Швейцарский подшипниковый концерн RKB Bearing Industries Group разработал усовершенствованные сферические роликоподшипники, адаптированные для работы в редукторах миксеров-бетоновозов.
Автобетоносмесители работают в сложных условиях с большими переменными нагрузками и сильным загрязнением. В основе их приводной системы лежит двухступенчатый планетарный редуктор, отвечающий за вращение барабана на протяжении всего процесса смешивания, транспортировки и выгрузки бетонной смеси.
Поскольку барабан расположен под наклоном, а бетонная масса постоянно перемешивается, редуктор должен выдерживать комбинацию радиальных, осевых и ударных сил. Эти силы в конечном итоге сходятся на главном сферическом роликовом подшипнике, что делает его одним из наиболее важных компонентов в редукторе.
Этот подшипник должен надежно работать, несмотря на крайне низкие скорости вращения, высокие ударные и переменные нагрузки, значительные перекосы до ±6 градусов и постоянное воздействие загрязнений.
Для удовлетворения этих требований компания RKB разработала сферический роликовый подшипник с широким наружным кольцом (WOR), специально предназначенный для приводов барабанов бетоносмесителей.
В ходе разработки были оценены три варианта подшипника 24122 WOR82 под валы диаметром 110 мм с различными комбинациями внутренней геометрии, углов контакта, архитектуры сепаратора, симметрии роликов и конструкции ребер. С помощью математических моделей было проведено целое исследование, какая конфигурация обеспечит наиболее благоприятный баланс между несущей способностью, распределением внутренней нагрузки и усталостной прочностью.
Отдельно моделировалось распределение смазки в подшипнике. В таких приложениях смазка играет особенно важную роль из-за низкой рабочей скорости барабана, что мешает сформироваться пленки смазки на поверхностях качения.
При моделировании учитывались:
- полный цикл загрузки;
- рабочая температура;
- вязкость смазки при 40°C и 100°C;
- степень загрязнения окружающей среды.
Анализ показал, что при правильной смазке новая конструкция подшипника 24122 WOR82 превосходит требования по сроку службы.
На основе результатов анализа ресурса эксплуатации, моделирования разработчики RKB остановились на оптимальной конструкции 24122 WOR82, обеспечивающей целый ряд преимуществ:
- выдерживает значительные перекосы;
- поддерживает низкий уровень напряжений во внутреннем кольце;
- надежно работает в условиях низкоскоростной смазки и ударных нагрузок.
Улучшенная внутренняя геометрия подшипника и оптимизированное распределение нагрузки привели к повышению надежности и значительному увеличению срока службы редуктора.
