Подшипники для высоких температур

Обычные подшипники качения рассчитаны на определенные условия работы, это касается и температуры. Поэтому если подшипник будет использоваться при высоких температурах, от +100 до 450°C, следует использовать специальный высокотемпературный подшипник.

Иногда возникает необходимость работы подшипника при низких температурах, от -60°C, для этого существуют низкотемпературные подшипники.

Основные причины, препятствующие работе обычных подшипников при высоких температурах:

• термическое расширение деталей подшипника, приводящее к изменению их размеров;
• ухудшение характеристик материалов, из которых сделаны детали подшипника;
• применение смазок, не рассчитанных на высокие температуры.

С учетом этих особенностей можно подобрать подшипник для большей рабочей температуры.

Если ожидается стабильная термическая нагрузка, имеет смысл использовать подшипник с большим внутренним зазором. Когда температура такого подшипника повышается, кольца и шарики увеличиваются в размере и рабочий зазор достигает требуемой величины. Для периодического нагрева хороши гибридные подшипники с керамическими телами качения, которые расширяются при нагреве меньше, чем стальные.

Подшипниковая сталь может деформироваться и разрушаться при повышенной температуре под механической нагрузкой, то есть не обладает высокой жаропрочностью. Для таких случаев лучше подходит специальная жаропрочная сталь. Также важна жаростойкость, то есть устойчивость к коррозии при нагреве подшипника – с этой точки зрения оптимальна нержавеющая сталь.

Обычные синтетические материалы разлагаются при температурах выше +110…130°C, поэтому в этих случаях можно использовать сепараторы и уплотнения только из специальных полимеров (до 280…330°C), стали (до 300°C) или латуни (до 250°C). Специальная сталь и керамика выдерживают еще больший нагрев.

Для правильного смазывания подшипника при высоких температурах существуют следующие решения:

• высокотемпературные консистентные смазки;
• порошковые смазки (графит, тефлон, дисульфид молибдена);
• антифрикционное покрытие.

Консистентная смазка для высоких температур может выдерживать до +260°C.

Порошковая смазка может использоваться сама по себе, добавляться в состав консистентной смазки или отделяться в небольших количествах от графитового сепаратора. Если обычная смазка потеряет свои свойства, порошковая смазка продолжит работать до +200…350°C.

Антифрикционные покрытия из керамики или специальных сплавов позволяют сохранить удовлетворительную работоспособность подшипника, если смазка испортилась или ее вообще нет. Но высокотемпературные подшипники с твердой смазкой и/или покрытием имеют недостаток: их предельная скорость вращения обычно ограничена около 100 об/мин.