Высокотемпературные подшипники

Применение термостойких подшипников

Каждый вид подшипника работает при определенном температурном режиме, который заложен в его технических условиях. Для стандартных подшипников заложены стандартные условия работы — диапазон температур, агрессивность среды и прочее. При скачке температур или при постоянном нагреве тела качения расширяются и заклинивают.

Сам металл, из которого изготавливаются кольца стандартного подшипника, не является жаропрочным и при нагревании и нагрузке может давать деформацию. Также смазка подшипников рассчитана на определённый температурный режим. При нагревании или при низких температурах ее свойства меняются в сторону ухудшения. Поэтому для соблюдения технологических процессов, предполагающих применение высокой или низкой температуры или в случаях, когда невозможно обеспечить отвод тепла, вырабатываемого механизмом, применяют термостойкие подшипники.

Чтобы правильно выбрать термостойкий подшипник, нужно учитывать характер нагрева или охлаждения подшипникового узла. Он может быть постоянным, периодическим или кратковременным. В основном подшипники работают при повышенной температуре. От этих условий зависит, какой высокотемпературный подшипник выбрать.


Термостойкие подшипники применяют в механизмах в металлургической промышленности, пищевой промышленности, лакокрасочной промышленности и в печах для обжига.

Низкотемпературные подшипники выпускают в меньшем ассортименте. Но они также имеют свои особенности. Это минимальный уровень сжатия основных компонентов, отсутствие обледенения, сохранение свойств смазки при низких температурах и нашли широкое применение в различных областях промышленности. В частности, они приме-няются в криогенных и холодильных установках, в системах газового производства, в устройствах, работающих в условиях постоянно низкой окружающей среды.

Особенности изготовления высокотемпературных подшипников

Для подшипников, работающих при постоянно высокой температуре, предусмотрено кон-структивное решение, учитывающее расширение тел при нагревании. При этом при изго-товлении рассчитывается технологический зазор, который при нагревании исчезает. Подшипники смазываются консистентной смазкой с добавлением графита. Смазка выдерживает нагревание до температуры 260-350 градусов без изменения ее свойств. Смазка запатентованная, с высокоскоростными присадками.

Для подшипников, работающих в пищевой промышленности, предусмотрено применение специальной сертифицированной смазки, совместимой с пищевыми продуктами. Тело высокотемпературного подшипника изготовляется из жаропрочной стали или из нержавеющей стали, что бы предупредить коррозию при нагреве. Сепаратор изготавливают из латуни, стали или из жаропрочных полимеров.

Уплотнения для закрытых подшипников выполняются также из жаропрочных полимерных материалов. Для высоких скоростей применяются открытые подшипники, но приходится чаще менять смазку. Шарики выполняются из специальной стали или из синтетической керамики — нитрида кремния Si3N4. Это особый сорт синтетической керамики, имеющий свойства самоусиления. Также используется специальная сталь, металлокерамика и различные полимеры и полиамиды.

Отдельно стоят керамические подшипники. Они полностью изготовлены из специальной керамики. Этот то же нитрид кремния Si3N4, оксид алюминия Al2O3, оксид циркония ZrO2 и карбид кремния SiC. Применение этих материалов обусловлено тем, что коэффициент теплового расширения у керамики в несколько раз меньше, чем у стали.

Керамические подшипники могут выдерживать до +1000°C и применяются, например, в газовых турбинах. Керамика не проводит ток, поэтому между кольцами керамического подшипника обеспечивается электрическая изоляция. Гибридные подшипники интересны тем, что тела качения у них изготовлены из подшипниковой керамики, а кольца – из стали. Такая конструкция обеспечивает оптимальное соотношение характеристик. Гибридные подшипники обладают высокой точностью и хорошо приспособлены к высоким скоростям вращения, например, в шпинделях станков.

Особенности изготовления низкотемпературных подшипников

Для изготовления подшипников, работающих постоянно или периодически при отрица-тельных температурах, применяются специальные материалы и технологии. Кольца для таких подшипников изготавливаются из высокопрочной нержавеющей стали с высоким содержанием азота, которая подвергается специальной термообработке. Благодаря этому подшипник имеет низкотемпературную стабильность до -253 градусов, твердость и прочность.

Тела качения изготавливаются также из кремния, который переносит хорошо не только высокую температуру, но и низкую. При этом они переносят высокую скорость вращения, не теряя своих свойств. Смазка для таких подшипников изготавливается из смеси минеральных, силиконовых и синтетических масел в специальных пропорциях. Загуститель, в качестве которого чаше всего используются литиевое или кальциевое мыло, а также литиевый, бариевый или алюминиевый комплексы и присадки, имеющие антиокислительные, термостабилизирующие свойства. Очень хорошие результаты показывает смазка сжижаемым газом. Уплотнения для них употребляются типа ZZ ламинированная сталь.

Кроме того, для специальной техники могут изготавливаться в мелкой серии подшипники заданного свойства. Мир подшипников очень разнообразен.