Двухрядный радиальный шарикоподшипник в приводе вентилятора наружного блока кондиционера

Двухрядный радиальный шарикоподшипник может применяться в опоре приводного вала радиального вентилятора наружного блока коммерческой системы кондиционирования, когда на вал действует повышенная радиальная нагрузка, а диаметр посадочного места ограничен. Два ряда шариков позволяют повысить грузоподъемность при сохранении диаметров, сопоставимых с соответствующими однорядными моделями.

Возможность применения зависит от конструкции конкретного наружного блока. Для выбора подшипника необходимо знать схему привода вентилятора, расположение рабочего колеса, нагрузки на опоры и размеры посадочного места.

Роль вентилятора в системе кондиционирования

Наружный блок отводит тепло через теплообменник. Вентилятор создает поток воздуха, который проходит через теплообменную поверхность и уносит тепло в окружающую среду. От его работы зависит необходимый воздухообмен наружного блока.

В рассматриваемой схеме используется радиальный вентилятор с приводным валом. Рабочее колесо установлено на валу, а подшипниковые опоры удерживают вал и воспринимают действующие на него нагрузки. Конструкция привода определяется конкретным оборудованием: например, если вращение передается ременной передачей, ее усилие также учитывают при расчете опор.

Масса колеса и деталей привода создает радиальную нагрузку. Если колесо имеет дисбаланс, при вращении возникает дополнительная переменная сила. Ее воздействие передается на вал, подшипники и корпус.

Как двухрядная конструкция воспринимает нагрузку

В двухрядном радиальном шарикоподшипнике между внутренним и наружным кольцами расположены два ряда шариков. При работе они перекатываются по дорожкам колец и передают нагрузку между валом и корпусом опоры.

Такая конструкция рассчитана преимущественно на радиальную нагрузку. Она также может воспринимать осевые усилия в обоих направлениях в пределах, допустимых для конкретной модели. При подборе учитывают сочетание нагрузок, частоту вращения и требуемый ресурс.

Распределение нагрузки между опорами зависит от положения колеса и элементов привода. Например, при консольном размещении колеса расстояние от него до ближайшей опоры влияет на изгибающий момент вала. Поэтому расчет проводят по реальной схеме вентилятора, определяя реакции в каждой опоре.

Что дает двухрядное исполнение в ограниченном пространстве

Для наружного блока габариты подшипникового узла важны при размещении вентилятора и его привода. Двухрядный подшипник позволяет повысить грузоподъемность без обязательного увеличения внутреннего и наружного диаметров.

Например, SKF указывает, что ее двухрядные радиальные подшипники при одинаковых диаметрах обладают большей грузоподъемностью, чем соответствующие однорядные модели серий 62 и 63. При этом двухрядное изделие шире.

При проектировании или замене проверяют:

При замене ориентироваться только на диаметр вала недостаточно: размеры и условия работы опоры могут потребовать изменения конструкции.

Перекос вала и рабочий зазор

При работе вентилятора вал может прогибаться под нагрузкой. Дополнительный перекос колец возникает при погрешностях изготовления или расположения корпусов опор.

Двухрядный радиальный шарикоподшипник имеет ограниченную способность воспринимать такой перекос. При его превышении могут увеличиваться шум и повреждения контактных поверхностей, а срок службы подшипника — сокращаться. Для своих двухрядных радиальных моделей SKF указывает допустимый перекос не более двух угловых минут; для других изделий используют данные соответствующего производителя.

Рабочий зазор зависит от посадок и температуры. При посадке с натягом внутреннее кольцо расширяется на валу, а наружное может сжиматься в корпусе. Если в работе внутреннее кольцо нагревается сильнее наружного, зазор способен уменьшиться дополнительно.

Чрезмерное уменьшение зазора повышает риск внутреннего натяга, роста трения и температуры. Поэтому начальный зазор подбирают вместе с посадками и температурными условиями опоры.

Защита подшипникового узла наружного блока

Оборудование наружного блока работает вне помещения, поэтому при проектировании опоры необходимо предусмотреть защиту от влаги и загрязнений. Попадание воды может вызвать коррозию, а твердые частицы в смазке способны повреждать дорожки качения.

Способ защиты зависит от исполнения подшипника и корпуса. Например, SNR 4204A поставляется открытым, для него удержание смазки и защиту от внешней среды предусматривают в конструкции узла.

Для вала с двумя опорами также учитывают тепловое удлинение. В одной из распространенных схем фиксирующая опора задает осевое положение вала, а плавающая допускает его перемещение. Если необходимого перемещения нет, при нагреве могут возникнуть дополнительные осевые нагрузки.

Вопрос-ответ

Можно ли установить двухрядный подшипник в любой наружный блок сплит-системы?

Возможность установки определяется конструкцией конкретного вентилятора: его приводом, размерами опор и действующими нагрузками. В сплит-системах применяются разные схемы вентиляторов, поэтому сначала необходимо изучить устройство нужной модели.

Почему вентилятор продолжает вибрировать после замены подшипника?

Одной из причин может быть дисбаланс рабочего колеса: новый подшипник воспринимает возникающую переменную нагрузку, но не устраняет ее источник.

Можно ли заменить однорядный подшипник двухрядным без изменения корпуса?

При одинаковых внутреннем и наружном диаметрах двухрядная модель может оказаться шире. Если между заплечиками и крышками недостаточно места, потребуется пересмотреть конструкцию опоры. Дополнительно проверяют посадки и способ осевой фиксации.

Зачем учитывать температуру при выборе зазора?

При нагреве размеры колец изменяются. Если внутреннее кольцо нагревается сильнее наружного, рабочий зазор уменьшается; при чрезмерном уменьшении могут вырасти трение и температура подшипника.

Технико-коммерческий инженер ГК Индатэк Смирнов А. В.