Подшипники 45х120 мм

Подшипники 45х120 мм: технические характеристики, типы и применение в электротехнике и энергетике

Размер 45х120 мм является одним из стандартных и широко распространенных посадочных размеров подшипников качения, используемых в ответственных узлах вращения промышленного оборудования. Данная размерность указывает на внутренний диаметр (d) 45 мм и внешний диаметр (D) 120 мм. Ширина (B) подшипника может варьироваться в зависимости от серии и типа, что определяет его грузоподъемность и область применения. В энергетическом секторе такие подшипники находят применение в электродвигателях средней и большой мощности, насосах, вентиляторах систем охлаждения, турбинах вспомогательного оборудования и прочих механизмах, где требуется надежная и долговечная поддержка вала.

Основные типы подшипников 45х120 мм и их конструктивные особенности

Выбор конкретного типа подшипника размерностью 45х120 мм зависит от характера нагрузок (радиальных, осевых, комбинированных), частоты вращения, требований к точности и условиям эксплуатации.

1. Радиальные шарикоподшипники

Наиболее универсальный тип, предназначенный преимущественно для восприятия радиальных нагрузок, но способный выдерживать и умеренные осевые нагрузки в обоих направлениях.

Однорядные шарикоподшипники (например, серия 209): Основной и самый массовый тип. Для размера 45х120 мм типичной является ширина 29 мм (обозначение 209). Применяются в электродвигателях, где нет значительных осевых усилий.
Сферические шарикоподшипники: Имеют два ряда шариков и сферическую дорожку качения на наружном кольце, что позволяет компенсировать перекосы вала до 2-3°. Ключевое применение – в узлах с возможной несоосностью.

2. Роликовые подшипники

Используются при повышенных радиальных нагрузках благодаря большей площади контакта.

Цилиндрические роликоподшипники (тип NJ, NU, NUP): Обладают высокой радиальной грузоподъемностью и допускают высокие скорости вращения. Могут воспринимать ограниченные осевые нагрузки (в зависимости от конструкции серии). Незаменимы в мощных редукторах, генераторах.
Конические роликоподшипники (например, серия 30209): Предназначены для комбинированных (радиальных и осевых) нагрузок. Устанавливаются обычно парами с противоположной настройкой. Критически важны в узлах с выраженным осевым усилием: червячных редукторах, некоторых типах насосов.
Игольчатые роликоподшипники: При том же внутреннем диаметре имеют значительно меньшее сечение (ширину). Используются в условиях ограниченного монтажного пространства при высоких радиальных нагрузках.

3. Упорные и упорно-радиальные подшипники

Специализированные типы для работы преимущественно под осевой нагрузкой. В размерности 45х120 мм могут быть представлены упорные шариковые или роликовые (конические, сферические) подшипники. Применяются в вертикальных насосах, турбинах, где осевая нагрузка является преобладающей.

Таблица: Стандартные серии подшипников 45х120 мм и их ключевые параметры

Тип подшипника	Обозначение (пример)	Габариты, d x D x B (мм)	Нагрузка динамическая (C), кН	Нагрузка статическая (C₀), кН	Предельная частота вращения (масло), об/мин	Основное назначение в энергетике
Радиальный шариковый однорядный	209	45 x 120 x 29	33.2	18.6	9000	Электродвигатели (150-500 кВт), вентиляторы, муфты.
Радиальный шариковый сферический	2209	45 x 120 x 36	49.5	16.5	7500	Наклонные и длинные валы, механизмы с риском перекоса.
Цилиндрический роликовый (NU)	NU 2209	45 x 120 x 36	112	112	8500	Силовые части генераторов, роторы мощных двигателей, опоры редукторов.
Конический роликовый	30209	45 x 120 x 27.5	102	108	7000	Червячные и конические редукторы, насосы с осевым усилием.
Игольчатый роликовый	NA 4909	45 x 120 x 30	75.0	112	7000	Компактные узлы редукторной техники, кривошипные механизмы.

Примечание: Значения нагрузок и скоростей являются ориентировочными и могут отличаться в зависимости от производителя и модификации (наличия стопорных канавок, материала сепаратора и т.д.).

Классы точности, зазоры и материалы

Для энергетического оборудования важны не только размеры, но и классы допусков.

Класс точности (по ISO): Стандартный класс для большинства промышленных применений – P0 (нормальный). Для высокооборотных электродвигателей и точных механизмов используются классы P6, P5, P4, обеспечивающие минимальное биение и вибрацию.
Радиальный зазор: Обозначается как C2, CN (нормальный), C3, C4, C5. Для электродвигателей общего назначения часто выбирают зазор C3, компенсирующий тепловое расширение вала и подшипникового узла в работе. Для прецизионных шпинделей может требоваться CN или C2.
Материалы: Стандартные подшипники изготавливаются из подшипниковой стали (например, SAE 52100). Для работы в агрессивных средах (например, в морской воде или при наличии химических паров) применяются подшипники из нержавеющей стали (марка AISI 440C). Для повышенных температур – стали с добавлением молибдена или специализированные термостойкие сплавы.
Сепараторы: Штампованные стальные (наиболее распространены), механически обработанные латунные (высокая стойкость к ударным нагрузкам и лучший отвод тепла) или полимерные (например, из полиамида, обеспечивающие низкий шум и работу при недостаточной смазке).

Системы смазки и уплотнения

Надежность подшипникового узла на 80% зависит от правильности смазки.

Консистентная (пластичная) смазка: Наиболее распространенный вариант для энергетического оборудования. Смазка закладывается при монтаже и периодически пополняется через пресс-масленки. Преимущества: простота обслуживания, эффективная защита от загрязнений. Требуется подбор смазки по температурному диапазону и скорости вращения (например, на основе литиевого комплекса).
Жидкая (масляная) смазка: Применяется в высокоскоростных или высокотемпературных узлах, а также в редукторах, где используется общая масляная ванна. Требует сложной системы подвода и отвода масла (циркуляционная система, масляный туман).
Уплотнения: Для защиты зоны качения используются контактные (резиновые манжеты типа RSH или RSL) или бесконтактные (лабиринтные) уплотнения. Подшипники с двухсторонними интегрированными уплотнениями (обозначение 2RSH или 2Z) поставляются с заводской смазкой и требуют минимального обслуживания, но имеют ограничение по максимальной скорости.

Особенности монтажа и демонтажа в энергетическом оборудовании

Правильная установка подшипника 45х120 мм – залог его долгой работы. Вал такого диаметра обычно имеет посадку с натягом (k6, m6), а в корпус – переходную или с небольшим зазором (H7, J7). Монтаж производится с помощью индукционного нагревателя (нагрев внутреннего кольца) или гидравлического пресса с применением специальных оправок, исключающих передачу усилия через тела качения. Крайне важно обеспечить соосность посадочных мест и чистоту поверхностей. При монтаже конических роликоподшипников необходимо регулировать осевой зазор или натяг с помощью динамометрического ключа и индикатора.

Диагностика неисправностей и отказов

Основные признаки выхода из строя подшипника 45х120 мм в энергетическом оборудовании:

Повышенный шум и вибрация: Характерный гул, свист или скрежет указывают на износ дорожек качения, повреждение тел качения или сепаратора.
Перегрев узла: Превышение рабочей температуры более чем на 40-50°C относительно окружающей среды свидетельствует о чрезмерном натяге, недостатке или деградации смазки, повышенном трении.
Люфт и биение вала: Появляются в результате износа, выкрашивания рабочего слоя или ослабления посадочных натягов.

Регулярный мониторинг вибрации и температуры является основой предиктивного обслуживания, позволяющего планировать замену до катастрофического отказа.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Чем отличается подшипник 209 от 1209?

Подшипник 209 относится к «легкой» серии 200 (ширина 29 мм), а 1209 – к «легкой широкой» серии 1200 (ширина 37 мм). Подшипник 1209 при тех же посадочных диаметрах имеет большую ширину и, как следствие, более высокую радиальную грузоподъемность и несколько меньшую предельную частоту вращения.

Какой радиальный зазор (C3 или CN) выбрать для электродвигателя мощностью 250 кВт?

Для большинства асинхронных электродвигателей такой мощности стандартным и рекомендуемым является зазор C3. Он обеспечивает компенсацию теплового расширения внутреннего кольца, которое садится на вал с натягом и нагревается сильнее, чем внешнее кольцо в корпусе. Использование зазора CN (нормального) может привести к заклиниванию подшипника при рабочей температуре.

Можно ли заменить шариковый подшипник 209 на роликовый NU 2209?

Прямая замена возможна только при условии, что посадочные размеры вала и корпура соответствуют габаритам NU 2209 (внутренний и внешний диаметры совпадают, но ширина больше: 36 мм против 29 мм). Конструктивно это разный тип подшипника: 209 воспринимает небольшие осевые нагрузки, а NU 2209 – только радиальные, но с большей грузоподъемностью. Замена требует инженерной оценки узла в целом, проверки наличия осевой фиксации и согласования с производителем оборудования.

Как часто необходимо проводить пересмазку подшипников 45х120 мм в насосе?

Интервал пересмазки (T) зависит от типа подшипника, скорости вращения (n), диаметра вала (d) и условий работы. Существуют эмпирические формулы (например, T = K (14 000 000 / (n √d)), где K – коэффициент типа подшипника). Для подшипника 45х120 мм в насосе, работающем в режиме 24/7, типичный интервал может составлять от 6 до 12 месяцев. Точные рекомендации содержатся в руководстве по эксплуатации оборудования и картах смазки.

Что означает обозначение 6309-2RSH C3?

Это полное обозначение подшипника:

6309: Радиальный однорядный шарикоподшипник «средней» серии (ширина 25 мм).
2RSH: Оснащен двумя контактными резиновыми уплотнениями.
C3: Имеет увеличенный радиальный зазор по сравнению с нормальным.

Такой подшипник является необслуживаемым (смазка заложена на весь срок службы) и предназначен для работы в условиях, где возможно тепловое расширение.

Почему при замене подшипника в электродвигателе рекомендуется менять оба подшипника (со стороны привода и противоположной)?

Подшипники в одном узле работают в сходных условиях нагрузки, температуры и срока службы. Если вышел из строя один, значит, второй также выработал значительную часть ресурса. Замена обоих подшипников одновременно гарантирует равномерный зазор, снижает вибрацию и предотвращает внеплановый останов оборудования в ближайшей перспективе из-за отказа второго подшипника.

Заключение

Подшипники размерностью 45х120 мм представляют собой критически важные компоненты в широком спектре энергетического и электротехнического оборудования. Корректный выбор типа (шариковый, роликовый, конический), серии, класса точности, зазора и системы уплотнения напрямую влияет на надежность, энергоэффективность и срок службы всего агрегата. Понимание технических характеристик, правил монтажа и обслуживания, а также умение диагностировать ранние признаки износа позволяют специалистам служб главного механика и энергетика предприятий минимизировать риски простоев и повысить общую эксплуатационную готовность систем.