Подшипники 20х47х18 мм

Подшипники качения с размерами 20x47x18 мм: полный технический анализ и сфера применения

Габаритные размеры 20x47x18 мм являются стандартизированными и преимущественно относятся к классу подшипников качения, а именно к шарикоподшипникам с защитными шайбами или уплотнениями. Данная размерная группа – внутренний диаметр 20 мм, внешний диаметр 47 мм, ширина 18 мм – является одной из наиболее распространенных в электромеханическом оборудовании. Основное назначение таких подшипников – обеспечение поддержки и точного вращения валов электродвигателей, вентиляторов, насосов, редукторов и прочего промышленного оборудования, используемого в энергетике и смежных отраслях.

Расшифровка размеров и базовые типы подшипников

Маркировка 20x47x18 мм указывает на основные габариты подшипника в миллиметрах: d (внутренний диаметр) = 20 мм, D (наружный диаметр) = 47 мм, B (ширина) = 18 мм. Данная размерная комбинация соответствует нескольким стандартным сериям по ГОСТ и ISO, которые определяют грузоподъемность и скоростные характеристики.

Наиболее распространенные типы подшипников с данными размерами:

• Шарикоподшипник радиальный однорядный с защитными шайбами (ZZ или 2RS). Обозначение по ISO: 6004. Это самый частый вариант. Защитные шайбы (ZZ, металлические) или контактные уплотнения (2RS, резиновые) предотвращают попадание пыли и влаги и утечку смазки. Подшипник 6004-2RS имеет те же размеры 20x47x14 мм, но ширину 14 мм. Полная ширина 18 мм достигается за счет выступающих уплотнений. Поэтому корректное обозначение для 18 мм – часто 6004-2RS, но с уточнением полной ширины.
• Шарикоподшипник радиальный однорядный открытый (без сепаратора или с сепаратором). Обозначение по ISO: 604. Открытая конструкция позволяет использовать большее количество шариков, что увеличивает радиальную грузоподъемность, но требует сложных систем смазки и защиты от среды.
• Подшипник с фланцем на наружном кольце. Обозначение может варьироваться (например, F604). Фланец упрощает монтаж в корпусе, обеспечивая точную осевую фиксацию без необходимости применения стопорных колец или крышек.

Технические характеристики и параметры

Для подшипника типа 6004 с уплотнениями (фактическая ширина подшипника 14 мм + выступ уплотнений до 18 мм) стандартные технические параметры согласно каталогам ведущих производителей (SKF, FAG, NSK) следующие:

Параметр	Значение / Описание	Примечание
Динамическая грузоподъемность (C)	9.3 — 10.0 кН	Нагрузка, которую подшипник может выдержать в течение 1 млн. оборотов
Статическая грузоподъемность (C0)	5.0 — 5.4 кН	Максимальная допустимая статическая нагрузка
Предельная частота вращения смазкой пластичной	13 000 — 15 000 об/мин	Зависит от типа уплотнения и смазки
Предельная частота вращения смазкой жидкой	18 000 — 20 000 об/мин	Для открытых или с металлическими шайбами
Масса (приблизительная)	0.085 — 0.095 кг
Тип смазки, поставляемой с подшипником	Литиевое мыло (Grease Li), синтетические смазки	Температурный диапазон смазки: от -30°C до +120°C
Класс точности	Стандартный (P0, ABEC1), доступны повышенные (P6, P5)	Для высокоскоростных электродвигателей
Люфт (радиальный зазор)	Стандартная группа CN (нормальный)	Определяет свободный ход внутри подшипника

Материалы и конструктивные особенности

Качество и долговечность подшипника определяются материалами и точностью изготовления.

• Кольца и шарики: Изготавливаются из подшипниковой стали марки ШХ15 (аналог 52100, 100Cr6), подвергаемой объемной закалке до твердости 60-66 HRC. Для агрессивных сред (химическая, пищевая промышленность) применяются нержавеющие стали AISI 440C или AISI 304.
• Сепаратор: В стандартных исполнениях – штампованный стальной (чаще всего). Для высокоскоростных применений – машинно-обработанный латунный или полимерный (стеклонаполненный полиамид, PEEK), который снижает шум, вибрацию и требует меньше смазки.
• Уплотнения:
  • 2RS (RSH): Двойные контактные уплотнения из маслостойкой резины NBR. Обеспечивают высокую степень защиты от загрязнений и удержания смазки. Создают небольшой дополнительный момент трения.
  • ZZ (2Z): Двойные металлические защитные шайбы с лабиринтным уплотнением. Обеспечивают меньший момент трения, но защита от мелкой пыли и влаги хуже, чем у контактных уплотнений.
• Смазка: Предварительно заполняется высококачественной консистентной смазкой. Для энергетики критичны смазки с широким температурным диапазоном и антикоррозионными присадками.

Применение в энергетике и смежных отраслях

Подшипники данного типоразмера являются ключевыми компонентами в оборудовании, где требуется надежная поддержка вала малого и среднего диаметра.

• Электродвигатели малой и средней мощности (от 0.5 до 7.5 кВт): Применяются на валах ротора как со стороны привода (DE), так и со стороны противопривода (NDE). Уплотненные подшипники (2RS) часто используются в двигателях с защитой IP54, IP55.
• Вентиляторы и воздуходувки систем охлаждения: Вентиляторы охлаждения трансформаторов, силовых шкафов, турбогенераторов. Здесь важна стойкость к вибрациям и перепадам температур.
• Насосное оборудование: Циркуляционные, конденсатные, вспомогательные насосы. В условиях работы с жидкостями критична надежность уплотнений.
• Приводы задвижек и регулирующей арматуры: В редукторах и механизмах поворота.
• Генераторы вспомогательных систем, дизель-генераторные установки.

Критерии выбора и монтажные особенности

При подборе аналога или замене подшипника 20x47x18 мм необходимо учитывать следующие параметры:

• Тип уплотнения: Для запыленных, влажных сред – 2RS. Для высоких скоростей и чистых условий – ZZ.
• Класс точности и люфт: Для стандартных электродвигателей достаточно класса P0 (нормальный). Для высокооборотных или низкошумных агрегатов – P6, P5. Радиальный зазор должен соответствовать температурным условиям и натягам при посадке.
• Посадочные размеры: Вал – обычно h6 (посадка с натягом). Отверстие в корпусе – H7 (посадка с зазором). Нагрев подшипника перед установкой на вал (температура не выше 120°C) предпочтительнее механической запрессовки.
• Смазка: Совместимость штатной смазки подшипника с общеузловой смазкой оборудования. При необходимости пересмазки используется шприц через пресс-масленку, объем дозаправки указывается в паспорте агрегата.

Диагностика неисправностей и срок службы

Расчетный срок службы подшипника (L₁₀) определяется по формуле, учитывающей динамическую нагрузку и фактическую радиальную нагрузку. На практике срок службы сокращают:

• Загрязнение смазки: Абразивный извор – самая частая причина выхода из строя.
• Перегрев: Вызывает деградацию смазки, отпуск стали и потерю твердости.
• Электрическое эрозирование: Прохождение токов утечки через подшипник вызывает искрообразование и выкрашивание дорожек качения (флютинг).
• Неверный монтаж (перекос, ударные нагрузки).

Диагностика: повышенный шум (гул, скрежет), вибрация на частотах вращения, нагрев корпуса подшипникового узла сверх нормы (обычно Δt более 40°C над ambient).

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Чем отличается подшипник 6004 от 6004-2RS?

Подшипник 6004 имеет базовую ширину 12 мм и может поставляться открытым или с металлическими защитными шайбами (ZZ). Подшипник 6004-2RS имеет базовую ширину 14 мм, но за счет двух контактных резиновых уплотнений его полная габаритная ширина составляет около 18 мм. В размерном ряду 20x47x18 мм чаще всего подразумевается именно 6004-2RS или его аналоги с уплотнениями.

Можно ли заменить подшипник с уплотнением 2RS на подшипник со шайбами ZZ?

Технически такая замена возможна, если посадочные размеры корпуса и вала соответствуют базовой ширине подшипника (14 мм для ZZ против 18 мм полных для 2RS). Однако это приведет к снижению степени защиты узла от влаги и пыли. Замена в обратном порядке (ZZ на 2RS) может быть невозможна из-за нехватки осевого пространства, если конструкция рассчитана на ширину 14 мм.

Как правильно выбрать смазку для дозаправки такого подшипника?

Необходимо руководствоваться рекомендациями производителя основного оборудования (электродвигателя, насоса). Универсальным выбором для энергетики являются литиевые консистентные смазки NLGI 2 с широким температурным диапазоном (например, Mobil SHC Polyrex, Shell Gadus). Критически важно не смешивать смазки на разной основе (например, литиевую и полимочевинную).

Каковы признаки того, что подшипник 20x47x18 мм требует замены?

• Появление постоянного нарастающего гула, скрежета или визга при работе.
• Повышенная вибрация, фиксируемая виброметром на корпусе узла.
• Нагрев подшипникового щита электродвигателя на ощупь рукой (температура выше 70-80°C) при нормальной нагрузке.
• Люфт вала при его ручном покачивании (после остановки и отключения оборудования!).
• Заметное вытекание потемневшей или загрязненной смазки из уплотнений.

Какой класс точности необходим для циркуляционного насоса ТЭЦ?

Для большинства циркуляционных и вспомогательных насосов на ТЭЦ достаточно подшипников стандартного класса точности P0 (ABEC1). Использование подшипников повышенных классов (P6, P5) экономически не оправдано и не дает значимого прироста в надежности для данного типа оборудования, если это не предусмотрено конструкцией высокоскоростного насоса специального назначения.

Как бороться с электрической эрозией (пробоем) подшипников в электродвигателях?

Для предотвращения протекания токов через подшипник необходимо обеспечить надежное заземление статора и ротора двигателя. Наиболее эффективным методом является установка изолированных подшипников (с изоляционным покрытием на наружном или внутреннем кольце) на не приводном конце (NDE) или на обоих концах вала. Альтернатива – использование токоотводящих щеток, шунтирующих подшипниковый узел.

Заключение

Подшипники габаритов 20x47x18 мм представляют собой стандартизированные, высоконадежные узлы, от корректного выбора и обслуживания которых напрямую зависит бесперебойная работа критически важного энергетического оборудования. Понимание их типов, характеристик, условий применения и признаков износа позволяет специалистам служб главного механика и энергетиков предприятий планировать ремонты, минимизировать риски внезапных отказов и оптимизировать затраты на техническое обслуживание. Правильный монтаж с соблюдением посадочных допусков, использование рекомендованной смазки и контроль состояния вибродиагностическими методами являются залогом достижения полного расчетного ресурса данного компонента.