Вернуться к списку статей

09.11.2020

Подшипники для работы при высоких температурах: что нужно знать?

Выбирая подшипник, многие стремятся отдать предпочтение наиболее универсальному. Однако это неверный путь. Если вы знаете, что вашему подшипнику предстоит работать при высоких температурах более 100С, пусть даже не постоянно, а время от времени, выбор следует сделать в пользу высокотемпературного подшипника. Дело в том, что подшипники, рассчитанные для эксплуатации в обычных условиях, изготавливаются из материалов, как правило, не предназначенных для серьезного нагрева.

ИЗ ЧЕГО ИЗГОТАВЛИВАЮТСЯ ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНЫЕ ПОДШИПНИКИ

Чаще всего, для изготовления высокотемпературных подшипников используют нержавеющую сталь или любую другую, которая может выдерживать высокие температуры и при этом не подвержена коррозии. Стальные высокотемпературные подшипники, как правило, изготавливаются из стали, легированной хромом, вольфрамом или кремнием. Также используются высоковольфрамовые инструментальные стали и стеллиты (твердые сплавы). Как правило, стальные подшипники используют до 450С.
Для более высоких температур используют подшипники из керамики. Керамические подшипники отличаются высокой твердостью и жесткостью, у них уменьшенный коэффициент трения и маленький вес. Кроме того, керамические подшипники довольно износостойки и не магнитятся. Для изготовления таких подшипников используется особый вид керамики, который имеет коэффициент расширения в несколько раз ниже, чем у стали. Некоторые керамические подшипники способны выдерживать нагрев до 1000С. Кроме того, керамика не проводит ток, а значит обеспечивается электрическая изоляция между кольцами. Зачастую керамические подшипники устанавливаются в газовых турбинах.
Чем выше температура, при которой эксплуатируется высокотемпературный подшипник, тем меньше будет скорость вращения у этого подшипника. Но бывают ситуацию, при которых высокотемпературный подшипник должен показывать устойчивую работу на высоких скоростях вращения. Для этого изготавливают гибридные модели подшипников, в которых тела качения – керамические, а кольца – стальные. Гибридные модели показывают хорошие эксплуатационные характеристики на высоких скоростях вращения. Это позволяет использовать их, в частности, в различных промышленных станках.
Для сверхвысоких температур используют подшипники из карбида кремния, которые обладают высокой износостойкостью. Ресурс работы таких подшипников в разы выше, по сравнению со стальными подшипниками и подшипников из других керамических сплавов. Подшипники из карбида кремния имеют низкий коэффициент термического расширения, а значит не меняют свою форму в процессе нагрева, в том числе, не изменяется величина зазора. Подшипники из карбида кремния способны выдерживать температуру до 1350С.

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНЫХ ПОДШИПНИКОВ

В процессе эксплуатации при высоких температурах подшипник неизбежно нагревается, а значит – расширяется. Производители, изготавливающие высокотемпературные подшипники, учитывают этот момент не только при выборе материалов, но и с учетом конструктивных особенностей. В частности, создается увеличенный технологический зазор, который практически исчезает в процессе нагревания.

СМАЗКА В ВЫСОКОТМПЕРАТУРНЫХ ПОДШИПНИКАХ

В высокотемпературных подшипниках используются особые смазки. Для температурного диапазона до 250С подходят консистентные смазки с добавлением графита. Порошковые смазки из тефлона используются до 300С. При температуре выше 400С, как правило, используют твердые смазки, в том числе, в виде частей подшипника. Например, не редко, в высокотемпературных подшипниках используют сепаратор из графита, который в процессе эксплуатации истирается и смазывает тела качения.  А вот масла или пластичные смазки, напротив, использовать не рекомендуется. Они создают ненужный дополнительный коррозионный эффект и попросту вытекают из подшипника при нагреве.  Для подшипников, которые эксплуатируются в пищевой промышленности используют особые смазки, полностью совместимые с пищевыми продуктами.