Подшипники шариковые радиально-упорные ГОСТ: конструкция, типы, применение и технические характеристики
Подшипники шариковые радиально-упорные представляют собой высокоточные опоры качения, способные одновременно воспринимать комбинированные нагрузки: радиальную и осевую в одном направлении. Их работа основана на принципе контакта тел качения (шариков) с дорожками качения внутреннего и наружного колец под определенным углом контакта. Этот угол, обычно составляющий 12°, 26° или 36°, определяет соотношение между воспринимаемой радиальной и осевой нагрузкой. Чем больше угол контакта, тем выше осевая грузоподъемность подшипника. В Российской Федерации и странах СНГ основным нормативным документом, регламентирующим параметры, типоразмеры и технические требования к данной продукции, является межгосударственный стандарт ГОСТ 831-75 (аналог международного ряда 70..).
Конструктивные особенности и принцип действия
Конструкция радиально-упорного шарикового подшипника включает:
- Наружное кольцо. Имеет одну сплошную и одну съемную (или также сплошную) дорожку качения, смещенные относительно друг друга в осевом направлении.
- Внутреннее кольцо. Чаще всего выполняется с одной сплошной дорожкой качения.
- Сепаратор. Изготавливается из стали, латуни или полиамида. Предназначен для равномерного распределения шариков и предотвращения их взаимного контакта. В подшипниках по ГОСТ 831-75 сепаратор, как правило, штампованный.
- Комплект шариков. Стальные шарики высокой точности и чистоты поверхности, расположенные в один ряд.
- 4 — серия (средняя, угол контакта 26°).
- 6 — тип подшипника (радиально-упорный шариковый).
- 2 — серия по ширине (узкая).
- 08 — внутренний диаметр: 08
- 5 = 40 мм.
- Электродвигатели и генераторы: Установка в опорах валов роторов машин мощностью от единиц до сотен киловатт. Обеспечивают минимальное радиальное биение, воспринимают магнитные осевые силы.
- Турбомеханизмы: Вспомогательные агрегаты, вентиляторы, насосы систем охлаждения.
- Приводы насосного оборудования: Центробежные и шестеренные насосы, где присутствуют как радиальные (от ременной передачи), так и осевые (от рабочего колеса) нагрузки.
- Редукторы и коробки передач: В качестве опор быстроходных валов.
- Контрольно-измерительная аппаратура и точные приборы: Используются подшипники легкой серии с малым углом контакта.
- Парная установка: Подшипники всегда устанавливаются парно (двумя комплектами) с противоположной ориентацией углов контакта.
- Способы регулировки осевого зазора (натяга):
- Регулировка расстоянием между наружными или внутренними кольцами с помощью комплекта прокладок.
- Регулировка затяжкой резьбовой гайки на валу (для подшипников, устанавливаемых с натягом).
- Использование пружинных шайб для обеспечения постоянного предварительного натяга.
- Смазка: Применяются пластичные консистентные смазки (Литин, ЦИАТИМ) или жидкие индустриальные масла. Выбор зависит от скорости вращения и температурного режима.
- Температурный режим: Рабочий диапазон для стандартных подшипников — от -60°C до +120°C. При более высоких температурах требуются кольца и шарики из термостойких сталей.
- Повышения жесткости узла (уменьшения деформаций под нагрузкой).
- Снижения уровня вибрации и шума.
- Обеспечения более точного позиционирования вала.
- Увеличения собственной частоты колебаний системы.
- Неправильная регулировка осевого зазора: Чрезмерный натяг (перегрев, заклинивание) или слишком большой зазор (ударные нагрузки, повышенная вибрация).
- Перекос колец при запрессовке.
- Недостаточная или загрязненная смазка.
- Попадание абразивных частиц.
- Коррозия из-за попадания влаги или агрессивных сред.
- Прохождение токов утечки через подшипник (электрическая эрозия). В электродвигателях для защиты используются подшипники с изолирующим покрытием или дополнительные заземляющие устройства.
Ключевая особенность — дорожки качения на кольцах смещены относительно друг друга по оси подшипника. Это позволяет устанавливать подшипник с предварительным натягом, что обеспечивает повышенную жесткость узла и минимальное осевое и радиальное биение. Для нормальной работы радиально-упорные подшипники требуют точной регулировки и устанавливаются всегда парно, навстречу друг другу, чтобы компенсировать осевые нагрузки в обоих направлениях.
Основные типы по ГОСТ 831-75 и их маркировка
Стандарт определяет несколько серий подшипников, различающихся по величине угла контакта и габаритным размерам.
Таблица 1. Серии подшипников по ГОСТ 831-75 и их аналоги по ISO
| Обозначение серии по ГОСТ | Угол контакта, α | Аналог по ISO (серия 70..) | Особенности и применение |
|---|---|---|---|
| 362000 (легкая серия) | 12° | 7200 | Преобладает радиальная нагрузка. Используются в узлах с небольшими осевыми усилиями, требующими высокой точности вращения. |
| 462000 (средняя серия) | 26° | 7300 | Сбалансированное соотношение радиальной и осевой грузоподъемности. Наиболее распространенный тип для общих промышленных применений. |
| 662000 (тяжелая серия) | 36° | 7400 | Преобладает осевая нагрузка. Применяются в узлах с значительными односторонними осевыми усилиями. |
Пример расшифровки обозначения: Подшипник 46208.
Сферы применения в энергетике и промышленности
Благодаря высокой частоте вращения, точности и способности работать при комбинированных нагрузках, радиально-упорные шариковые подшипники ГОСТ нашли широкое применение:
Монтаж, регулировка и эксплуатация
Правильный монтаж и регулировка являются критически важными для долговечной работы радиально-упорных подшипников. Основные этапы:
Сравнение с другими типами подшипников и ответы на частые вопросы (FAQ)
Чем радиально-упорный шариковый подшипник отличается от радиального?
Радиальный шариковый подшипник (например, по ГОСТ 8338-75) предназначен в первую очередь для восприятия радиальных нагрузок. Он может воспринимать незначительные осевые нагрузки только в силу своей конструкции. Радиально-упорный подшипник имеет специально спроектированный угол контакта, что позволяет ему системно и с гораздо большей эффективностью выдерживать значительные осевые силы, действующие в одном направлении.
Можно ли устанавливать радиально-упорный подшипник одним комплектом?
Нет, установка одним комплектом допускается только в исключительных случаях при наличии постоянной односторонней осевой нагрузки и жесткого упора с противоположной стороны. В абсолютном большинстве промышленных применений, особенно в энергетике, требуется парная установка для фиксации вала в осевом направлении с двух сторон и восприятия реверсивных осевых нагрузок.
Что означает предварительный натяг и для чего он нужен?
Предварительный натяг — это искусственное создание отрицательного зазора в подшипниковом узле при монтаже. Он применяется для:
Избыточный натяг приводит к перегреву и резкому снижению ресурса.
Как подобрать аналог импортного подшипника (SKF, FAG) по каталогу ГОСТ?
Основной критерий — габаритные размеры (внутренний d, наружный D диаметры и ширина B). Далее необходимо определить серию по углу контакта (легкая, средняя, тяжелая), которая соответствует исходному импортному подшипнику (серии 72.., 73.., 74.. соответственно). Следует учитывать, что даже при совпадении размеров и серии, такие параметры как класс точности, материал сепаратора и смазка могут различаться.
Каковы основные причины выхода из строя радиально-упорных подшипников?
Заключение
Подшипники шариковые радиально-упорные по ГОСТ 831-75 остаются критически важным элементом в конструкции высокооборотных машин и механизмов энергетического и общего промышленного назначения. Их правильный выбор, основанный на понимании угла контакта и серии, а также строгое соблюдение технологий парного монтажа и регулировки, являются залогом надежной, долговечной и безотказной работы всего узла вращения. При замене и подборе аналогов необходимо учитывать не только габаритные размеры, но и все эксплуатационные параметры, включая класс точности, тип смазки и условия работы.