Подшипниковый узел UCFL213 NIS

Конструктивные особенности

• Корпус из чугуна, форма овальная с ромбовидным фланцем для крепления

• Вставной элемент с расширенным внутренним кольцом и установочными винтами для надежного крепления на вал

• Конструкция с самоустанавливающейся сферической наружной поверхностью вставного элемента, компенсирующая несоосность

• Уплотнения стандартного типа, включающие резиновый и металлический слои для надежной защиты от загрязнений и утечек смазки

• Крепление вставного элемента осуществляется винтами с установкой усилия по серии стандартных значений

Преимущества

• Надежное и прочное крепление на вал с возможностью компенсации несоосности

• Корпус из чугуна устойчив к вибрациям и износу, обеспечивает достаточную жесткость для снижения вибрационных нагрузок

• Улучшенная защита от пыли и влаги благодаря двухслойным уплотнениям

• Универсальность применения в условиях с умеренными нагрузками и скоростями

• Простота монтажа и замены, высокая степень взаимозаменяемости

Применение

• Промышленные конвейерные и транспортные механизмы

• Легкие и средние машины общего назначения

• Вентиляционные установки, насосное оборудование, сельскохозяйственная техника

• Оборудование с валами и необходимостью устойчивости к вибрациям

Требования к монтажу

• Посадочные места вала и корпуса с твердостью не менее HRC 50 и шероховатостью Ra в диапазоне 0,8–1,6 мкм

• Допуски посадок по ISO 492 или аналог по JIS для обеспечения плотной и правильной установки

• Момент затяжки установочных винтов рекомендуется выдерживать согласно технической документации (обычно порядка 20–25 Н·м)

• Избегать ударных нагрузок при монтаже, производить установку с ровной опорой и без перекосов

Эксплуатационные параметры

• Температурный диапазон работы: от -20 °C до +100 °C, кратковременно до +120 °C

• Заводская смазка на базе литиевых или комплексных мыльных смазок; рекомендуется периодическая или автоматическая смазка при длительной эксплуатации

• Двойные уплотнения обеспечивают хорошую защиту от пыли и влаги

• Ресурс эксплуатации рассчитан на минимум 10 000 рабочих часов при нормальных условиях нагрузок и скоростей

• Корпус гасит вибрации, снижая уровень шума и износа узла

Расчетные формулы

Расчёт эквивалентной нагрузки на узел (P)

Общий вид:

P = X * Fr + Y * Fa + U * M

где:

• P — эквивалентная динамическая нагрузка на узел, Н
• Fr — радиальная нагрузка, приложенная к узлу, Н
• Fa — осевая нагрузка, приложенная к узлу, Н
• M — внешний опрокидывающий момент, Н*м
• X, Y, U — коэффициенты, определяемые производителем узла для конкретной модели и схемы нагружения.

Расчёт статической грузоподъёмности узла (C0 unit)

Это максимальная нагрузка, которую узел может выдержать без недопустимой остаточной деформации. Она меньше статической грузоподъёмности самого подшипника (C0) из-за деформации корпуса.

C0 unit = k * C0

где:

• C0 unit — статическая грузоподъёмность узла, Н
• C0 — статическая грузоподъёмность подшипника, Н
• k — коэффициент ослабления корпуса (k < 1).

Расчёт эффективного коэффициента виброизоляции

Корпус узла демпфирует виброизоляция. Его эффективность можно оценить.

T = 1 / sqrt((1 - (f/f_n)^2 )^2 + (2*ζ*(f/f_n))^2 )

где:

• T — коэффициент передачи вибрации (чем меньше, тем лучше изоляция).
• f — частота вынужденных колебаний (например, частота вращения), Гц.
• f_n — собственная частота колебаний узла на его креплении, Гц.
• ζ — коэффициент демпфирования системы (зависит от материала корпуса и жёсткости основания).

Расчёт момента трения в узле (Mf)

Вращающий момент, который необходимо преодолеть для проворачивания вала в узле. Критичен для высокоскоростных и точных применений.

Mf = Mf_seal + Mf_bearing + Mf_lub

где:

• Mf_seal — момент трения уплотнения. Часто является доминирующей составляющей. Рассчитывается по эмпирическим формулам производителя уплотнений (зависит от диаметра вала, скорости, материала манжеты).
• Mf_bearing — момент трения подшипника. Mf_bearing = 0.5 * μ * P * d где μ — коэффициент трения качения (≈ 0.0015 для шарикоподшипников), P — нагрузка, d — посадочный диаметр подшипника.
• Mf_lub — момент трения, обусловленный сопротивлением пластичной смазки. Зависит от типа смазки, скорости и температуры.

Расчёт температуры узла в установившемся режиме

Баланс между тепловыделением и теплоотводом.

Q_generated = Q_dissipated(Mf * ω) = h * A * (T_unit - T_ambient)

где:

• Q_generated — тепловая мощность, Вт (рассчитывается как Mf * ω, где ω — угловая скорость в рад/с).
• Q_dissipated — мощность теплоотвода, Вт.
• h — коэффициент теплопередачи [Вт/(м²*К)] (зависит от материала корпуса, скорости обдува воздуха).
• A — площадь поверхности теплоотдачи корпуса узла, м².
• T_unit — температура узла, °C.
• T_ambient — температура окружающей среды, °C.

Оценка ресурса смазки в узле (Llife)

Для необслуживаемых узлов ресурс часто ограничен сроком службы смазки, а не усталостью металла.

Llife = f * T * n * B

где:

• T — рабочая температура. Наиболее важный фактор. Правило: повышение температуры на 15°C сверх нормы сокращает жизнь смазки вдвое.
• n — частота вращения.
• B — коэффициент типа подшипника и нагрузки.

Производители смазок (например, Klüber, Shell) предоставляют номограммы и программные средства для расчёта жизни смазки. Упрощённая оценка даётся в каталогах на узлы в виде графиков "Скорость/Температура/Ресурс".