Подшипник N208 (ГОСТ 8338-75): полное техническое описание, характеристики и применение
Подшипник качения радиальный однорядный шариковый типа N208, соответствующий ГОСТ 8338-75 (а также международному стандарту ISO 15:1998), является одним из наиболее распространенных и универсальных узлов в машиностроении и электротехнической промышленности. Его обозначение расшифровывается следующим образом: N – подшипник с канавкой для стопорного кольца на наружном кольце; 2 – серия диаметров (легкая); 08 – внутренний диаметр 8
- 5 = 40 мм. Данный подшипник предназначен для восприятия преимущественно радиальных нагрузок, а также ограниченных осевых нагрузок в обоих направлениях. Его конструктивная простота, высокая степень стандартизации и надежность обусловили массовое применение в электродвигателях, редукторах, насосах, вентиляторах и прочем промышленном оборудовании.
- Наружное кольцо. Имеет канавку для установки стопорного кольца типа DIN 471 (или аналогичного), что позволяет фиксировать подшипник в корпусе без крышек или прижимных планок, упрощая конструкцию узла. Наружная поверхность выполнена с высокой геометрической точностью.
- Внутреннее кольцо. Установлено с натягом на вал. Имеет дорожки качения, геометрия которых оптимизирована для минимизации контактных напряжений и вибраций.
- Тела качения. Стальные шарики, количество и размер которых строго нормированы для обеспечения равномерного распределения нагрузки. Изготавливаются из высокоуглеродистой хромистой стали ШХ15 или ее аналогов.
- Сепаратор. Чаще всего изготавливается из штампованной стали (обозначение по ГОСТ – без указания, либо «С»), реже – из латуни (Л), полиамида (П) или других материалов. Его функция – удерживать шарики на равном расстоянии, предотвращая их контакт и снижая трение.
- Пластичные смазки (ЛИТОЛ-24, ЦИАТИМ-201, МС-1510, Shell Gadus S2). Применяются при скоростях до 8000 об/мин и нормальных рабочих температурах (от -30°C до +120°C). Заправочный объем составляет примерно 30-40% свободного пространства в подшипнике.
- Жидкие масла (индустриальные И-Г-А, И-Г-В, турбинные). Используются в высокоскоростных применениях или в узлах с централизованной системой смазки. Уровень масла должен доходить до центра нижнего шарика.
- Электродвигатели асинхронные. Устанавливаются на валах ротора двигателей мощностью от 5 до 30 кВт в качестве опор со стороны, противоположной приводному концу (D-end). Наличие стопорного кольца упрощает конструкцию задней подшипниковой щитовой крышки.
- Вентиляторы и воздуходувки. Используются в приводных узлах промышленных вентиляционных установок, дымососов и турбокомпрессоров малой мощности.
- Насосное оборудование. Применяются в центробежных, шестеренных и поршневых насосах для перекачки воды, масел и других жидкостей.
- Редукторы и мультипликаторы. Служат опорами для промежуточных и тихоходных валов в цилиндрических и конических редукторах.
- Генераторы малой и средней мощности. Входят в состав подшипниковых узлов вспомогательных генераторов, агрегатов систем возбуждения.
- ISO: 6208-2RSR (с двухсторонним уплотнением), 6208-ZZ (с двухсторонним металлическим щитом).
- DIN: 6208.
- SKF: 6208 N (точный аналог), 6208-2Z (с двумя щитами), 6208-2RS1 (с двумя контактными уплотнениями).
- FAG, NSK, NTN, Timken: имеют аналогичные обозначения в своих каталогах.
- Загрязнение. Попадание абразивных частиц вызывает абразивный износ дорожек качения и повышает вибрацию.
- Недостаток или старение смазки. Приводит к сухому трению, перегреву и выкрашиванию материала.
- Перекос (несоосность) при монтаже. Создает неравномерное распределение нагрузки, локальные перегрузки и усталостное разрушение.
- Прохождение токов через подшипник (блуждающие токи). Вызывает искровую эрозию (кратеры и канавки на дорожках качения и шариках) – характерная проблема для электродвигателей без должного заземления.
Конструктивные особенности и материалы
Подшипник N208 состоит из четырех основных компонентов:
Все металлические компоненты подшипника (кольца, шарики) производятся из подшипниковых сталей марок ШХ15, 52100 (AISI) или их эквивалентов, с обязательной объемной или поверхностной закалкой до твердости 60-66 HRc. Это обеспечивает высокую износостойкость и сопротивление усталости. Финишная обработка дорожек качения выполняется с высочайшим классом шероховатости (до Ra 0.04 мкм).
Основные размеры, вес и допуски
Габаритные и присоединительные размеры подшипника N208 строго регламентированы ГОСТ 8338-75. Они полностью соответствуют международному ряду размеров по ISO 15.
| Параметр | Обозначение | Значение, мм | Примечание |
|---|---|---|---|
| Внутренний диаметр | d | 40 | Посадка на вал с натягом |
| Наружный диаметр | D | 80 | Посадка в корпус по переходной или зазорной посадке |
| Ширина | B | 18 | Номинальная ширина подшипника |
| Радиус закругления | r | 1.5 | Максимальный радиус галтели вала/корпуса |
| Диаметр канавки под стопорное кольцо | D1 | ~73.7 | Справочное значение для выбора кольца |
| Ширина канавки | h | ~2.8 | Справочное значение |
| Масса, кг (приблизительно) | — | 0.38 | Зависит от производителя и материала сепаратора |
Подшипники N208, выпускаемые в соответствии с ГОСТ, обычно изготавливаются с классами точности 0 (нормальный) и 6 (повышенный). Для особо ответственных высокоскоростных применений (например, шпиндели) могут потребоваться подшипники классов точности 5, 4 или 2 (по ГОСТ 520), которые имеют более жесткие допуски на геометрию и меньший уровень вибрации.
Грузоподъемность и скоростные характеристики
Динамическая и статическая грузоподъемность – ключевые параметры для расчета долговечности подшипника. Они определяются по методике ISO 281 и ГОСТ 18855.
| Параметр | Обозначение | Значение | Условия |
|---|---|---|---|
| Динамическая грузоподъемность | C | 32.0 кН | Базовая расчетная долговечность 1 млн. оборотов |
| Статическая грузоподъемность | C0 | 17.8 кН | Допустимая нагрузка в неподвижном состоянии |
| Предельная частота вращения при пластичной смазке | ng | ~8000 об/мин | Ориентировочное значение для стандартного исполнения |
| Предельная частота вращения при жидкой смазке | nm | ~12000 об/мин | Ориентировочное значение |
Фактическая рабочая частота вращения зависит от типа смазки, системы охлаждения, точности изготовления и величины нагрузки. Для подшипников с канавкой под стопорное кольцо (серия N) важно учитывать, что наличие канавки несколько снижает прочность наружного кольца, поэтому допустимые радиальные нагрузки могут быть на 5-10% ниже, чем у базового исполнения 208 без канавки.
Смазка и монтаж
Подшипник N208 поставляется, как правило, в незаправленном состоянии (антикоррозионная консервация) или с заводской пластичной смазкой. Наиболее распространенные смазки для данных узлов:
Монтаж. Внутреннее кольцо устанавливается на вал с натягом (посадки k6, m6). Наружное кольцо, имеющее канавку, монтируется в корпус с зазором или переходной посадкой (H7, G7). Фиксация осуществляется стопорным кольцом, которое устанавливается в канавку наружного кольца и входит в паз корпуса. Запрессовка должна производиться с применением специальных оправок, исключающих передачу усилия через тела качения. Обязательна центровка вала и корпуса для исключения перекоса.
Области применения в электротехнике и энергетике
Благодаря сочетанию средних размеров, высокой грузоподъемности и удобству фиксации, подшипник N208 нашел широкое применение:
Аналоги и взаимозаменяемость
Подшипник N208 является частью глобально стандартизированного ряда. Его прямые аналоги:
Важное замечание: при замене подшипника N208 на уплотненный вариант (например, 2RS или ZZ) необходимо учитывать увеличение трения и возможное ограничение по предельной частоте вращения. Обратная замена (уплотненного на открытый) допустима только в условиях чистого помещения с гарантированно работающей системой смазки.
Диагностика неисправностей и срок службы
Расчетный срок службы подшипника L10 (ресурс, который вырабатывают 90% подшипников из данной партии) определяется по формуле:
L10 = (C/P)p, где C – динамическая грузоподъемность, P – эквивалентная динамическая нагрузка, p = 3 для шариковых подшипников.
На практике ресурс часто определяется условиями эксплуатации. Основные причины преждевременного выхода из строя:
Диагностика состояния осуществляется путем контроля вибрации (спектральный анализ), температуры подшипникового узла и акустического шума.
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
Чем отличается подшипник 208 от N208?
Подшипник 208 не имеет канавки на наружном кольце для стопорного кольца. Во всем остальном (габариты, грузоподъемность) они идентичны. N208 предназначен для фиксации в корпусе стопорным кольцом, что может упростить конструкцию корпуса.
Какое стопорное кольцо подходит для N208?
Для подшипника N208 используется стопорное кольцо наружного типа (для отверстий) по ГОСТ 13940 или DIN 471. Номинальный диаметр кольца (диаметр отверстия, в которое оно устанавливается) составляет 80 мм. Точный типоразмер – 80×1.5 (80 мм – диаметр отверстия, 1.5 мм – толщина кольца). Необходимо использовать кольца нормальной или повышенной прочности.
Можно ли использовать N208 в высокоскоростном шпинделе?
Стандартное исполнение N208 класса точности 0 или 6 не рекомендуется для высокоскоростных шпинделей (свыше 10000 об/мин). Для таких применений требуются подшипники классов точности 5 и выше (P5, P4), с специальными сепараторами (например, полиамидными или текстолитовыми) и оптимальным количеством шариков. Лучше рассмотреть специализированные серии.
Как правильно определить необходимый натяг внутреннего кольца на вал?
Натяг выбирается исходя из характера нагрузки. Для N208 при циркуляционной радиальной нагрузке (вращается внутреннее кольцо) рекомендуется посадка на вал k6 или m6. При умеренных нагрузках и вибрациях может использоваться js6. Точный расчет должен учитывать массу ротора, дисбаланс, температурный режим и материал корпуса. Справочные данные приведены в ГОСТ 3325.
Каковы признаки повреждения подшипника от электрической эрозии?
Характерный признак – микрократеры и канавки (фреттинг-коррозия), расположенные с равным шагом на дорожках качения и шариках. Поверхность выглядит как «рябь» или «волнистая». Это приводит к резкому росту вибрации на частотах, кратных частоте вращения, и акустическому шуму. Для предотвращения необходимо обеспечить надежное заземление двигателя, использовать изолированные подшипники или токоотводные щетки.
Какой аналог N208 с двухсторонней защитой от загрязнения?
Ближайшим аналогом с защитой является подшипник 180208 по старому ГОСТ (современное обозначение – 160808, но оно редко используется) или, что более правильно, международные аналоги: 6208-2RS (с двухсторонним контактным резиновым уплотнением) или 6208-2Z (с двухсторонним металлическим щитом). При замене на 2RS необходимо проверить допустимую скорость и рабочую температуру для уплотнения.
Как рассчитать интервал замены смазки в подшипнике N208?
Интервал пересмазки зависит от типа смазки, размера подшипника, частоты вращения и рабочей температуры. Эмпирическая формула для пластичных смазок: T = K ((1410^6)/(nsqrt(d)) — 4d), где T – период в часах, n – частота вращения (об/мин), d – внутренний диаметр (мм), K – коэффициент условий работы (от 1 для чистых условий до 0.1 для запыленных). Для N208 при 3000 об/мин и нормальных условиях интервал может составлять 8-12 тыс. часов. Более точно – по рекомендациям производителя смазки.