QIBR Китайский производитель трехрядных цилиндрических роликовых комбинированных поворотных подшипников

Трехрядный цилиндрический роликовый комбинированный поворотный подшипник (TRB) представляет собой вершину подшипниковой конструкции, разработанной для одновременного восприятия экстремальных разнонаправленных нагрузок. Его архитектура включает в себя три важнейших кольцевых компонента: наружное кольцо и два отдельных внутренних кольца (первое и второе внутренние кольца). Между этими кольцами образуются три различные дорожки качения:

Дорожки осевой нагрузки: Два верхних ряда, предназначенные для управления осевыми нагрузками (параллельными оси вращения) и опрокидывающими моментами.

Дорожка радиальных нагрузок: Третий ряд, ориентированный вертикально для восприятия радиальных нагрузок (перпендикулярных оси).

На каждой дорожке качения расположены цилиндрические ролики, ограниченные сепаратором (или фиксатором), который предотвращает перекос роликов и обеспечивает равномерное распределение нагрузки. Линейный контакт роликов с дорожками качения обеспечивает исключительную плотность нагрузки, что позволяет TRB выдерживать вес, превышающий тысячи тонн, сохраняя при этом точность вращения. Такое многорядное разделение имеет решающее значение для преодоления комбинированных нагрузок, возникающих в таких приложениях, как тоннелепроходческие машины (TBM) или морские краны, где одновременно действуют осевые, радиальные и опрокидывающие силы.

Выбор материала и точность изготовления

Долговечность материала определяет долговечность трехрядного цилиндрического роликового комбинированного подшипника поворота (TRB). Кольца обычно выковываются из высокоуглеродистой хромистой стали (например, SAE 52100) или легированных сталей (например, 42CrMo), закаленных до 58-62 HRC для обеспечения усталостной прочности. Для сепараторов - традиционно полимерных (PA66) или латунных - в таких сложных условиях, как ТБМ, требуются передовые решения:

Гибридные сепараторы из стали и бронзы: Сепараторы из легированной стали с накладками из алюминиевой бронзы или свинцовистой латуни, снижающими трение на контактных поверхностях роликов. Это снижает трение скольжения до 40 % и предотвращает износ сцепления в условиях недостаточной смазки.

Монолитные конструкции сепараторов: Обработаны из единой штамповки из легированной стали для обеспечения структурной целостности при ударных нагрузках.

Прецизионная шлифовка позволяет достичь чистоты поверхности дорожек качения ≤0,2 мкм Ra, а допуски на диаметр роликов находятся в пределах ±2 мкм. Такая точность минимизирует концентрацию напряжений, продлевая срок службы свыше 100 000 часов работы даже в абразивной среде.

Инновации в области интеллектуального мониторинга

Прорыв в технологии комбинированных поворотных подшипников с трехрядными цилиндрическими роликами (TRB) позволяет интегрировать мониторинг состояния в режиме реального времени непосредственно в подшипниковый узел. Как указано в патенте CN19132959, микродатчики встроены в карманы сепаратора:

Ультраминиатюрные камеры: Устанавливаются на магнитные основания с помощью резьбовых втулок и позволяют получать изображения дорожек качения и роликов с высоким разрешением.

Бортовая обработка: Микроконтроллеры анализируют отснятый материал на предмет аномалий (например, микроповреждений, попадания мусора).

Беспроводная передача данных: Модули 4G/LoRa передают данные диагностики во внешние системы.

Эта система преодолевает традиционные ограничения, связанные с осмотром, избавляет от необходимости демонтажа и позволяет проводить прогнозируемое техническое обслуживание. Например, раннее обнаружение трещин в ТРБ ветряных турбин позволяет предотвратить катастрофические отказы и сократить время простоя на 30 %.

Промышленные применения

ТРБ незаменимы в тяжелой промышленности благодаря своей непревзойденной универсальности по нагрузке:

Тоннелепроходческие машины: Выдерживают давление грунта >10 МПа при вращении режущих головок. Изготовленные на заказ сепараторы с бронзовыми направляющими противостоят загрязнению грязью.

Морские краны: Управляют динамическими нагрузками от движения судна и подъема груза.

Ветряные турбины: Поддерживают гондолы весом 400+ тонн при циклических изгибающих моментах.

Шахтные штабелеры: Вращение под 5 000-тонными рудными сваями с минимальными потерями на трение.

Проблемы и будущие направления

Несмотря на надежность, ТРБ сталкиваются с проблемами:

Ограничения по размерам: Диаметры до 15 метров затрудняют равномерность термообработки.

Встроенная электроника: Автономность питания датчиков и целостность сигналов в условиях электромагнитных помех остаются активными областями исследований и разработок.

Смазка: Проблема пополнения смазки в герметичных средах (например, в ТБМ) остается нерешенной.

Новые тенденции включают композитные сепараторы из углеродного волокна для снижения веса и системы прогнозирования на основе ИИ с использованием виброакустического синтеза. В настоящее время также создаются прототипы гибридных ТРБ с магнитной левитацией, позволяющие снизить пусковой момент на 20 %.

Выводы

Трехрядный комбинированный поворотный подшипник с цилиндрическими роликами является примером механической изобретательности, преобразующей управление нагрузками в инженерных мегаструктурах. Его превращение из пассивного компонента в интеллектуальную систему (благодаря встроенным датчикам и гибридам прочных материалов) свидетельствует о переходе к самодиагностике оборудования. По мере глобального расширения проектов в области возобновляемой энергетики и инфраструктуры ТРБ останутся важнейшими помощниками, объединяющими вековые принципы качения с инновациями Индустрии 4.0. Будущие усовершенствования, вероятно, будут направлены на обеспечение устойчивости: увеличение интервалов между смазками, возможность повторного производства и снижение потерь на трение для сокращения глобальных энергетических потерь.