Подшипники с наружным диаметром 5 мм

Добавлено 30.10.2025

Подшипники с наружным диаметром 5 мм: конструкция, материалы, применение и специфика выбора

Подшипники с наружным диаметром 5 мм относятся к классу сверхмалых (миниатюрных) и микро-подшипников. Их применение критически важно в устройствах, где ограничены габариты и масса, но предъявляются высокие требования к точности вращения, минимальному моменту трения и долговечности. Несмотря на малый размер, эти подшипники являются сложными прецизионными изделиями, чьи параметры напрямую влияют на работу конечного оборудования.

Основные типы и конструктивные особенности

В сегменте подшипников с внешним диаметром 5 мм наиболее распространены радиальные шарикоподшипники. Их стандартная конструкция включает наружное и внутреннее кольца, сепаратор и набор шариков. Однако, в зависимости от исполнения, конструкция может значительно меняться.

Открытые подшипники (ZZ, без обозначения): Стандартное исполнение. Не имеют контактных уплотнений, что обеспечивает минимальный момент трения и простоту смазки, но требует чистых условий эксплуатации.
Закрытые подшипники с защитными шайбами (ZZ, 2Z): С обеих сторон установлены металлические защитные шайбы (крышки). Они препятствуют проникновению крупных частиц пыли, но не являются герметичными и не удерживают жидкую смазку полностью. Момент трения несколько выше, чем у открытых.
Подшипники с резиновыми уплотнениями (RS, 2RS): Оснащены контактными уплотнениями из синтетического каучука (NBR, FKM). Обеспечивают высокую степень защиты от загрязнений и удержания пластичной смазки. Обладают самым высоким моментом трения из перечисленных типов.
Фланцевые подшипники: На наружном кольце выполнено фланцевое утолщение, которое упрощает монтаж и фиксацию подшипника в корпусе, предотвращая его осевое смещение. Наружный диаметр фланца при этом превышает 5 мм.
Гибридные подшипники: Используют керамические (чаще всего нитрид кремния Si3N4) шарики и стальные кольца. Обладают повышенной долговечностью, стойкостью к электрической эрозии, могут работать на более высоких скоростях и при повышенных температурах.

Материалы изготовления

Выбор материалов определяет эксплуатационные характеристики, включая стойкость к коррозии, рабочие температуры, допустимые нагрузки и срок службы.

Кольца и шарики:
- Хромистая сталь (AISI 52100, SUJ2): Наиболее распространенный материал. Обладает высокой твердостью (58-65 HRC) и износостойкостью. Требует защиты от коррозии (покрытие, смазка).
- Нержавеющая сталь (AISI 440C, AISI 304): Сталь марки 440C обеспечивает коррозионную стойкость и приемлемую твердость (55-60 HRC). Сталь AISI 304 (коррозионно-стойкая, но не закаливаемая) используется в узлах с низкими нагрузками, где важна химическая инертность.
- Керамика (нитрид кремния, оксид алюминия): Применяется для шариков в гибридных подшипниках или для всех деталей в полнокерамических подшипниках. Характеризуется малым весом, высокой жесткостью, диэлектрическими свойствами и стойкостью к высоким температурам.
Сепараторы (обоймы):
- Сталь (St): Прочные, используются в высокоскоростных и высокотемпературных применениях.
- Полиамид (PA66, часто с наполнением стекловолокном): Легкие, обеспечивают низкий шум и вибрацию, хорошие скользящие свойства. Ограничены по температуре (обычно до +120°C).
- Фенольная смола (Фенол): Исторически распространенный материал, обладает хорошими антифрикционными свойствами и стабильностью размеров.
Смазка: Для миниатюрных подшипников используются высококачественные пластичные смазки или масла. Выбор зависит от скорости, температуры и условий работы:
- Литиевые смазки (например, LiX): Универсальные, с широким температурным диапазоном.
- Силиконовые смазки: Обладают широким температурным диапазоном и химической инертностью, но низкой несущей способностью, поэтому применяются в малонагруженных узлах.

Ключевые технические параметры и размерные ряды

Стандартный размерный ряд для подшипников с наружным диаметром 5 мм определяется внутренним диаметром и шириной. Основные размеры представлены в таблице.

**Таблица 1. Основные размерные комбинации подшипников с D=5 мм**
Обозначение (пример)	Внутренний диаметр d, мм	Наружный диаметр D, мм	Ширина B, мм	Типичная сфера применения
686	1.0	3.0	1.0	Сверхминиатюрные инструменты, микро-моторы
696	1.5	4.0	1.2	Медицинские устройства, прецизионные механизмы
625	2.0	5.0	1.5	Наиболее распространенный размер: вентиляторы, сервоприводы, датчики
MR52	2.0	5.0	1.5	(Аналог 625, метрическая система обозначений)
605	2.5	5.0	1.5	Редукторы, маломощные электродвигатели

Помимо габаритов, критически важны следующие параметры:

Класс точности (допуски): Для миниатюрных подшипников чаще всего применяются классы ABEC 3, ABEC 5, ABEC 7 (или их аналоги по ISO P0, P6, P5). Более высокий класс означает меньшие допуски на геометрию, что снижает биение, шум и вибрацию.
Радиальный зазор: Величина зазора между шариками и дорожками качения. Обозначается как C0 (нормальный), C2 (меньше нормального), C3 (больше нормального). Для высокоскоростных применений часто выбирают C2, для узлов с нагревом – C3.
Статическая и динамическая грузоподъемность: Из-за малых размеров эти значения невелики. Динамическая грузоподъемность (C) для подшипника 625 составляет примерно 0.3-0.4 кН, статическая (C0) – около 0.1 кН. Это требует тщательного расчета нагрузок.
Предельная частота вращения: Зависит от типа, смазки и точности. Для открытых подшипников 625 на масле она может достигать 60 000 – 80 000 об/мин, для закрытых – на 20-30% ниже.

Области применения в электротехнике и энергетике

Несмотря на малый размер, данные подшипники находят важное применение в специализированных областях энергетики и смежных отраслей.

Прецизионные датчики и приборы учета: Опорные узлы в роторах расходомеров, датчиках скорости, гироскопах. Требуются подшипники с минимальным моментом трогания и высокой стабильностью.
Миниатюрные электродвигатели и сервоприводы: Вентиляторы охлаждения электронных компонентов силовых шкафов, приводы заслонок, позиционеры. Ключевые требования: долговечность, низкий шум, способность работать в диапазоне температур.
Оборудование для диагностики и мониторинга: Вращающиеся элементы переносных измерительных устройств, камер для внутреннего осмотра трубопроводов и оборудования (борескопы).
Устройства релейной защиты и автоматики: В подвижных узлах механических указателей, в некоторых типах исторических электромеханических реле.
Медицинское оборудование (связанное с энергообъектами): Компоненты портативных диагностических приборов, используемых обслуживающим персоналом.
Робототехника и манипуляторы: В шарнирах и приводах небольших роботов для обслуживания оборудования или проведения работ в труднодоступных местах.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Чем отличается подшипник 625 от MR52?

Это аналогичные подшипники размером 2x5x1.5 мм. 625 – это обозначение по стандарту ABEC (дюймовая система, но выраженная в мм). MR52 – обозначение по метрической системе (где «MR» часто указывает на миниатюрный ряд). Геометрически они идентичны, но могут различаться материалами, классами точности и смазкой в зависимости от конкретного производителя.

Можно ли заменить открытый подшипник (625) на закрытый (625ZZ) в существующей конструкции?

Да, с учетом двух факторов. Во-первых, габаритные размеры остаются неизменными. Во-вторых, необходимо учесть увеличение момента трения (на 10-30%), что может быть критично для высокоскоростных или особо чувствительных к трению узлов. Если основная задача – защита от пыли, такая замена оправдана.

Как подобрать смазку для миниатюрного подшипника с D=5 мм?

Выбор зависит от условий:

Стандартные условия (комнатная температура, средние скорости): Литиевые смазки общего назначения.
Высокие скорости (свыше 30 000 об/мин): Специальные высокоскоростные масла или невязкие синтетические смазки.
Высокие/низкие температуры или вакуум: Смазки на основе перфторполиэфиров (PFPE).
Химически агрессивная среда: Смазки на основе фторуглеродов (PTFE).

Рекомендуется консультироваться с техническими бюллетенями производителей подшипников.

Почему гибридные подшипники (керамические шарики) предпочтительнее в некоторых электротехнических применениях?

Керамические шарики (Si3N4) являются диэлектриками, что устраняет риск протекания паразитных токов через подшипник и, как следствие, электрической эрозии (выкрашивания) беговых дорожек. Они также менее чувствительны к перепадам температур, имеют меньший вес и могут работать с меньшим количеством смазки. Это делает их идеальными для высокоскоростных электродвигателей малой мощности и точных датчиков.

Каков типичный расчетный срок службы таких подшипников?

Срок службы (номинальная долговечность L10) рассчитывается по стандартной формуле, основанной на динамической грузоподъемности и приложенной нагрузке. Однако для миниатюрных подшипников часто лимитирующим фактором является не усталость материала, а деградация смазки, износ сепаратора или попадание загрязнений. При правильном монтаже и эксплуатации в благоприятных условиях (чистота, умеренная нагрузка и скорость) такие подшипники могут отрабатывать несколько тысяч часов. В высокоскоростных вентиляторах срок службы может составлять 40 000 – 60 000 часов.

Как правильно хранить миниатюрные подшипники до монтажа?

Подшипники должны храниться в оригинальной упаковке в сухом, бескислотном помещении при комнатной температуре и влажности не более 60%. Необходимо избегать вибраций, прямого солнечного света и источников тепла. Запрещается хранить подшипники в разобранном виде или без антикоррозионной защиты.

Подшипники с наружным диаметром 5 мм