Подшипники 50х110х40 мм

Подшипники качения с размерами 50x110x40 мм: технические характеристики, типы и применение в электротехнике и энергетике

Габаритные размеры 50x110x40 мм обозначают стандартизированные внутренний диаметр, внешний диаметр и ширину подшипника соответственно. Данный типоразмер относится к категории среднетоннажных подшипников, широко востребованных в различных отраслях промышленности, включая энергетику, где надежность и долговечность вращающихся узлов являются критически важными параметрами. Внутренний диаметр (d) 50 мм является посадочным размером на вал, внешний диаметр (D) 110 мм определяет размер посадочного места в корпусе (ступице, стакане), а ширина (B) 40 мм характеризует осевой габарит узла.

Основные типы подшипников с размерами 50x110x40 мм

В данных габаритах выпускается несколько основных типов подшипников качения, каждый из которых имеет уникальную конструкцию, определяющую его функциональное назначение, нагрузочную способность и условия эксплуатации.

1. Радиальные шарикоподшипники (тип 6000, 16000, 60000)

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

• Однорядный шарикоподшипник (например, 6310): Базовая конструкция. Обладает низким моментом трения, высокой скоростной способностью. Применяется в узлах с преобладающими радиальными нагрузками.
• Шарикоподшипник с защитными шайбами (например, 6310-Z, 6310-2Z): Оснащен одним (Z) или двумя (2Z) металлическими защитными шайбами (крышками). Обеспечивает защиту от попадания крупных частиц и удержание пластичной смазки. Не является герметичным в полном смысле, не предназначен для работы в жидкостях.
• Шарикоподшипник с контактными уплотнениями (например, 6310-RS, 6310-2RS): Укомплектован одним (RS) или двумя (2RS) резиновыми (обычно NBR) лабиринтными уплотнениями. Обеспечивает лучшую защиту от влаги и загрязнений, эффективно удерживает смазку. Допустимая скорость вращения несколько ниже, чем у открытых или защищенных шайбами моделей.
• Сдвоенный шарикоподшипник (например, 3310): Два однорядных подшипника, смонтированных в общем кольце. Обладает повышенной радиальной грузоподъемностью и жесткостью.

2. Радиально-упорные шарикоподшипники (тип 7000)

Конструктивно способны воспринимать комбинированные (радиальные и однонаправленные осевые) нагрузки. Контактный угол (обычно 15°, 25°, 30° или 40°) определяет соотношение между осевой и радиальной грузоподъемностью. Требуют точной регулировки и, как правило, устанавливаются попарно (взаимно предварительно натянутыми или с регулировочными прокладками).

3. Конические роликоподшипники (тип 30000, 31000)

Предназначены для восприятия комбинированных нагрузок, где осевая составляющая значительна. Имеют раздельную конструкцию (внутреннее кольцо с роликами и сепаратором, внешнее кольцо). Обладают очень высокой радиальной и однонаправленной осевой грузоподъемностью, но более низкой скоростной способностью по сравнению с шарикоподшипниками. Требуют точной регулировки зазора/натяга. Пример обозначения для внутреннего диаметра 50 мм: 32210 (серия 322 – средняя серия, угол контакта ~12°), 32310 (усиленная серия, угол ~11°).

4. Сферические роликоподшипники (тип 20000, 30000)

Способны компенсировать перекосы вала относительно корпуса (до 1,5-3°), что критически важно для длинных валов или при возможных деформациях станины. Обладают максимальной радиальной грузоподъемностью среди подшипников данного габарита. Применяются в тяжелонагруженном низко- и среденооборотном оборудовании. Пример обозначения: 23110 (с цилиндрическим отверстием, серия 231).

Технические характеристики и параметры выбора

Выбор конкретного типа подшипника 50x110x40 мм осуществляется на основе комплексного анализа рабочих условий узла.

Сравнительная таблица основных типов подшипников 50x110x40 мм

Тип подшипника (пример обозначения)	Основная нагрузка	Способность к самоустановке	Максимальная частота вращения*	Относительная радиальная грузоподъемность	Типовые области применения в энергетике
Радиальный шарикоподшипник (6310)	Радиальная, умеренная осевая	Нет	Высокая	1.0 (база)	Электродвигатели средней мощности, вентиляторы, насосы, муфты
Радиально-упорный шарикоподшипник (7310B)	Комбинированная	Нет	Очень высокая	~0.8-1.1 (зависит от угла)	Высокооборотные электродвигатели, шпиндели, узлы с преобладающей осевой нагрузкой
Конический роликоподшипник (32210)	Комбинированная (тяжелая)	Нет	Средняя	~1.5-2.0	Редукторы, механизмы поворота, опоры валов с существенной осевой составляющей
Сферический роликоподшипник (23110)	Радиальная (очень тяжелая)	Да (до 1.5-3°)	Низкая/Средняя	~2.5-3.5	Тяжелое энергетическое оборудование: опоры турбогенераторов, шаровые мельницы, дробилки, крупные вентиляторы дымоудаления

Оценочное сравнение в рамках одного типоразмера.


• Условное сравнение динамической грузоподъемности (C) относительно базового шарикоподшипника 6310.

Ключевые параметры для инженерного расчета:

• Динамическая грузоподъемность (C): Постоянная радиальная нагрузка, которую подшипник может выдержать в течение расчетного срока службы в 1 миллион оборотов. Основной параметр для расчета ресурса при переменных нагрузках.
• Статическая грузоподъемность (C₀): Радиальная нагрузка, вызывающая в наиболее нагруженном телe качения общую остаточную деформацию 0.0001 от его диаметра. Критична для медленно вращающихся или статически нагруженных узлов.
• Предельная частота вращения: Максимально допустимая механическая частота вращения, ограниченная инерционными силами, нагревом, типом смазки и конструкцией сепаратора.
• Класс точности: Регламентирует допуски на геометрические параметры (овальность, конусность, биение). Для энергетического оборудования распространены классы P0 (нормальный), P6, P5 (повышенные). Более высокий класс снижает вибрацию и повышает ресурс.
• Зазор (радиальный внутренний зазор): Величина перемещения одного кольца относительно другого в радиальном направлении. Выбирается в зависимости от условий посадки и теплового режима (нормальный C3, увеличенный C3, C4).

Применение в электротехнической и энергетической отрасли

Подшипники размером 50x110x40 мм находят применение в широком спектре оборудования, где вал диаметром 50 мм является стандартным для передач средней мощности.

1. Электрические машины (электродвигатели и генераторы)

В асинхронных электродвигателях мощностью от 30 до 150 кВт (в зависимости от оборотов) данный типоразмер часто используется на обоих концах вала (приводном и противоприводном). Как правило, со стороны привода устанавливается радиально-упорный шарикоподшипник для фиксации ротора, а с противоположной стороны – радиальный шарикоподшипник, позволяющий компенсировать тепловое удлинение вала. В генераторах аналогичной мощности применяются подобные схемы. Ключевое требование – низкий уровень вибрации (класс точности P6 или выше) и надежное уплотнение (2RS или комбинированные уплотнения) для удержания смазки и защиты от загрязнений.

2. Насосное оборудование

В центробежных насосах для воды, теплоносителя, конденсата этот типоразмер используется в опорах вала рабочего колеса. Условия работы характеризуются наличием осевой нагрузки от перепада давления, радиальной нагрузкой от клиноременной передачи (если таковая имеется) и возможным воздействием влаги. Часто применяются сдвоенные радиально-упорные шарикоподшипники или пары конических роликоподшипников, установленных с предварительным натягом.

3. Вентиляционное и дымососное оборудование

Вентиляторы систем охлаждения, градирен, дымососы котельных установок. Основная нагрузка – радиальная от неуравновешенной массы крыльчатки. При больших габаритах крыльчатки и длинных валах для компенсации перекосов могут применяться сферические роликоподшипники. Критична стойкость к вибрациям и температурным перепадам.

4. Редукторы и приводные механизмы

В цилиндрических, конических и червячных редукторах подшипники данного размера устанавливаются на промежуточных и тихоходных валах. Преобладают конические роликоподшипники (для восприятия реакций в зацеплении) и сферические роликоподшипники (при больших радиальных нагрузках и необходимости самоустановки).

Монтаж, смазка и техническое обслуживание

Правильный монтаж и обслуживание напрямую определяют достижение расчетного ресурса подшипника.

Монтаж

• Посадки: Внутреннее кольцо, как правило, устанавливается на вал с натягом (посадка k6, m6), что предотвращает проворачивание и проскальзывание. Внешнее кольцо в корпусе обычно имеет переходную или небольшую зазорную посадку (H7, J7) для возможности осевого перемещения при тепловом расширении (если это не фиксирующая опора).
• Способ запрессовки: Монтаж должен осуществляться с приложением усилия только к тому кольцу, которое создает посадку с натягом. Запрессовка внутреннего кольца – через монтажную втулку, внешнего – через оправку. Категорически недопустима передача монтажного усилия через тела качения.
• Регулировка: Для радиально-упорных и конических роликоподшипников обязательна регулировка осевого зазора (натяга) после монтажа, обычно с помощью контргайки и стопорной шайбы.

Смазка

Для подшипников данного размера применяется как пластичная (консистентная), так и жидкая (масляная) смазка.

• Пластичные смазки: Наиболее распространенный вариант для энергетического оборудования общего назначения. Используются литиевые (L3), комплексные литиевые, полимочевинные (NU) и кальциевые (Ca) смазки. Заполнение полости подшипникового узла – на 1/3-1/2 при скоростном вращении и до 2/3 при низкооборотном. Требуется периодическая регламентная замена.
• Жидкие смазки (масла): Применяются в высокоскоростных узлах, редукторах с общим масляным картером или в условиях высоких температур. Методы подачи: окунание, разбрызгивание, принудительная циркуляция.

Контроль и диагностика

В энергетике широко применяются методы вибродиагностики для контроля состояния подшипниковых узлов. Появление в спектре вибрации характерных частот (частота перекатывания тел качения, частота вращения сепаратора и т.д.) сигнализирует о начале развития дефектов (выкрашивание, приработка, дисбаланс). Регулярный контроль температуры узла также является простым, но эффективным методом раннего обнаружения проблем, вызванных недостатком смазки, чрезмерным натягом или перегрузкой.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Вопрос 1: Чем отличается подшипник 6310 от 6310-2RS?

Ответ: Подшипник 6310 – это открытый однорядный радиальный шарикоподшипник. 6310-2RS – тот же подшипник, но с двумя контактными резиновыми уплотнениями (с обеих сторон). Модель 2RS лучше защищена от попадания загрязнений и влаги, а также эффективнее удерживает пластичную смазку внутри узла, что увеличивает межсервисный интервал. Однако она имеет несколько более высокий момент трения и, как следствие, более низкую предельную частоту вращения по сравнению с открытым исполнением.

Вопрос 2: Можно ли заменить конический роликоподшипник 32210 на сферический роликоподшипник 23110 в редукторе?

Ответ: Прямая замена, как правило, невозможна без переделки посадочных мест в корпусе, так как внешние диаметры и ширины этих подшипников, несмотря на одинаковый внутренний диаметр 50 мм, различаются. Например, 32210 имеет D=90 мм, B=24.75 мм, а 23110 – D=110 мм, B=40 мм. Кроме того, они имеют принципиально разные характеристики: 32210 предназначен для комбинированных нагрузок с обязательной регулировкой, а 23110 – для очень тяжелых радиальных нагрузок с возможностью перекоса. Замена требует полного перерасчета узла.

Вопрос 3: Какой класс точности подшипника необходим для электродвигателя?

Ответ: Для большинства общепромышленных электродвигателей нормального исполнения достаточно класса точности P0 (стандартный). Для двигателей с повышенными требованиями к КПД, низкому уровню шума и вибрации (например, для привода насосов или вентиляторов с частотным регулированием) рекомендуется использовать подшипники класса P6 или P5. Классы P4 и P2 применяются в высокоскоростных шпинделях и специальных электромашинах.

Вопрос 4: Что означает обозначение C3 в маркировке подшипника (например, 6310 C3)?

Ответ: Обозначение C3 указывает на группу радиального внутреннего зазора подшипника. Зазор C3 больше, чем стандартный (CN) зазор. Он выбирается для условий, где ожидается значительный нагрев подшипникового узла в работе, что приводит к тепловому расширению внутреннего кольца и посадке его с натягом на вал. Увеличенный зазор предотвращает заклинивание подшипника при рабочей температуре. Для большинства электродвигателей стандартного исполнения используется зазор CN или C3.

Вопрос 5: Как правильно определить необходимый момент затяжки контргайки для конического роликоподшипника 32210?

Ответ: Момент затяжки контргайки не является универсальным и зависит от конкретной конструкции узла, требуемого осевого натяга или зазора, и типа стопорной шайбы. Общая процедура включает: предварительную затяжку с проворачиванием вала для установки роликов, затем ослабление на 1/4-1/2 оборота, после чего устанавливается стопорная шайба и производится окончательная затяжка контргайки до совмещения ближайшего паза шайбы с фиксирующим зубом. Окончательная проверка – измерение осевого люфта или момента сопротивления вращению. Точные данные приводятся в технической документации на конкретный агрегат (редуктор, электродвигатель).

Заключение

Подшипники с размерами 50x110x40 мм представляют собой универсальный и широко распространенный типоразмер, охватывающий широкий спектр конструкций: от простых радиальных шарикоподшипников для электродвигателей до высоконагруженных сферических и конических роликоподшипников для тяжелого энергетического оборудования. Грамотный выбор конкретного типа, класса точности, зазора и системы уплотнения, основанный на точном расчете нагрузок, скоростей и условий эксплуатации, является залогом долговечной и безотказной работы всего вращающегося узла. Понимание особенностей монтажа, смазки и диагностики позволяет существенно продлить ресурс подшипников, минимизировать простои и повысить общую надежность энергетических систем.