Фланцевые подшипники UCFL и UCF: два типа фланца для разных задач

Квадратный или овальный — почему форма фланца критична

Фланцевые подшипники. Обе серии крепятся к вертикальной поверхности. Обе используют подшипники серии UC внутри. Но фланцы разные. UCF — квадратный с отверстиями по углам. UCFL — овальный с отверстиями вдоль продольной оси.

Разница кажется незначительной. Просто разная форма крепёжной пластины. Но эта разница определяет, сможете ли вы закрепить узел на конкретной конструкции или придётся переделывать раму.

Проектировщик заложил UCFL в спецификацию. Снабжение купило UCF — «это же то же самое, только квадратный». При монтаже выясняется: UCF не помещается между вертикальными стойками. Ширина фланца больше расстояния между профилями. Возврат партии. Простой монтажа. Убытки.

Разберём детально эти два типа фланцевых узлов — конструкцию, применение и критерии правильного выбора.

UCF: квадратный фланец для максимальной жёсткости

Конструкция и геометрия

UCF (Square Flange Block) — корпусной подшипник с квадратным фланцем. Четыре крепёжных отверстия расположены по углам квадрата симметрично относительно оси вала.

Типичные размеры для UCF208 (вал 40 мм): сторона квадрата фланца 127 мм, диаметр отверстий под болты 14 мм, межосевое расстояние отверстий по диагонали около 100 мм.

Чугунный корпус составляет единое целое с фланцем. Литьё обеспечивает высокую жёсткость конструкции. Толщина фланца 10-15 мм в зависимости от типоразмера — достаточно для восприятия высоких нагрузок без деформации.

Подшипник внутри — сферический радиальный серии UC. Компенсирует угловые смещения до 3 градусов. Крепление к валу через эксцентриковую стягивающую втулку — без запрессовки и нагрева.

Уплотнения лабиринтного типа с обеих сторон подшипника. Защита от пыли и влаги. Смазка закладывается при производстве, рассчитана на 5000-10000 часов работы.

Размерный ряд UCF

От UCF201 (вал 12 мм) до UCF222 (вал 110 мм). Широкий диапазон охватывает большинство промышленных применений.

Популярные типоразмеры:

• UCF204-UCF207 (валы 20-35 мм) — лёгкое оборудование
• UCF208-UCF212 (валы 40-60 мм) — средненагруженные системы
• UCF213-UCF218 (валы 65-90 мм) — тяжёлое оборудование

Масса узлов: UCF208 около 0,9 кг, UCF210 — 1,3 кг, UCF212 — 1,8 кг. С ростом типоразмера масса увеличивается пропорционально объёму материала корпуса.

Преимущества квадратного фланца

Максимальная жёсткость крепления. Четыре болта по углам квадрата образуют устойчивую систему. Расстояние между противоположными болтами максимально для данного габарита. Сопротивление опрокидывающему моменту высокое.

При боковых нагрузках (натяжение цепи, давление шестерни) квадратный фланец эффективно распределяет усилия. Два болта работают на растяжение, два на сжатие. Симметрия обеспечивает равномерность.

Универсальность установки. Квадратный фланец может быть повёрнут на 45 градусов относительно оси вала. Это даёт дополнительные варианты ориентации при монтаже — полезно, когда на стенке есть препятствия.

UCFL: овальный фланец для узких конструкций

Конструкция и геометрия

UCFL (Oval Flange Block) — корпусной подшипник с овальным (удлинённым) фланцем. Четыре или два крепёжных отверстия расположены вдоль продольной оси фланца.

Типичные размеры для UCFL208 (вал 40 мм): длина фланца 160-180 мм, ширина 50-60 мм, диаметр отверстий 11-14 мм, межосевое расстояние вдоль оси 100-120 мм.

Форма вытянутая. Длина значительно превышает ширину. Крепёжные отверстия находятся на продольной оси симметрии, что позволяет установить узел на узкую вертикальную поверхность — профильную трубу, узкий швеллер, балку ограниченной ширины.

Корпус и фланец — единая отливка из чугуна. Внутри тот же сферический подшипник UC, те же эксцентриковые втулки, аналогичные уплотнения. Механика работы идентична UCF. Отличие только в геометрии фланца.

Размерный ряд UCFL

Диапазон типоразмеров: UCFL201-UCFL218. От вала 12 мм до 90 мм. Верхняя граница чуть ниже, чем у UCF — крупные типоразмеры с овальным фланцем встречаются реже.

Наиболее распространённые:

• UCFL204-UCFL207 (20-35 мм)
• UCFL208-UCFL212 (40-60 мм)

Именно эти размеры покрывают 80% применений овальных фланцевых узлов в промышленности.

Масса узлов сопоставима с UCF или чуть меньше за счёт вытянутой формы фланца: UCFL208 — 0,8-0,9 кг, UCFL210 — 1,2-1,3 кг.

Преимущества овального фланца

Установка на узкие элементы конструкции. Главное преимущество. Ширина фланца 50-60 мм позволяет закрепить узел на профильной трубе 60×60 мм, на полке узкого швеллера, на вертикальной балке ограниченного сечения.

UCF с квадратным фланцем 120×120 мм физически не поместится на такой узкой поверхности. Болты окажутся за пределами материала. UCFL решает эту задачу.

Компактность в поперечном направлении. Когда пространство между вертикальными стойками ограничено, овальный фланец проходит там, где квадратный не влезет. Критично для модернизации существующего оборудования с жёсткими габаритными ограничениями.

Удобство ориентации вдоль оси. Для некоторых конструкций предпочтительно расположить крепёжные отверстия вдоль оси вала, а не по диагонали. UCFL даёт такую возможность естественным образом.

Прямое сравнение: UCF vs UCFL

Параметр	UCF (квадратный фланец)	UCFL (овальный фланец)
Форма фланца	Квадратная	Овальная (удлинённая)
Расположение отверстий	По углам квадрата	Вдоль продольной оси
Количество отверстий	4	2 или 4
Типичная длина фланца	80-200 мм (сторона квадрата)	120-250 мм
Типичная ширина фланца	Равна длине	40-80 мм
Установочная поверхность	Квадратная площадка	Узкая вертикальная балка
Минимальная ширина опоры	~80% стороны квадрата	~50-60 мм
Жёсткость при боковых нагрузках	Максимальная	Высокая вдоль оси
Сопротивление опрокидыванию	Очень высокое	Высокое в одной плоскости
Компактность поперёк	Средняя	Высокая
Варианты ориентации	Любые (с шагом 45°)	Вдоль оси предпочтительно
Размерный ряд	UCF201-UCF222 (12-110 мм)	UCFL201-UCFL218 (12-90 мм)
Цена	Базовая	+0-10% к UCF

Когда выбирать UCF: широкие площадки и высокие нагрузки

Классические вертикальные стенки

Оборудование с боковыми щитами из листа толщиной 4-10 мм. Площадь достаточная. Квадрат 120×120 мм легко размещается. UCF — естественный выбор.

Упаковочные линии с коробчатыми рамами. Транспортёры пищевой промышленности из нержавейки. Конвейеры в фармацевтике. Везде, где боковые стенки выполнены из листового материала с запасом площади под фланец.

Подвесные транспортные системы. Несущие балки коробчатого сечения. Боковая стенка — лист шириной 150-200 мм. UCF208-UCF212 устанавливаются с запасом по краям.

Оборудование с высокими боковыми нагрузками

Цепные передачи с натяжением 500-1000 кг. Зубчатые передачи открытого типа. Боковая нагрузка создаёт опрокидывающий момент. UCF с четырьмя болтами по углам квадрата держит жёстко.

Расстояние между противоположными болтами максимально. Плечо силы большое. Сопротивление опрокидыванию высокое. Конструкция стабильна даже при значительных переменных нагрузках.

Приводные барабаны ленточных конвейеров. Натяжение ленты создаёт радиальную нагрузку несколько сотен килограмм. UCF210-UCF212 обеспечивают неподвижность оси барабана.

Вентиляторы промышленные с боковым расположением привода. Масса ротора и динамические нагрузки при пуске. UCF на корпусе вентилятора — проверенное решение.

Системы с возможностью выбора ориентации

Иногда на стенке есть препятствия. Отверстия от старого оборудования. Сварные швы. Рёбра жёсткости. Нужно развернуть узел на 30-45 градусов относительно стандартной ориентации.

UCF с квадратным фланцем легко поворачивается. Четыре отверстия можно расположить ромбом вместо квадрата. Или повернуть на любой угол кратный 45 градусам. Гибкость при монтаже.

UCFL с овальным фланцем такой свободы не даёт. Ориентация задана формой — вдоль или поперёк оси вала. Промежуточные углы невозможны.

Когда выбирать UCFL: узкие балки и ограниченное пространство

Монтаж на профильные трубы и узкие швеллеры

Вертикальные стойки из профильной трубы 60×60 мм или 80×80 мм. UCF не поместится — сторона квадрата фланца 120-140 мм. Болты окажутся в воздухе.

UCFL с шириной фланца 50-60 мм крепится к стенке трубы. Два или четыре отверстия вдоль оси. Болты проходят через материал стенки. Крепление надёжное.

Рамы из швеллера узкого профиля. Высота швеллера 100-120 мм, ширина полки 50-60 мм. Боковая стенка служит установочной поверхностью. UCFL устанавливается на стенку швеллера между полками.

Модернизация старого оборудования с изначально узкими несущими элементами. Нельзя изменить конструкцию рамы — она несёт другие функции. UCFL позволяет установить подшипниковый узел без переделки.

Плотная компоновка с ограниченным поперечным пространством

Несколько валов расположены параллельно. Расстояние между осями 150-200 мм. Квадратные фланцы UCF будут перекрываться или находиться слишком близко друг к другу.

Овальные фланцы UCFL ориентируются вдоль осей валов. Ширина 50-60 мм обеспечивает зазор между соседними узлами. Компоновка плотная, но монтаж возможен.

Многовальные системы транспортёров. Роликовые конвейеры с малым шагом роликов. Везде, где параллельные валы расположены часто, UCFL даёт преимущество.

Специфические условия монтажа

Доступ к месту установки ограничен. Можно подойти только с одной стороны. Квадратный фланец требует доступа по всему периметру для затяжки четырёх болтов.

Овальный фланец UCFL с двумя отверстиями вдоль оси требует доступа только с одной стороны. Установка в стеснённых условиях проще.

Балки переменного сечения. Ширина опорной поверхности меняется вдоль длины. UCFL с узким фланцем адаптируется к различной ширине балки.

Типоразмеры в деталях

Малые диаметры 20-40 мм

• UCF204 / UCFL204. Вал 20 мм. UCF: квадрат фланца 95×95 мм, 4 отверстия M10. UCFL: овал 125×45 мм, 2-4 отверстия M10. Динамическая нагрузка 12 кН.

• Лёгкие применения. Роликовые транспортёры мелких деталей. Приводы упаковочного оборудования. UCFL предпочтителен при установке на узкие профили.

• UCF205 / UCFL205. Вал 25 мм. UCF: 108×108 мм. UCFL: 140×48 мм. Нагрузка 14 кН. Один из самых распространённых типоразмеров для лёгкого оборудования.

• UCF206 / UCFL206. Вал 30 мм. UCF: 111×111 мм. UCFL: 150×50 мм. Нагрузка 19,5 кН. Средненагруженные транспортёры. Вентиляторы до 5 кВт.

• UCF207 / UCFL207. Вал 35 мм. UCF: 121×121 мм. UCFL: 160×52 мм. Нагрузка 25,5 кН. Конвейеры зернохранилищ, элеваторное оборудование.

• UCF208 / UCFL208. Вал 40 мм. UCF: 127×127 мм. UCFL: 165×55 мм. Самый популярный типоразмер. Нагрузка 32 кН. Ленточные транспортёры средней нагрузки, цепные конвейеры, приводные барабаны.

Средние диаметры 45-60 мм

• 

  Читайте также:

  Радиально-упорные подшипники: особенности и применение

  UCF209 / UCFL209. Вал 45 мм. UCF: 136×136 мм. UCFL: 175×58 мм. Нагрузка 37 кН. Средненагруженные системы в строительной индустрии, деревообработке.

• UCF210 / UCFL210. Вал 50 мм. UCF: 140×140 мм. UCFL: 180×60 мм. Нагрузка 42 кН. Элеваторы, конвейеры горнодобычи, транспортёры металлопроката.

• UCF211 / UCFL211. Вал 55 мм. UCF: 159×159 мм. UCFL: 200×68 мм. Нагрузка 52 кН. Тяжёлые транспортные системы, крупногабаритные вентиляторы.

• UCF212 / UCFL212. Вал 60 мм. UCF: 165×165 мм. UCFL: 210×70 мм. Нагрузка 62 кН. Металлургические конвейеры, транспортёры угля и руды.

Крупные диаметры 65-90 мм

• UCF213-UCF218. Валы 65-90 мм. UCF с размерами фланца от 171×171 мм до 222×222 мм. Тяжёлое промышленное оборудование.

• UCFL213-UCFL218. Валы 65-90 мм. UCFL с длиной фланца 220-280 мм, шириной 75-90 мм. Применяются реже — для крупных типоразмеров обычно достаточно пространства для UCF.

Критерии выбора между UCF и UCFL

Анализ установочной поверхности

Измерьте ширину вертикального элемента, на который планируется установка. Профильная труба, швеллер, балка, стенка — любой несущий элемент имеет определённую ширину.

• Ширина 80 мм и более — оба типа подходят. Выбор по другим критериям.

• Ширина 50-80 мм — предпочтительно UCFL. UCF может не поместиться или болты окажутся слишком близко к краю материала.

• Ширина менее 50 мм — только UCFL малых типоразмеров (204-206) или нужна доработка конструкции.

Оценка расстояния до соседних узлов

Параллельные валы близко друг к другу? Измерьте межосевое расстояние. Сравните с габаритами фланцев.

Для UCF: минимальное межосевое расстояние = сторона квадрата фланца + 20-30 мм зазор. Для UCF208 это 127 + 25 = 152 мм минимум.

Для UCFL: минимальное межосевое расстояние = ширина овального фланца + 20-30 мм. Для UCFL208 это 55 + 25 = 80 мм.

Разница почти в два раза. При плотной компоновке UCFL выигрывает.

Характер нагрузок и требования к жёсткости

Высокие переменные боковые нагрузки — преимущество UCF. Квадратный фланец с четырьмя болтами по углам обеспечивает максимальное сопротивление опрокидыванию.

Умеренные нагрузки преимущественно вдоль оси вала — UCFL достаточен. Два болта вдоль оси эффективно держат осевые усилия.

Вибрационные нагрузки с частыми реверсами — UCF надёжнее за счёт симметричного распределения крепежа.

Удобство монтажа и обслуживания

Доступ ко всему периметру фланца есть — UCF монтируется без проблем.

Доступ только с одной стороны — UCFL с двумя отверстиями проще в установке.

Необходимость поворота узла относительно стандартной ориентации — UCF даёт больше вариантов.

Монтаж: особенности для каждого типа

Установка UCF

Разметка четырёх отверстий по углам квадрата. Используйте шаблон или разметочный инструмент. Точность критична — отклонение более 0,5 мм создаёт проблемы.

Диагонали квадрата должны быть равны. Проверяйте перед сверлением. Неравные диагонали — фланец ляжет с перекосом.

Сверление строго перпендикулярно плоскости стенки. Отклонение сверла создаёт конические отверстия. Болт затягивается неравномерно.

Затяжка крест-накрест. Сначала слегка затяните противоположные болты, затем два других. Финальная затяжка по кругу с контролем момента. Равномерность прижима фланца к стенке критична.

Установка UCFL

Разметка двух или четырёх отверстий вдоль оси. Межосевое расстояние задано конструкцией фланца. Отклонение не допускается.

Центрирование оси вала относительно вертикальной поверхности. UCFL обычно устанавливается на узкую балку — важно, чтобы ось вала была перпендикулярна плоскости стенки.

Ориентация фланца строго вдоль или поперёк оси вала. Промежуточные углы невозможны — форма овала задаёт положение.

Затяжка последовательно от центра к краям (если 4 отверстия) или одновременно (если 2 отверстия). Контроль момента затяжки по документации.

Типичные ошибки монтажа

Установка UCFL поперёк узкой балки. Фланец развёрнут на 90 градусов. Длинная сторона овала 180 мм пытается разместиться на балке шириной 80 мм. Физически невозможно. Правильно — длинная сторона вдоль оси балки.

Неравномерная затяжка болтов UCF. Два болта затянуты полностью, два слегка. Фланец перекошен. Нагрузка на подшипник неравномерная. Ресурс снижается.

Игнорирование чистоты поверхности. Окалина, наплывы сварки, остатки краски под фланцем. Прилегание неплотное. Вибрации разбалтывают крепёж за несколько месяцев.

Практические рекомендации по выбору

Для нового оборудования

Проектируйте раму с учётом типа узлов. Если выбрали UCF — предусмотрите квадратные площадки или широкие вертикальные элементы. Если UCFL — узкие балки допустимы.

Унификация. Один тип фланца на всё оборудование упрощает снабжение и обслуживание. Смешивать UCF и UCFL на одной машине нерационально.

Для модернизации

Замеряйте существующую конструкцию перед заказом узлов. Ширина вертикальных элементов, расстояние между стойками, доступное пространство — всё имеет значение.

Если старые узлы были UCF — ставьте UCF. Отверстия уже есть, размечены правильно. UCFL потребует новой разметки и сверления дополнительных отверстий.

Если старые UCFL — сохраняйте тип. Переход на UCF требует расширения несущих элементов или установки дополнительных площадок.

Для складского резерва

Анализ оборудования показывает: обычно предприятие использует либо UCF, либо UCFL, но не оба типа равномерно. Один тип доминирует.

Определите, какой тип преобладает на вашем производстве. Формируйте резерв из этих типоразмеров. Держать на складе оба типа каждого размера — избыточно.

Типичный резерв для среднего предприятия:

• UCF205, UCF206, UCF208, UCF210 (если оборудование на UCF)
• Или UCFL205, UCFL206, UCFL208, UCFL210 (если оборудование на UCFL)

Ценовые аспекты

Разница в стоимости

UCFL обычно сопоставим по цене с UCF или чуть дороже на 0-10%. Разница обусловлена меньшим объёмом производства — UCF более массовый.

Для типоразмера с валом 40 мм:

• UCF208: 900-1200 рублей
• UCFL208: 900-1300 рублей

Разница 0-100 рублей. На партии 20 узлов — 0-2000 рублей. Несущественно в общей стоимости оборудования.

Стоимость подготовки рамы

UCF требует широких вертикальных элементов. Если их нет — нужно наращивать стенки, приваривать дополнительные пластины. Материал, сварка, время.

UCFL устанавливается на узкие элементы базовой конструкции. Экономия на материале рамы может составить 5-15% от стоимости металлоконструкции.

Для компактного оборудования с множеством опорных узлов эта экономия перекрывает разницу в цене подшипников многократно.

Взаимозаменяемость и переход

Можно ли заменить UCF на UCFL

Технически возможно, но потребует новой разметки и сверления отверстий. Старые отверстия от UCF не совпадут с новыми для UCFL.

Четыре отверстия по углам квадрата vs два-четыре отверстия вдоль оси — геометрия полностью другая.

Если замена необходима (нехватка UCF на складе, изменение требований), придётся:

• Заглушить старые отверстия (заварить или закрыть заглушками)
• Разметить новые под UCFL
• Просверлить и нарезать резьбу
• Установить UCFL

Трудоёмкость высокая. Проще заказать нужный тип изначально.

Унификация при модернизации парка

Если на предприятии накопилось оборудование с обоими типами фланцев, при модернизации целесообразно переходить к одному типу.

Критерий выбора: какой тип доминирует количественно. Оборудования на UCF больше — модернизируемые машины тоже переводите на UCF.

Это упрощает снабжение, уменьшает номенклатуру складского резерва, облегчает обучение персонала.

UCF с квадратным фланцем — выбор для оборудования с широкими вертикальными элементами, высокими боковыми нагрузками и необходимостью максимальной жёсткости крепления. Универсален, надёжен, широко распространён.

UCFL с овальным фланцем — решение для установки на узкие балки, профильные трубы, швеллеры малого сечения. Критичен при плотной компоновке параллельных валов и модернизации оборудования с ограниченным пространством.

Оба типа равноценны по ресурсу и надёжности. Выбор определяется геометрией несущей конструкции, а не качеством или характеристиками подшипникового узла. Правильный подбор типа фланца под конкретную раму избавляет от переделок, экономит время монтажа и снижает общую стоимость оборудования.