Łoże z podwójnym rzędem o niskim tarciu 23130 do maszyny ciężkiej

Samozwrotne łożysko walcowe 23130 do ciężkich maszyn i sektorów energetycznych

W dynamicznym krajobrazie inżynierii mechanicznej, samozwrotne łożysko walcowe 23130 wyłania się jako kluczowy element, zaprojektowany do doskonałego działania w wymagających warunkach eksploatacyjnych. Jego filozofia projektowania koncentruje się na obsłudze scenariuszy o dużym obciążeniu i kompensacji niewspółosiowości wału, co czyni go niezbędnym elementem w szerokim spektrum maszyn ciężkich. To kompleksowe wprowadzenie do produktu zagłębia się w zawiłe szczegóły jego konstrukcji, możliwości wydajności, składu materiałowego, zastosowań i wymagań konserwacyjnych.

I. Projekt i struktura

Pierścień wewnętrzny i pierścień zewnętrzny

Pierścień wewnętrzny łożyska 23130 charakteryzuje się konfiguracją bieżni dwurzędowej, precyzyjnie obrobionej tak, aby pasowała do wału o średnicy 150 mm z najwyższą precyzją. To ścisłe dopasowanie zapewnia płynne przenoszenie siły po instalacji, minimalizując wszelkie potencjalne poślizgi i optymalizując wydajność mechaniczną. Pierścień zewnętrzny, z drugiej strony, charakteryzuje się sferyczną bieżnią, definiującym elementem konstrukcyjnym, który obdarza łożysko jego zdolnością do samonastawności. Ta unikalna konstrukcja pozwala łożysku na skuteczne kompensowanie rozbieżności instalacyjnych między wałem a obudową łożyska, zazwyczaj w zakresie kątowym od 1° do 2,5°. Poprzez łagodzenie naprężeń wywołanych niewspółosiowością, żywotność i niezawodność łożyska są znacznie zwiększone.

Przy średnicy zewnętrznej 250 mm i szerokości 80 mm, ogólne wymiary łożyska stanowią równowagę między nośnością a kompatybilnością przestrzenną. Grubość ścianki pierścienia zewnętrznego została strategicznie zwiększona, wzmacniając jego odporność na siły uderzeniowe i zapewniając bardziej stabilne oparcie dla bieżni. Ten wybór konstrukcyjny sprawia, że łożysko 23130 jest szczególnie dobrze przystosowane do zastosowań obejmujących długotrwałe narażenie na obciążenia cykliczne.

Elementy toczne i koszyk

W sercu łożyska 23130 znajdują się dwurzędowe wałki beczkowate. Wałki te zostały zaprojektowane z zakrzywionym profilem, który synergicznie współdziała ze sferyczną bieżnią pierścienia zewnętrznego, umożliwiając łożysku sprawne radzenie sobie zarówno z obciążeniami promieniowymi, jak i dwukierunkowymi osiowymi. Wykonane z wysokogatunkowej stali łożyskowej, wałki przechodzą rygorystyczny proces precyzyjnego szlifowania, w wyniku czego uzyskuje się chropowatość powierzchni mniejszą niż Ra0,1 μm. To ultra-gładkie wykończenie odgrywa kluczową rolę w redukcji tarcia podczas toczenia, zwiększając tym samym efektywność energetyczną i płynność działania łożyska.

Koszyk, zwykle wykonany z mosiądzu, odgrywa kluczową rolę w utrzymaniu uporządkowanego rozmieszczenia wałków. Dzięki segmentowej konstrukcji, koszyk zapewnia równomierne rozmieszczenie wałków, zapewniając każdemu z nich wystarczającą przestrzeń do swobodnego obrotu. Podczas pracy z dużą prędkością, koszyk służy również jako mechanizm prowadzący, kierując wałki po zamierzonych ścieżkach i zapobiegając kolizjom, które w przeciwnym razie mogłyby prowadzić do przedwczesnego zużycia. W przypadku zastosowań w ekstremalnych warunkach, takich jak wysoka temperatura lub środowiska korozyjne, dostępne są alternatywne materiały koszyków, takie jak stal lub nylon, oferujące zwiększoną wydajność i trwałość.

Struktura uszczelnienia (opcjonalnie)

Niektóre warianty łożyska 23130 są wyposażone w uszczelnienia stykowe lub bezstykowe. Uszczelnienie stykowe, wykonane z gumy nitrylowej, tworzy szczelne uszczelnienie z pierścieniem wewnętrznym, skutecznie odpychając kurz i wilgoć. To sprawia, że jest to idealny wybór do zastosowań w zapylonych lub wilgotnych środowiskach, gdzie ochrona przed zanieczyszczeniami jest najważniejsza. Z kolei uszczelnienie bezstykowe wykorzystuje konstrukcję labiryntową, aby zminimalizować tarcie, co czyni je bardziej odpowiednim do zastosowań o dużej prędkości. To uszczelnienie może obsłużyć prędkości obrotowe do 3000 obr./min, zapewniając płynną pracę nawet w wymagających warunkach.

II. Kluczowe parametry

III. Zalety wydajności

Wyjątkowa nośność

Konstrukcja łożyska 23130 z dwurzędowymi wałkami, w połączeniu ze zoptymalizowanym kątem styku, obdarza je imponującą podstawową dynamiczną nośnością 725 kN i nośnością statyczną 1180 kN. Ta solidna nośność pozwala łożysku bez wysiłku radzić sobie ze znacznymi obciążeniami występującymi w zastosowaniach w ciężkich maszynach. Niezależnie od tego, czy są to intensywne siły uderzeniowe w kruszarkach górniczych, czy wałki wysokociśnieniowe w walcowniach metalurgicznych, łożysko 23130 wykazuje niezwykłą odporność, wytrzymując ciągłe duże obciążenia bez ulegania uszkodzeniom zmęczeniowym.

Doskonała zdolność do samonastawności

Płynna interakcja między sferyczną bieżnią pierścienia zewnętrznego a wałkami beczkowatymi wyposaża łożysko 23130 w wyjątkową zdolność do samonastawności. Ta cecha jest szczególnie cenna w zastosowaniach z długimi wałami, takich jak te w prasach papierniczych i głównych wałach turbin wiatrowych. Automatycznie kompensując ugięcie wału lub niewspółosiowość instalacyjną, łożysko skutecznie redukuje naprężenia krawędzi, co skutkuje wydłużeniem żywotności o ponad 30%. To nie tylko zwiększa niezawodność sprzętu, ale także minimalizuje wymagania konserwacyjne i związane z nimi koszty.

Wytrzymała odporność na zużycie i stabilność temperaturowa

Wykonane ze stali łożyskowej chromowo-węglowej (SUJ2), pierścienie i wałki łożyska są poddawane obróbce cieplnej w celu uzyskania twardości HRC60 - 65. Dodatkowo powierzchnia jest fosforanowana w celu dalszego zwiększenia odporności na zużycie. Łożysko wykazuje doskonałą stabilność wymiarową i integralność mechaniczną w zakresie temperatur od -40°C do 120°C. W przypadku zastosowań wymagających pracy w wyższych temperaturach, dostępne są specjalnie obrobione cieplnie warianty, zdolne wytrzymać temperatury przekraczające 200°C. To sprawia, że łożysko 23130 nadaje się do szerokiego zakresu zastosowań przemysłowych, w tym w środowiskach o wysokiej temperaturze, takich jak odlewnie i elektrownie.

Niskie tarcie i tłumienie wibracji

Precyzyjnie obrobione bieżnie i wałki łożyska 23130 przyczyniają się do niezwykle niskiego współczynnika tarcia, wynoszącego zaledwie 0,0015. To nie tylko zmniejsza zużycie energii, ale także zwiększa ogólną wydajność łożyska. Ponadto dwurzędowa symetryczna konstrukcja zapewnia równomierny rozkład obciążenia, co skutkuje poziomem prędkości wibracji, który można skutecznie kontrolować poniżej 65 dB podczas pracy. To sprawia, że łożysko jest idealnym wyborem do zastosowań, w których precyzja i płynna praca są krytyczne, takich jak wrzeciona obrabiarek i precyzyjny sprzęt produkcyjny.

IV. Jakość materiału

Materiał pierścieni i wałków

Podstawowym materiałem łożyska 23130 jest wysokiej czystości stal łożyskowa (GCr15SiMn), przetwarzana z wykorzystaniem techniki odgazowywania próżniowego w celu wyeliminowania wewnętrznych porów i wtrąceń. W rezultacie uzyskuje się materiał o wyjątkowej gęstości i właściwościach mechanicznych. Wałki przechodzą szereg procesów produkcyjnych, w tym formowanie na zimno i hartowanie w wysokiej temperaturze, co przyczynia się do uzyskania jednolitej struktury wewnętrznej. Udarność materiału przekracza 12 J/cm², co znacznie zwiększa odporność łożyska na zmęczenie i zapewnia długotrwałą niezawodność w wymagających warunkach pracy.

Materiał koszyka

• Koszyk mosiężny (H62): Znany z doskonałej przewodności cieplnej i wytrzymałości mechanicznej, koszyk mosiężny jest dobrze przystosowany do zastosowań o średnich i dużych prędkościach z dużymi obciążeniami. Może skutecznie rozpraszać ciepło generowane podczas pracy i zachować integralność strukturalną do temperatury 150°C.

• Koszyk stalowy (stal nr 10): Po obróbce nawęglania powierzchniowego, koszyk stalowy osiąga twardość HRC55 - 60, co czyni go wysoce odpornym na uderzenia. To sprawia, że jest to idealny wybór do zastosowań charakteryzujących się silnymi wibracjami i obciążeniami udarowymi, takich jak w maszynach budowlanych i sprzęcie górniczym.

• Koszyk nylonowy (PA66+GF30): Oferując zalety niskiej wagi i niskiego współczynnika tarcia, koszyk nylonowy wykazuje również dobrą odporność na korozję. Jednak jego temperatura pracy jest ograniczona do poniżej 120°C. Jest powszechnie stosowany w zastosowaniach, w których redukcja masy i odporność na korozję są kluczowymi wymaganiami, takich jak w niektórych typach maszyn do przetwarzania żywności.

V. Obszary zastosowań

Ciężkie maszyny przemysłowe

W sektorze górniczym łożysko 23130 jest stosowane w wałach mimośrodowych kruszarek szczękowych, gdzie musi wytrzymać ogromne siły kruszenia i częste obciążenia udarowe związane z procesem kruszenia skał. W przemyśle metalurgicznym zapewnia niezbędne wsparcie dla wałków roboczych w walcowniach, wytrzymując połączone wyzwania wysokich temperatur i intensywnego ciśnienia walcowania.

Maszyny budowlane

Wały wyjściowe skrzyń biegów i elementy łożysk obrotowych w ładowarkach i koparkach często polegają na łożysku 23130. Jego zdolność do wytrzymywania obciążeń mimośrodowych zapewnia stabilne przenoszenie mocy, nawet gdy maszyna pracuje na nierównym terenie. W wciągarkach dźwigowych wysoka nośność łożyska ma kluczowe znaczenie dla zapewnienia bezpiecznego i niezawodnego podnoszenia ciężkich ładunków.

Sprzęt energetyczny

Główne układy wałów turbin wiatrowych korzystają w znacznym stopniu z możliwości samonastawnych łożyska 23130. Gdy łopaty się obracają, generują siły, które mogą powodować ugięcie wału, które łożysko może skutecznie kompensować, jednocześnie przenosząc obciążenia promieniowe i osiowe przekształcone z energii wiatru. W elektrowniach wodnych odporność łożyska na zużycie sprawia, że nadaje się ono do stosowania w głównych wałach turbin wodnych, gdzie musi pracować w zanurzeniu lub w wilgotnych warunkach przez dłuższy czas.

Maszyny papiernicze i tekstylne

W dużych maszynach papierniczych łożysko 23130 jest stosowane w wałach kalandrów i grupach wałków suszących. Jego niskie charakterystyki wibracyjne są niezbędne do zapewnienia równomiernego prasowania i suszenia papieru, co pozwala na utrzymanie jakości produktu. W przemyśle tekstylnym urządzenia do barwienia i wykańczania wykorzystują wysoką temperaturę i odporność na korozję łożyska, aby działać płynnie w wilgotnych i gorących środowiskach, zapewniając ciągłą i niezawodną produkcję.

VI. Montaż i konserwacja

Podczas montażu konieczne jest użycie specjalistycznych narzędzi, takich jak nakrętki hydrauliczne, aby zapewnić równomierne działanie siły na pierścień wewnętrzny. Ten środek ostrożności pomaga zapobiegać deformacjom spowodowanym nieprawidłowymi metodami montażu, takimi jak wbijanie młotkiem. W przypadku modeli ze stożkowymi pierścieniami wewnętrznymi, luz można precyzyjnie regulować za pomocą nakrętki zabezpieczającej, a zalecany zakres luzu roboczego mieści się zazwyczaj w przedziale od 0,12 do 0,25 mm.

Pod względem smarowania, w przypadku zastosowań smarowanych smarem, zaleca się smar litowy o ekstremalnym ciśnieniu (NLGI Grade 2). Ilość napełnienia powinna być starannie kontrolowana, zazwyczaj w zakresie od 1/3 do 1/2 przestrzeni wewnętrznej łożyska. W przypadku zastosowań o dużej prędkości bardziej odpowiednie jest smarowanie olejem, przy czym powszechnie stosuje się olej smarowy ISO VG 46 lub 68. Podczas stosowania smarowania wymuszonego, ciśnienie oleju powinno być utrzymywane w zakresie od 0,1 do 0,3 MPa.

Regularna konserwacja ma kluczowe znaczenie dla zapewnienia optymalnej wydajności i trwałości łożyska. Obejmuje to monitorowanie temperatury łożyska, która powinna generalnie pozostawać poniżej 70°C, a także sprawdzanie pod kątem nienormalnych wibracji i hałasu. Wszelkie oznaki nieprawidłowości należy niezwłocznie usunąć, często wymagając wymiany łożyska. Podczas demontażu należy użyć ściągacza, aby uniknąć uszkodzenia czopa i otworu obudowy łożyska, zapewniając, że otaczające elementy pozostaną w dobrym stanie do przyszłego użytku.

VII. Podsumowanie

Samozwrotne łożysko walcowe 23130 reprezentuje szczyt inżynierii, oferując połączenie wytrzymałej konstrukcji, wyjątkowych możliwości samonastawnych i szerokiej adaptacji do różnych warunków pracy. Niezależnie od tego, czy ma do czynienia z ekstremalnymi obciążeniami, niewspółosiowością wału, czy też trudnymi czynnikami środowiskowymi, łożysko to konsekwentnie zapewnia stabilną wydajność. Jego kluczowa rola w umożliwianiu sprawnego działania maszyn przemysłowych podkreśla jego znaczenie jako niezbędnego elementu w nowoczesnej inżynierii mechanicznej, napędzającego postęp w szerokim zakresie branż.