Подшипники игольчатые 22 мм
Подшипники игольчатые с посадочным диаметром 22 мм: конструкция, применение и технические аспекты выбора
Игольчатые подшипники качения с внутренним диаметром 22 мм представляют собой специализированный класс роликовых подшипников, в которых длина цилиндрических роликов значительно превышает их диаметр. Соотношение длины к диаметру (L/D) обычно находится в диапазоне от 3 до 10. Эти подшипники предназначены для работы в условиях ограниченного радиального пространства при необходимости выдерживать высокие радиальные нагрузки. Основное преимущество конструкции — большая грузоподъемность на единицу занимаемого объема по сравнению с шарикоподшипниками аналогичного размера.
Конструктивные разновидности и маркировка
Подшипники игольчатого типа с посадочным диаметром 22 мм выпускаются в нескольких исполнениях, определяемых компоновкой узла и условиями монтажа.
- Игольчатые ролики (игольчатый комплект) (обозначение по ISO: RNA49.., по ГОСТ: 4242-71). Представляют собой набор роликов и сепаратора без внутреннего и наружного колец. Ролики катятся непосредственно по закаленным и шлифованным поверхностям вала и корпуса. Требуют высокой твердости и чистоты обработки посадочных мест. Максимально экономит пространство.
- Игольчатый подшипник с наружным кольцом (обозначение: NA49.., NK49.., по ГОСТ: 4657-71). Состоит из наружного кольца, игольчатого сепаратора и роликов. Монтируется на вал без буртиков, так как наружное кольцо выполняет функцию обоймы. Вал должен быть закален и отшлифован.
- Закрытый игольчатый подшипник (обозначение: HK.., BK..). Имеет штампованные наружное и внутреннее кольца из тонкой листовой стали. Отличается низкой стоимостью и малым весом, но и меньшей грузоподъемностью. Часто используется как опора скольжения с малым моментом трения.
- Игольчатый подшипник с внутренним кольцом (обозначение: NА49.., NKI..). Полный аналог радиального роликоподшипника, но с игольчатыми роликами. Применяется, когда вал не может быть закален или условия монтажа не позволяют использовать комплект роликов.
- Электродвигатели и генераторы: Опорные узлы роторов компактных электродвигателей, вспомогательные узлы в системах охлаждения, механизмы перемещения щеток.
- Редукторы и мотор-редукторы: Промежуточные валы планетарных и цилиндрических редукторов, где необходимо обеспечить высокую жесткость вала при минимальном расстоянии между опорами.
- Коммутационная аппаратура: Опоры валов приводов разъединителей, механизмы управления силовыми выключателями, где требуется высокая надежность и стойкость к знакопеременным нагрузкам.
- Насосное оборудование: Опорные узлы валов центробежных и шестеренчатых насосов систем смазки и гидравлики энергоблоков.
- Текстильное и полиграфическое оборудование: Валы и ролики, работающие под постоянной радиальной нагрузкой.
- Пластичные смазки на литиевой или комплексной литиевой основе с противозадирными (EP) присадками. Например, Литол-24, Shell Gadus S2.
- Жидкие масла — в системах циркуляционной или капельной смазки редукторов. Вязкость выбирается по скорости вращения (dn-значению) и рабочей температуре.
- Повышенный шум, вибрация, нагрев. Основные причины: износ из-за недостаточной или загрязненной смазки, коррозия, неправильный монтаж (перекос), превышение расчетной нагрузки.
- Заедание или заклинивание. Причины: критический износ, разрушение сепаратора, попадание крупных абразивных частиц, полное отсутствие смазки.
- Люфт или осевое смещение вала. Причины: износ дорожек качения на валу или в корпусе (для RNA/NA), износ самих роликов, неправильное осевое фиксирование.
Основные размеры и технические характеристики
Для диаметра 22 мм стандартизирован ряд типоразмеров. Основные параметры регламентируются стандартами ISO, DIN и ГОСТ. Ключевые размеры определяются серией по ширине и наружному диаметру.
| Тип подшипника | Обозначение (пример) | Внутренний диаметр d, мм | Наружный диаметр D, мм | Ширина B, мм | Динамическая грузоподъемность C, кН (прибл.) | Статическая грузоподъемность C0, кН (прибл.) |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Игольчатый комплект | RNA4904 | 22 | 28 | 16 | 18.5 | 22.0 |
| С наружным кольцом | NA4904 | 22 | 28 | 16 | 17.0 | 20.5 |
| С наружным кольцом | NA4912 | 22 | 30 | 23 | 24.5 | 30.0 |
| Закрытый | HK2216 | 22 | 28 | 16 | 6.8 | 9.5 |
Динамическая (C) и статическая (C0) грузоподъемность — основные параметры при расчете долговечности. Динамическая грузоподъемность — это постоянная радиальная нагрузка, которую подшипник может выдержать в течение расчетного срока службы в 1 миллион оборотов. Расчетный ресурс L10 (в миллионах оборотов) определяется по формуле: L10 = (C/P)p, где P — эквивалентная динамическая нагрузка, а p = 10/3 для роликовых подшипников.
Сферы применения в энергетике и промышленности
Подшипники 22 мм находят применение в узлах, где сочетаются высокие радиальные нагрузки, средние скорости вращения и жесткие ограничения по поперечным габаритам.
Критерии выбора и особенности монтажа
Выбор конкретного типа подшипника диаметром 22 мм осуществляется на основе анализа условий эксплуатации.
| Критерий | Игольчатый комплект (RNA) | С наружным кольцом (NA/NK) | Закрытый (HK/BK) |
|---|---|---|---|
| Экономия пространства | Максимальная | Высокая | Высокая |
| Требования к твердости вала | ≥ 58 HRC, шлифовка Ra ≤ 0.4 мкм | ≥ 58 HRC, шлифовка Ra ≤ 0.4 мкм | Не критичны |
| Способность воспринимать нагрузки | Очень высокая | Высокая | Умеренная |
| Защита от загрязнений | Требуется внешние уплотнения | Требуется внешние уплотнения | Встроенная (металлические крышки) |
| Осевое фиксирование | Обязательно стопорными кольцами, крышками | Обязательно стопорными кольцами, крышками | Часто завальцовкой |
Монтажные требования: При установке игольчатых комплектов и подшипников с наружным кольцом критически важно обеспечить соосность. Перекос приводит к концентрации нагрузки на торцах роликов и быстрому разрушению. Посадочные поверхности должны быть чистыми, без задиров. Монтаж осуществляется запрессовкой с приложением усилия только к нажимному кольцу, контактирующему с тем кольцом, которое имеет натяг (чаще всего — наружное). Запрещено передавать ударную или монтажную нагрузку через сепаратор или ролики.
Смазка и обслуживание
Большинство игольчатых подшипников 22 мм требуют регулярного пополнения смазки. Исключение — закрытые типы (HK/BK), поставляемые с консервационной смазкой, и подшипники с заводской закладкой пластичной смазки на весь срок службы. Для тяжелонагруженных узлов энергетического оборудования применяются:
Интервалы повторного смазывания определяются условиями работы (температура, запыленность, нагрузка) и рекомендациями производителя смазки. Переполнение смазкой, особенно в высокоскоростных узлах, приводит к перегреву из-за внутреннего трения.
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
Чем отличается подшипник NA4904 от RNA4904?
NA4904 — это игольчатый подшипник с наружным кольцом. RNA4904 — это игольчатый комплект (ролики с сепаратором) без наружного кольца. RNA дешевле и компактнее по наружному диаметру, но требует, чтобы корпусная деталь была выполнена с закаленным и шлифованным отверстием, выполняющим роль дорожки качения. NA4904 монтируется в более простое отверстие корпуса, но требует закаленного и шлифованного вала.
Можно ли заменить игольчатый подшипник на радиальный шариковый того же внутреннего диаметра?
Технически — часто возможно, но с существенными оговорками. Шарикоподшипник (например, 16004 с размерами 22x42x8 мм) займет больше места в радиальном направлении, будет иметь значительно меньшую радиальную грузоподъемность, но сможет воспринимать умеренные осевые нагрузки и, как правило, проще в монтаже. Замена допустима только после перерасчета ресурса узла на новую, меньшую динамическую грузоподъемность и при наличии свободного пространства.
Как правильно определить необходимый класс точности?
Для подавляющего большинства промышленных применений, включая энергетическое оборудование общего назначения, достаточно класса точности PN (нормальный) по DIN, Class 0 по ISO (стандартный). Повышенные классы точности (P6, P5) используются в высокоскоростных шпинделях, прецизионных станках, где критичны биение и вибрация. Их применение в стандартных узлах нерационально с экономической точки зрения.
Каковы признаки выхода из строя игольчатого подшипника и причины?
Требуется ли предварительный натяг для игольчатых подшипников?
Нет, для радиальных игольчатых подшипников предварительный осевой натяг не применяется. Они должны устанавливаться с небольшим радиальным зазором (определяется стандартом для класса), который в рабочем состоянии уменьшается за счет упругих деформаций. Осевая фиксация обязательна, но она служит для предотвращения смещения подшипника в корпусе, а не для создания натяга.
Какие аналоги существуют у подшипников 22 мм по российским и международным стандартам?
Основные ряды стандартизированы. Аналоги можно подбирать по основным размерам (dxDxB). Например, подшипник NA4904 (22x28x16 мм) имеет прямой аналог по ГОСТ 4657-71 — №474904. Подшипник HK2216 (22x28x16 мм) соответствует №782716 по ГОСТ 6870-81. При замене необходимо сверять не только габариты, но и значения динамической и статической грузоподъемности.