических требований, а не необязательной привычкой обслуживающего персонала.
  • Проверяйте ширину и внутреннюю конструкцию по чертежу подушки. Диаметр отверстия и наружный диаметр обычно совпадают у разных марок, остальные параметры часто различаются.

Пришлите чертёж подушки вместе с имеющимся номером детали в любой системе обозначений. ANDE проверит четырёхрядный цилиндрический роликоподшипник по чертежу, требуемому зазору и спектру рабочих режимов и прямо укажет, где совпадение габаритов не означает функциональной взаимозаменяемости.

Об авторе

Jeff Li пишет о подшипниковой технике и международных закупках для ANDE Bearing. Он напрямую работает со специалистами по закупкам OEM-производителей и компаний вторичного рынка в автомобильной и тяжёлой промышленности, а также в сфере возобновляемой энергетики. Связаться с ним можно в LinkedIn.

Похожие статьи

Сепараторы подшипников: материалы, типы и температурные пределы

Технические материалы17 мин.

Сепараторы подшипников: материалы, типы и температурные пределы

Стальные сепараторы работают до 300 °C, латунные — до 250 °C, а у полиамидных нет единого предела: он зависит от смазочного материала. Сравнение материалов, способов центрирования, суффиксов и видов повреждений.

Керамические подшипники: гибридные и полностью керамические — что нормирует ISO

Технические материалы14 мин.

Керамические подшипники: гибридные и полностью керамические — что нормирует ISO

Гибридный керамический подшипник выигрывает в частоте вращения ценой некоторого снижения грузоподъёмности, причём предел усталостной нагрузки снижается сильнее, чем C. Разбираем, что нормирует ISO 20056, что остаётся за рамками стандарта и когда правильным выбором по-прежнему служит сталь.

Подшипниковые узлы в стационарном корпусе: типы, обозначения и выбор

Технические материалы15 мин.

Подшипниковые узлы в стационарном корпусе: типы, обозначения и выбор

Под одним названием скрываются два разных изделия. Разбираем обозначения UCP и SNL, применимые стандарты ISO и выбор закрепляемого подшипника по фактической нагрузке.

Источники

  1. SKF. Четырёхрядные цилиндрические роликоподшипники — особенности и преимущества. SKF Group.(дата обращения )
  2. SKF. Четырёхрядные цилиндрические роликоподшипники — система обозначений. SKF Group.(дата обращения )
  3. SKF. Четырёхрядные цилиндрические роликоподшипники — конструкции и исполнения. SKF Group.(дата обращения )
  4. SKF. Четырёхрядные цилиндрические роликоподшипники — общие технические характеристики. SKF Group.(дата обращения )
  5. SKF. Четырёхрядные цилиндрические роликоподшипники — нагрузки. SKF Group.(дата обращения )
  6. SKF. Четырёхрядные цилиндрические роликоподшипники — монтаж. SKF Group.(дата обращения )
  7. SKF. Четырёхрядные цилиндрические роликоподшипники — предельные температуры. SKF Group.(дата обращения )
  8. SKF. Допуски. SKF Group.(дата обращения )
  9. SKF. Необходимая минимальная нагрузка. SKF Group.(дата обращения )
  10. American Roller Bearing. Четырёхрядные цилиндрические роликоподшипники (многорядные).(дата обращения )
  11. ISO 15:2017. Подшипники качения — Радиальные подшипники — Основные размеры, общий план. Издание 4.(дата обращения )
  12. ISO 492:2023. Подшипники качения — Радиальные подшипники — Геометрические характеристики изделий (GPS) и значения допусков. Издание 6.(дата обращения )
  13. ISO 5753-1:2009. Подшипники качения — Внутренний зазор — Часть 1: Радиальный внутренний зазор радиальных подшипников.(дата обращения )
  14. ISO 76:2006. Подшипники качения — Статическая грузоподъёмность. Издание 3, с Изменением 1:2017.(дата обращения )

Нужна экспертная консультация по закупкам подшипников?

Наши инженеры бесплатно проконсультируют по выбору и расчёту подшипников, а также оптимизации работы узла.