Подшипники шариковые сферические двухрядные ГОСТ
Подшипники шариковые сферические двухрядные ГОСТ: конструкция, применение и технические аспекты
Подшипники шариковые сферические двухрядные представляют собой класс самоустанавливающихся опор качения, предназначенных для работы в условиях значительных радиальных нагрузок, возможных перекосов валов и несоосностей посадочных мест. Их ключевая особенность — способность компенсировать угловые смещения внутреннего кольца относительно наружного, что обеспечивает надежную работу в неидеальных условиях монтажа и эксплуатации. В Российской Федерации и странах СНГ основным нормативным документом, регламентирующим параметры этих изделий, является ГОСТ 5720-2015 (ранее ГОСТ 5720-75) «Подшипники шариковые сферические двухрядные. Основные размеры». Данный стандарт гармонизирован с международным ISO 15:2011.
Конструктивные особенности и принцип самоустановки
Конструкция подшипника включает следующие основные элементы:
- Наружное кольцо с внутренней сферической беговой дорожкой. Радиус этой сферы является общим для обеих дорожек, что и позволяет реализовать самоустанавливающуюся функцию.
- Внутреннее кольцо с двумя цилиндрическими беговыми дорожками, смещенными относительно центра подшипника.
- Двухрядный комплект шариков, разделенных сепаратором. В зависимости от типа и серии, может использоваться штампованный (чаще) или механически обработанный сепаратор.
- Сепаратор, удерживающий шарики и обеспечивающий их правильное движение. Материал — сталь, латунь или полимер.
- Серия 1 (легкая): Наиболее распространенная серия, обеспечивающая баланс между грузоподъемностью и габаритами.
- Серия 3 (тяжелая): Имеет наибольшую ширину и грузоподъемность при том же посадочном диаметре.
- Без защитных крышек (открытые) (обозначение по ГОСТ: 1000…). Требуют частого пополнения смазки и применяются в чистых средах.
- С защитными шайбами (с одной или двух сторон) (обозначение: 8000…). Шайбы (крышки) из штампованной стали защищают от крупных частиц, но не герметичны.
- Первая цифра (тип подшипника): «1» — шариковый сферический двухрядный.
- Вторая цифра (серия диаметров): «2» — легкая серия 2 (не путать с серией по ширине).
- Последние две цифры: Умноженные на 5, дают внутренний диаметр в миллиметрах. 10
- 5 = 50 мм.
- Электродвигатели и генераторы средней и большой мощности: Установка в опорах валов роторов, где возможны тепловые деформации и вибрации.
- Приводы механизмов собственных нужд электростанций (дымососы, вентиляторы, мельничные вентиляторы).
- Редукторы и зубчатые передачи в системах привода конвейеров, питателей топлива.
- Подъемно-транспортное оборудование (ролики конвейеров, блоки).
- Насосное оборудование, особенно в условиях возможного перекоса из-за теплового расширения или давления в трубопроводах.
- Перед установкой проверить соответствие посадочных размеров вала и корпуса по ГОСТ 3325-85 (посадки). Как правило, внутреннее кольцо сажается на вал с натягом, наружное — в корпус с небольшим зазором для возможности самоустановки.
- Запрещается передавать монтажные усилия через сепаратор или шарики. Напрессовка должна производиться с помощью оправок, воздействующих на то кольцо, которое сажается с натягом.
- Несоосность в соединениях валов, установленных на сферических подшипниках, не должна превышать допустимый угол их самоустановки.
- Смазка является критическим фактором. Открытые подшипники требуют регулярного пополнения пластичной смазки (например, Литол-24, ЦИАТИМ-201) через пресс-масленки. Подшипники с уплотнениями поставляются с заводской закладкой смазки и часто являются необслуживаемыми на весь срок службы.
- В процессе эксплуатации необходим мониторинг вибрации, температуры и акустического шума. Повышение температуры может указывать на чрезмерный натяг, перегрузку или недостаток смазки.
- Повышенный вибрационный и шумовой фон (гул, стук, скрежет) при работе агрегата.
- Нагрев корпуса узла выше нормативных значений (обычно более 70-80°C на ощупь).
- Люфт или повышенный радиальный зазор, определяемый при покачивании вала.
- Попадание продуктов износа (металлической стружки) в смазку.
- Для открытых подшипников — визуальные повреждения: выкрашивание, трещины, коррозия на дорожках качения и телах качения.
Принцип самоустановки основан на том, что центр кривизны сферической поверхности наружного кольца совпадает с геометрическим центром подшипника. Внутреннее кольцо вместе с шариками и сепаратором может свободно поворачиваться внутри наружного, компенсируя перекосы до 2-3 градусов (в зависимости от серии). Это критически важно для применения в длинных валах, при прогибах конструкции или неточном монтаже.
Основные серии и типы по ГОСТ 5720-2015
Стандарт классифицирует подшипники по сериям диаметров и ширины, а также по конструктивному исполнению. Основные серии, определяющие габаритные размеры:
Серия 2 (средняя): Обладает увеличенной шириной и, как следствие, более высокой радиальной грузоподъемностью.
По конструктивным признакам и типу уплотнений выделяют:
С контактными резиновыми уплотнениями (обозначение: 16000…, 18000…). Обеспечивают лучшую защиту от влаги и мелких загрязнений, удерживают пластичную смазку.
Система обозначений по ГОСТ
Обозначение подшипника по ГОСТ 5720-2015 несет полную информацию о его типе, размерах и исполнении. Пример: 1210.
Таким образом, подшипник 1210 — шариковый сферический двухрядный, легкой серии диаметров, с посадочным диаметром вала 50 мм. Более полное обозначение включает префиксы и суффиксы, указывающие на исполнение: например, 1210-2RS — с двухсторонним резиновым уплотнением.
Таблица основных размеров и характеристик (выдержка для серии 1, d=20-60 мм)
| Обозначение по ГОСТ | d, мм (внутр. диаметр) | D, мм (наруж. диаметр) | B, мм (ширина) | Динамическая грузоподъемность C, кН (примерно) | Статическая грузоподъемность C0, кН (примерно) |
|---|---|---|---|---|---|
| 1204 | 20 | 47 | 14 | 9.8 | 4.5 |
| 1205 | 25 | 52 | 15 | 11.2 | 5.6 |
| 1206 | 30 | 62 | 16 | 15.1 | 7.3 |
| 1207 | 35 | 72 | 17 | 19.8 | 9.8 |
| 1208 | 40 | 80 | 18 | 22.8 | 11.8 |
| 1209 | 45 | 85 | 19 | 24.5 | 13.6 |
| 1210 | 50 | 90 | 20 | 26.0 | 15.2 |
Примечание: Точные значения грузоподъемностей, предельных частот вращения и массы необходимо уточнять в технических каталогах производителя, так как они могут варьироваться в зависимости от материала, типа сепаратора и класса точности.
Области применения в энергетике и смежных отраслях
Благодаря своей надежности и способности компенсировать несоосности, данные подшипники нашли широкое применение в энергетическом оборудовании:
Выбор исполнения зависит от условий: для сухих, чистых помещений подходят открытые или с защитными шайбами; для влажных, запыленных сред (например, в цехах топливоподачи) обязательны подшипники с резиновыми уплотнениями (2RS).
Монтаж, эксплуатация и обслуживание
Правильный монтаж — залог долговечности подшипника. Основные правила:
Сравнение с роликовыми сферическими подшипниками
Часто возникает вопрос выбора между шариковыми (ГОСТ 5720) и роликовыми сферическими (ГОСТ 28428) двухрядными подшипниками. Ключевые отличия представлены в таблице:
| Характеристика | Шариковый сферический двухрядный | Роликовый сферический двухрядный |
|---|---|---|
| Тип тел качения | Шарики | Бочкообразные ролики |
| Радиальная грузоподъемность | Ниже | Значительно выше (на 30-70% для аналогичных габаритов) |
| Осевая грузоподъемность | Ограниченная, двухсторонняя (за счет угла контакта) | Незначительная, только для центрирования |
| Частота вращения | Выше (из-за меньшего трения шариков) | Ниже |
| Способность к самоустановке | Есть (угол до 3°) | Есть (угол до 2.5°) | Стоимость | Ниже | Выше |
| Типичное применение в энергетике | Валы электродвигателей, вентиляторов, насосов средней нагрузки. | Тяжелонагруженные валы редукторов, турбомуфт, мощных мельниц, опоры барабанов. |
Выбор в пользу шарикового сферического подшипника оправдан при высоких оборотах, умеренных радиальных нагрузках и необходимости восприятия двусторонней осевой нагрузки.
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
Чем отличается подшипник 1210 по ГОСТ 5720 от импортного аналога 1210?
Цифровое обозначение 1210 по базовой геометрии соответствует международному стандарту ISO 15. Поэтому подшипник 1210 российского, европейского или азиатского производства будет иметь одинаковые основные размеры (d=50mm, D=90mm, B=20mm). Отличия могут заключаться в материале (марка стали), классе точности (обычно нормальный P0), типе и материале сепаратора, качестве обработки поверхностей, типе и качестве смазки в уплотненных исполнениях. При замене необходимо обращать внимание на суффиксы в полном обозначении.
Можно ли заменить двухрядный сферический подшипник на два однорядных?
Нет, такая замена принципиально некорректна. Два однорядных подшипника не обеспечат функцию самоустановки, так как их наружные кольца будут жестко зафиксированы в корпусе. Это приведет к возникновению дополнительных нагрузок при перекосе и быстрому выходу из строя. Двухрядная конструкция в одном корпусе также обеспечивает более компактное решение с более высокой радиальной грузоподъемностью.
Как определить, что подшипник выработал свой ресурс и требует замены?
Основные признаки износа или повреждения:
Каков допустимый угол перекоса для подшипников серии 1000 и 2000?
Согласно данным производителей, для шариковых сферических двухрядных подшипников нормального класса точности допустимый угол самоустановки (компенсации перекоса) составляет до 3 градусов для серий 1xx (легкая) и 2xx (средняя). Однако для обеспечения долговечности рекомендуется минимизировать этот угол на этапе монтажа и эксплуатации, оставляя возможность компенсации лишь для неизбежных деформаций.
Как правильно выбрать класс точности для применения в электродвигателе?
Для подавляющего большинства применений в силовых электродвигателях и общепромышленных механизмах достаточен нормальный класс точности P0 (по ГОСТ 520-2011). Классы повышенной точности (P6, P5, P4) используются в высокоскоростных шпинделях, прецизионных станках, где критичны минимальные биения и вибрации. Их применение в стандартных энергетических агрегатах экономически нецелесообразно и не дает заметного преимущества в надежности.
Требуется ли осевая фиксация для подшипников этого типа?
Да, требуется. Несмотря на то, что подшипник может воспринимать двусторонние осевые нагрузки, его необходимо фиксировать на валу и в корпусе во избежание проворачивания и осевого смещения. Как правило, внутреннее кольцо фиксируется на валу распорной втулкой, гайкой или стопорным кольцом, а наружное — крышками с осевым зазором (для возможности самоустановки) или упорами в корпусе.