Компания NSK совершенствует уплотнения в своих подшипниках для сельскохозяйственной техники

Уплотнения подшипников качения, используемых в сельскохозяйственной технике, должны успешно выдерживать чрезвычайно тяжелые условия эксплуатации. Именно поэтому в компании NSK разработали новые уплотнения для двухрядных радиальных шариковых подшипников, которые обеспечивают высокую эффективность и в то же время столь противоречивый баланс между надёжной герметизацией и низким трением. В серии сложных тестовых испытаний эти уплотнения продемонстрировали высокую работоспособность и надёжность.

Завод Neuweg в г. Мундеркингене, Германия, входит в состав производственной группы NSK. Он был основан в 1954 г. производителем сельскохозяйственной техники для производства подшипников качения для собственных нужд. Компания NSK приобрела этот завод в 1990 г., и сегодня, выпускаемый заводом подшипниковый узел «Agri Disc Hub», завоевал широкую популярность во всем мире. Эти отрегулированные и готовые к установке подшипниковые узлы обычно устанавливаются на почвообрабатывающие машины и прицепные орудия, такие как компактные дисковые бороны.

Дисковые бороны вспахивают почву с помощью режущих дисков, установленных по-раздельности в группы подпружиненных опор. Режущие диски должны постоянно плавно вращаться независимо от состояния почвы и глубины вспашки. Рабочая скорость вращения этих рабочих элементов бороны достигает величины в 18 км/час на неровном грунте, и они должны выдерживать жёсткие удары от камней, находящихся в почве. Поскольку эти диски расположены под углом к направлению движения машины, то их опорные подшипники качения подвергаются высоким осевым нагрузкам, в то время как окружающая среда содержит другие потенциальные опасности, к которым относится абразивная пыль, влага, грязь и агрессивные вещества, входящие в состав удобрений. Все эти факторы предъявляют очень высокие требования к подшипнику и его уплотнениям.

После того, как вспашка почвы с использованием дисковой бороны завершена, борона обычно подвергается промывке струёй воды под высоким давлением перед тем, как ее поместят на длительное хранение в течение нескольких месяцев до следующего сезона полевых работ. Это обстоятельство представляет собой еще одну угрозу для подшипника, при которой уплотнение должно быть способно успешно противостоять проникновению воды внутрь подшипника.

Учитывая все перечисленные выше факторы, команда инженеров-разработчиков компании NSK в Европейском технологическом центре (ETC) в г. Ратингене, Германия, приступила к разработке и созданию наиболее подходящих для таких суровых условий эксплуатации и более эффективных уплотнений подшипниковых узлов, адаптированных для использования в сельскохозяйственной технике. Их подход в этой разработке заключался в том, чтобы сориентировать свои результаты работы по разработке изделия на существующие стандарты, используемые ведущими мировыми производителем сельскохозяйственной техники в части подшипников качения, получаемых от внешних поставщиков.

Компания NSK, как производитель подшипников и узлов для промышленного оборудования, в том числе и для сельскохозяйственной техники, в своих тестах выпускаемых изделий использует испытательный стенд, который вращает подшипники качения со скоростью 5000 об/мин с нагрузкой на них до 900 Н. Испытание длится 500 часов и имитирует использование уплотнений в течение одного сезона полевых работ. Далее, на втором испытательном стенде, моделируется очистка струёй воды под высоким давлением, где на подшипниковый узел распыляется струя воды с расстояния 200 мм под давлением в 11 бар и температурой 90°С. В общей сложности выполняются 220 испытательных тестовых циклов с повторением в каждом второго 500-часового теста на первом испытательном стенде

На специально созданных испытательных установках подшипники качения подвергаются нагрузкам, которые имитируют использование сельскохозяйствен-ной техники в течение всего сезона работ.

Параллельно с проектированием испытательных стендов, инженеры NSK завершили разработку нового уплотнения для подшипниковых узлов. Сфера применения описываемых узлов явно требует его высокой герметичности в экстремальных условиях эксплуатации, и наилучшим способом в достижения этого является уплотнение, которое плотно прижимается к окружающим его компонентам узла. Однако негативные эффекты такой конфигурации включают в себя более высокое трение и повышенное тепловыделение, что приводит к снижению энергоэффективности и срока службы узла.

После серии 200-часовых испытаний подшипников под струей воды с высоким давлением, не было обнаружено ни одного случая проникновения воды в подшипники.

Для решения этой проблемы было разработано новое уплотнение типа DG/DDG из акрилонитрил бутадиенового каучука со стальной армирующей шайбой с тремя рабочими кромками, которое отличается от существующих двухкромочных уплотнений. Кроме того, на внутренней стороне рабочей кромки уплотнения имеется глубокий U-образный паз, который образует более эффективный барьер против утечки консистентной смазки из подшипника.

Двухрядные радиальные шариковые подшипники с уплотнениями типа DG/DDG подвергались интенсивным сравнительным испытаниям на стендах. В конце испытаний было обнаружено, что они обеспечивают значительно лучшую герметизацию по сравнению с закрытыми радиальными шариковыми подшипниками NSK с существующими уплотнениями типа DU, а также с изделиями конкурентов.

Новые подшипники полностью удовлетворяют строгие требования производителей оборудования и участников сельскохозяйственного производства с точки зрения герметичности и работоспособности уплотнения, а также пониженного крутящего момента трения. В результате спрос со стороны производителей сельскохозяйственной техники настолько возрос, что компания NSK немедленно приступила к серийному производству закрытых радиальных шариковых подшипников с новыми уплотнениями типов DG и DDG с односторонней и двусторонней герметизацией.


Источник информации: www.nsk.com