Нержавеющие подшипники для пищевой, химической и нефтегазовой, текстильной и целлюлозно-бумажной промышленности и напитков, фармацевтики и медицины

На пищевых и фармацевтических линиях оборудование моют едкими средствами под высоким давлением, в химических насосах и смесителях рядом с подшипником агрессивные жидкости, в красильных и бумагоделательных машинах — технологическая вода. Влага вымывает смазку, и у подшипника из обычной углеродистой стали резко растёт риск коррозии. Его отказ оборачивается внеплановой остановкой машины.

Подшипники этого раздела сделаны из нержавеющей стали и во влаге не ржавеют. На линии фасовки молочных напитков перекись водорода и моющие средства доводили прежние подшипники до коррозии и отказа раньше срока, а нержавеющие радиальные шарикоподшипники прослужили там больше чем вдвое дольше. От ржавчины спасает сталь, но попадёт ли внутрь вода, решает исполнение: какое из трёх выдержит мойку вашего узла, разобрано ниже.

Чем нержавеющий подшипник отличается от обычного

Кольца нержавеющего подшипника сделаны из стали X65Cr13 (1.4037, AISI 420D), шарики — из X105CrMo17 (1.4125, AISI 440C), сепаратор, а у исполнения 2Z и защитные шайбы — из X5CrNi18-10 (1.4301, AISI 304). В обозначении на нержавеющую сталь указывает приставка W, например W 6202-2Z. Во влаге и ряде других сред эта сталь стойка к коррозии. Выдерживает она не всякую химию, поэтому, если узел моют едким средством или на подшипник может попасть кислота или щёлочь, до установки выясняют, как сталь переносит именно это вещество.

Грузоподъёмность у нержавеющего ниже, чем у подшипника того же размера из обычной высокохромистой подшипниковой стали. Чисто осевую нагрузку он держит не больше 0,25 C0, то есть четверти статической грузоподъёмности, а избыточная осевая нагрузка заметно сокращает срок службы. Ставя нержавеющий на место обычного, сверяют с прежним подшипником три размера по числам и проверяют нагрузку в узле, особенно осевую. Динамическая и статическая грузоподъёмность C и C0 каждой позиции указаны в её карточке.

Как выбрать исполнение: 2RS1, 2Z или открытый

В одном размере бывает до трёх исполнений, и грузоподъёмность у них одна и та же. Различаются они тем, чем подшипник закрыт с двух сторон: резиновыми уплотнениями 2RS1, стальными защитными шайбами 2Z или ничем, как открытый. От этого зависят защита от воды и пыли, смазка и допустимая частота вращения вала. Поэтому исполнение выбирают по трём вопросам: попадает ли на подшипник вода, сколько в узле пыли и как быстро вращается вал.

2RS1: резиновые уплотнения — от воды и пыли

Резиновые уплотнения из NBR, армированной листовой сталью, стоят в канавке наружного кольца с двух сторон и прилегают к внутреннему кольцу. Из трёх исполнений только они закрывают подшипник от воды: статическая защита у них очень хорошая, динамическая — хорошая, при высоком давлении — удовлетворительная. От пыли уплотнения защищают отлично и очень хорошо держат стандартную смазку LHT23, которую закладывают на заводе на весь срок службы, так что досмазка не нужна.

Плотное прилегание даёт и трение, поэтому в своём размере 2RS1 допускает самую низкую частоту вращения из трёх исполнений: у позиций раздела — от 4 800 до 32 000 об/мин. Рабочую температуру, от минус 40 до плюс 100 °C, тоже задают уплотнения, кратковременно они переносят до 120 °C. Узел, который моют под высоким давлением, проверяют на месте: оценки защиты помогают выбрать исполнение, но испытания уплотнения в самом узле не заменяют.

2Z: стальные шайбы — от пыли

Защитные шайбы из нержавеющей стали стоят в наружном кольце с двух сторон, а к внутреннему кольцу не прилегают: между ними остаётся узкий зазор. Трение у шайб поэтому низкое, а частота вращения высокая — у позиций раздела от 8 500 до 110 000 об/мин, и в своём размере 2Z допускает больше, чем 2RS1. Удержание смазки и защита от пыли у шайб удовлетворительные, а стандартную смазку LHT23 закладывают в подшипник на весь срок службы. Со стандартной смазкой исполнение работает от минус 50 до плюс 120 °C: холод ограничивает смазка, нагрев — кольца и шарики. Рассчитаны шайбы главным образом на узлы, где вращается внутреннее кольцо.

Из-за зазора у шайб подшипник не герметичен, поэтому в узел, где на подшипник попадает струя мойки или вода, ставят 2RS1.

Открытый: без шайб, уплотнений и смазки

У открытого подшипника нет ни шайб, ни уплотнений, и поставляется он без смазки: её выбирают и закладывают под свой узел. Ставят его туда, где от воды и пыли подшипник закрывает сам узел. Вращаться открытый может быстрее двух других исполнений того же размера — у позиций раздела от 10 000 до 150 000 об/мин. Кольца, шарики и сепаратор сохраняют размеры при нагреве как минимум до 120 °C, а свой предел в узле задаст ещё и выбранная смазка. Если узел не закрывает подшипник от пыли, нужен 2Z, если от воды — 2RS1.

Где нужен нержавеющий подшипник

Нержавеющие подшипники ставят туда, где обычная углеродистая сталь ржавеет: в узлы, которые моют водой и едкими средствами, где держится влага или рядом работают агрессивные жидкости. Ниже по отраслям — в каких машинах такие узлы есть и какое исполнение туда ставят.

Пищевая промышленность и напитки

Линии розлива, конвейеры мяса и рыбы, упаковочные автоматы и миксеры моют водой и едкими средствами, часто под высоким давлением. Вода вымывает смазку и заносит в подшипник грязь, а в миксерах и на подготовке сырья в него попадает и сам продукт. Туда, куда при мойке бьют брызги и струя, ставят 2RS1; даже у него защита от воды под высоким давлением удовлетворительная, поэтому уплотнение такого узла проверяют на месте. Лишняя досмазка пачкает продукт и упаковку, а закрытые 2RS1 и 2Z смазаны на весь срок службы и досмазки не требуют. При очень высокой частоте вращения или температуре смазка может выступить у кромки уплотнений и шайб, и рядом с продуктом такой режим учитывают. В печах подшипник ставят туда, где не жарче его предела: плюс 100 °C у 2RS1, плюс 120 °C у 2Z и открытых.

Пищевого допуска (NSF H1, FDA) у подшипников раздела со смазкой LHT23 и у открытых нет. NSF H1 — категория смазки, которую допускается применять там, где возможен случайный контакт с пищей. Для узла, где подшипник может касаться продукта, нужно пищевое исполнение; пищевая смазка в разделе — у W 61900-2Z/VT378.

Фармацевтика и медицина

Оборудование для производства таблеток и ампул и центрифуги регулярно моют, а в самих процессах бывают едкие и ядовитые вещества. Туда, куда при мойке попадает вода, ставят 2RS1 с резиновыми уплотнениями. В медицинской технике — МРТ, бормашинах, хирургическом инструменте — и везде, где узел обрабатывают паром или стерилизуют нагревом, температуру сверяют с пределом исполнения: плюс 100 °C у 2RS1, плюс 120 °C у 2Z и открытых.

Химическая и нефтегазовая промышленность

В насосах кислот и щелочей, дозаторах, смесителях и буровом оборудовании подшипник работает рядом с агрессивными жидкостями и водой. Во влаге сталь колец и шариков не ржавеет. Где жидкость попадает на подшипник, ставят 2RS1, а его резиновые уплотнения из NBR сверяют с этой жидкостью.

Текстильная и целлюлозно-бумажная промышленность

Стиральные и красильные машины работают в воде и растворах, а в прессовой и формующей частях бумагоделательной машины вода попадает на подшипники валов; раму, сетки и сукна там моют под высоким давлением. Вода с моющей химией, попав в смазку, на стоянке машины быстро запускает коррозию подшипника из обычной стали. Нержавеющие кольца и шарики во влаге не ржавеют, а где на подшипник бьёт струя мойки, ставят 2RS1.