Шариковые подшипники с внутренним диаметром 17 мм

Шариковые подшипники с внутренним диаметром 17 мм: технические характеристики, классификация и применение в электротехнике

Шариковые подшипники с внутренним диаметром (d) 17 мм представляют собой стандартизированный и широко распространенный типоразмер, используемый в различных отраслях промышленности, включая электротехнику и энергетику. Данный диаметр является одним из базовых в ряду нормальных линейных размеров по ISO 15. Подшипники этого размера находят применение в электродвигателях малой и средней мощности, вентиляторах систем охлаждения, насосах, приводах задвижек, измерительных приборах и другом оборудовании, где требуется обеспечение вращения вала с минимальными потерями на трение, высокой точностью и надежностью.

Основные типы и конструктивные особенности

Подшипники с d=17 мм производятся в различных конструктивных исполнениях, каждое из которых оптимизировано под определенные виды нагрузок и условия работы.

• Радиальные однорядные шарикоподшипники (тип 6000, 6200, 6300): Наиболее распространенный тип. Предназначены преимущественно для восприятия радиальных нагрузок, но способны выдерживать и умеренные осевые нагрузки в обоих направлениях. Отличаются неразъемной конструкцией, низким моментом трения и высокой скоростью вращения.
• Радиальные двухрядные шарикоподшипники (тип 4200, 4300): Обладают повышенной грузоподъемностью по сравнению с однорядными при тех же габаритных размерах. Компенсируют небольшие перекосы вала. Часто применяются в узлах с повышенными радиальными нагрузками.
• Радиально-упорные шарикоподшипники (тип 7200, 7300): Способны воспринимать комбинированные (радиальные и однонаправленные осевые) нагрузки. Контактный угол (обычно 15°, 25° или 40°) определяет соотношение воспринимаемых нагрузок. Требуют точного монтажа и регулировки.
• Самоустанавливающиеся шарикоподшипники (тип 1200, 1300, 2200, 2300): Имеют сферическую поверхность на наружном кольце, что позволяет компенсировать значительные перекосы вала (до 3°). Критически важны для применения в узлах, где невозможно обеспечить идеальную соосность.
• Подшипники с защитными шайбами или уплотнениями (типы ZZ, 2RS, RS): Оснащены металлическими шайбами (ZZ) или контактными/бесконтактными резиновыми уплотнениями (2RS – с двух сторон, RS – с одной). Предназначены для работы в условиях загрязнения или необходимости удержания пластичной смазки. Уплотненные подшипники поставляются с заводской закладкой смазки и часто не требуют обслуживания в течение всего срока службы.

Габаритные размеры и обозначения

Для внутреннего диаметра 17 мм стандартизирован ряд наружных диаметров (D) и ширин (B), соответствующих различным сериям по ширине и диаметру. Основные габаритные серии по ISO:

Типовое обозначение	Серия по ширине	Серия по диаметру	Внутренний диаметр d (мм)	Наружный диаметр D (мм)	Ширина B (мм)	Радиус закругления r (мм)
61804	Сверхлегкая (8)	Сверхлегкая (1)	17	24	5	0.3
61904	Сверхлегкая (9)	Сверхлегкая (1)		24	6	0.3
6004	Узкая (0)	Сверхлегкая (1)		42	12	1.0
6204	Легкая (2)	Легкая (2)		47	14	1.0
6304	Средняя (3)	Средняя (3)		52	15	1.5
6404	Тяжелая (4)	Тяжелая (4)		72	19	1.5

Обозначение подшипника, например, 6204-2RS1, расшифровывается следующим образом: 6 – тип (радиальный однорядный), 2 – серия диаметров (легкая), 04 – код внутреннего диаметра (045=20 мм? Нет, для кодов от 04 и выше d = код 5). Здесь важное исключение: для кода «04» и меньше используются фиксированные значения. d=17 мм соответствует коду «04» только для серий 6(1)904, 6(2)04 и т.д. Фактически, подшипник с d=17 мм будет иметь обозначение, где последние две цифры кода не соответствуют правилу умножения на 5 (например, 6004 имеет d=20 мм, а не 17 мм). Подшипник с d=17 мм часто имеет специальное обозначение в каталогах (например, 634-2Z, 634-2RS) или указывается явно. Это техническая особенность данного конкретного размера.

Материалы и смазки

Стандартным материалом для колец и тел качения является подшипниковая сталь марки 100Cr6 (аналог ШХ15) с твердостью 58-65 HRC. Для работы в агрессивных средах (например, в химической промышленности или в морском климате) применяются подшипники из нержавеющей стали марки AISI 440C. Для повышенных температур или специальных условий могут использоваться материалы типа керамики (гибридные подшипники с керамическими шариками) или бронзы.

Смазка является критически важным элементом. Стандартные пластичные смазки на литиевой основе (например, LiSoap) подходят для большинства применений в диапазоне температур от -30°C до +120°C. Для высокоскоростных применений или расширенного температурного диапазона используются синтетические смазки на основе полиальфаолефинов (PAO) или сложных эфиров. В уплотненных подшипниках (2RS) закладывается, как правило, долговременная смазка, рассчитанная на весь срок службы (L10).

Критерии выбора для электротехнических применений

• Нагрузка: Определяется радиальная и осевая составляющая. Для чистых радиальных нагрузок выбирают радиальные подшипники (серии 6000, 6200). При наличии значительной осевой нагрузки – радиально-упорные (серии 7200, 7300).
• Частота вращения: Каждый тип и размер подшипника имеет предельную частоту вращения. Однорядные радиальные подшипники (особенно серии 618, 619) имеют самые высокие предельные скорости. Наличие уплотнений снижает допустимую скорость на 15-30%.
• Точность и вибрация: Для высокооборотных электродвигателей и приборов требуются подшипники классов точности ABEC 5 (P5), ABEC 7 (P4) или выше. Они имеют меньшие допуски на геометрию, что снижает уровень вибрации и шума.
• Условия окружающей среды: При наличии влаги, абразивной пыли или агрессивных паров обязательны подшипники с эффективными уплотнениями (2RS) или из нержавеющей стали.
• Монтажные требования: Самоустанавливающиеся подшипники (серия 1200, 1300) упрощают монтаж в условиях возможных перекосов. Подшипники с канавкой для стопорного кольца (тип NR, например, 6204NR) удобны для фиксации в корпусе.

Особенности монтажа и обслуживания

Монтаж подшипника на вал диаметром 17 мм осуществляется, как правило, по переходной или плотной посадке (например, k6, js6). Посадка в корпус – по скользящей или легкопрессовой (H7, G7). Крайне важно избегать перекоса при запрессовке. Монтаж должен производиться с приложением усилия только к тому кольцу, которое устанавливается с натягом (обычно внутреннее). Использование монтажных оправок и индукционных нагревателей значительно снижает риск повреждения. Для подшипников, не имеющих уплотнений, необходимо обеспечить защиту от попадания загрязнений в смазку в процессе монтажа. Регламент обслуживания (пересмазки) зависит от типа подшипника, смазки, скорости и температуры работы. Уплотненные подшипники считаются необслуживаемыми.

Диагностика неисправностей

Основные признаки выхода из строя подшипника с d=17 мм в электрооборудовании:

• Повышенный шум (гул, визг, скрежет) при работе электродвигателя.
• Повышенная вибрация узла.
• Нагрев корпуса подшипникового узла сверх нормативного значения.
• Люфт вала при ручной проверке.
• Утечка или вымывание смазки.

Причинами могут быть: усталостное выкрашивание (контактная усталость), абразивный износ из-за загрязнения, коррозия, пластическая деформация от ударных нагрузок, электрическая эрозия (прохождение токов через подшипник).

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Чем отличается подшипник 6204 от 6304 при одинаковом внутреннем диаметре?

Подшипники серий 62 и 63 относятся к разным сериям по диаметру и ширине. 6204 имеет габариты 17x47x14 мм (легкая серия), а 6304 – 17x52x15 мм (средняя серия). Подшипник 6304 обладает значительно большей статической и динамической грузоподъемностью (примерно на 40-50%), но имеет несколько меньшую предельную частоту вращения и большие массогабаритные показатели.

Можно ли заменить открытый подшипник (без уплотнений) на уплотненный (2RS) в электродвигателе?

Да, как правило, это допустимо и часто является практикой модернизации для увеличения срока службы в запыленных условиях. Однако необходимо учитывать два фактора: 1) Уплотнение создает дополнительный момент трения, что может незначительно снизить КПД и увеличить нагрев. 2) Предельная частота вращения для подшипника с уплотнением ниже. Для большинства стандартных электродвигателей общепромышленного применения замена на 2RS является предпочтительной.

Как определить класс точности подшипника?

Класс точности (допуск) указывается в маркировке на упаковке и часто на самом кольце подшипника. Стандартный класс для общепромышленных применений – ABEC 1 (P0, нормальный класс) и часто не маркируется. Классы ABEC 3 (P6), ABEC 5 (P5), ABEC 7 (P4) и ABEC 9 (P2) маркируются соответственно. Более высокий класс означает более жесткие допуски на геометрические параметры.

Что означает код смазки в обозначении подшипника?

Многие производители используют дополнительные суффиксы для обозначения типа заложенной смазки. Например, у SKF суффикс «HT» может обозначать высокотемпературную смазку, «LT» – низкотемпературную, «MT» – смазку для общего применения. Точную расшифровку необходимо смотреть в техническом каталоге производителя.

Каков расчетный ресурс (L10) подшипника 6204 в электродвигателе?

Номинальный срок службы L10 (в часах) рассчитывается по формуле, основанной на динамической грузоподъемности (C), эквивалентной динамической нагрузке (P) и коэффициенте для шариковых подшипников (p=3). L10 = (C/P)^p (1/(60n))

• 10^6, где n – частота вращения в об/мин. Для стандартного подшипника 6204 (C ≈ 12.7 кН) при умеренной нагрузке (P = 2 кН) и скорости 3000 об/мин расчетный ресурс L10 составит несколько десятков тысяч часов. Фактический ресурс может сильно отличаться в зависимости от условий эксплуатации.

Как бороться с прохождением токов через подшипник (электрической эрозией)?

Для предотвращения образования кратеров (флейкинга) и выкрашивания из-за паразитных токов в электродвигателях применяются подшипники с изолирующим покрытием. Наиболее распространенный вариант – подшипники с изоляцией на наружном или внутреннем кольце (суффикс «J20A» у SKF – покрытие оксидом алюминия). Альтернативой является использование гибридных подшипников с керамическими (силикон-нитридными) шариками, которые являются диэлектриками.