Роликовые игольчатые подшипники GOST

Роликовые игольчатые подшипники: конструкция, стандарты ГОСТ, применение и подбор

Роликовые игольчатые подшипники представляют собой разновидность роликовых подшипников качения, характеризующуюся малым диаметром тел качения (игл) при значительной их длине. Отношение длины ролика к его диаметру, как правило, превышает 3, а зачастую достигает значений 5-10 и более. Это определяет ключевые особенности данных изделий: высокую грузоподъемность при радиальных нагрузках в условиях ограниченного радиального пространства. Основным регулирующим документом в странах СНГ является комплекс стандартов ГОСТ, устанавливающих единые требования к размерам, допускам, техническим условиям и методам контроля.

Конструктивные разновидности и их маркировка по ГОСТ

Игольчатые подшипники стандартизированы и классифицированы в зависимости от наличия сепаратора и внутреннего/наружного колец. ГОСТ 4657-82 «Подшипники роликовые игольчатые. Технические условия» является базовым документом, устанавливающим классификацию, основные размеры и параметры.

Основные типы конструкций:

• Игольчатые подшипники без внутреннего кольца (тип NK). Обозначаются по ГОСТ 4657-82, например, NK 17/16. Ролики катятся непосредственно по поверхности вала, которая должна быть закалена и отшлифована до высокой твердости (HRC 58-62) и чистоты. Применяются при необходимости максимального уменьшения габаритов узла. Наружное кольцо имеет борта для направления роликов.
• Игольчатые подшипники с внутренним кольцом (тип NKI). Обозначаются, например, NKI 10/16. Более универсальны, так как не предъявляют столь жестких требований к материалу и обработке вала. Внутреннее кольцо изготавливается из подшипниковой стали и проходит термообработку.
• Игольчатые роликовые подшипники с сепаратором (типы HK, BK). Сепаратор (обычно штампованный из стали или из полимерных материалов) центрирует и разделяет ролики, уменьшая трение между ними. Это позволяет работать на высоких скоростях вращения. HK – подшипник без внутреннего кольца, BK – с внутренним кольцом.
• Игольчатые подшипники без сепаратора (полнокомплектные, типы K, KK). Содержат максимальное количество роликов, что обеспечивает максимальную статическую и динамическую грузоподъемность. Однако предельная частота вращения для них ниже из-за повышенного трения между роликами. K – без внутреннего кольца, KK – с внутренним кольцом.
• Игольчатые подшипники закрытого типа. Имеют штампованные защитные шайбы или резиновые уплотнения, удерживающие пластичную смазку внутри и защищающие от попадания абразивных частиц.

Основные размерные ряды и параметры по ГОСТ

Размеры игольчатых подшипников регламентированы ГОСТами 4657-82, 8328-75 (для двухрядных) и другими. Ключевыми параметрами являются: наружный диаметр (D), внутренний диаметр (d) и ширина (B). Ряд типоразмеров построен по метрической системе.

Примеры типоразмеров игольчатых подшипников (выборка)

Обозначение по ГОСТ	d, мм	D, мм	B, мм	Конструктивный тип
NK 17/16	17	23	16	Без внутреннего кольца
NKI 10/16	10	16	16	С внутренним кольцом
HK 1010	10	14	10	С сепаратором, без внутр. кольца
BK 1012	10	14	12	С сепаратором и внутр. кольцом
K 20x26x17	20	26	17	Полнокомплектный, без внутр. кольца

Материалы, производство и контроль

Качество подшипниковой продукции по ГОСТ обеспечивается строгими требованиями к материалам и технологиям.

• Материалы: Кольца и ролики изготавливаются из подшипниковых сталей ШХ15, ШХ15СГ (аналоги 52100, 100Cr6) с обязательной объемной закалкой и низким отпуском. Для работы в агрессивных средах применяются стали 95Х18 (коррозионно-стойкая) или материалы с химико-термической обработкой (цементация). Сепараторы – штампованные из сталей 08кп, 10кп, латуни, а также полимерные (полиамид, PEEK).
• Производство: Включает операции токарной обработки, шлифования, хонингования дорожек качения, термообработки, полировки. Ключевое значение имеет контроль геометрии (овальность, конусность) и шероховатости поверхностей.
• Контроль по ГОСТ: Проверяется твердость (по Роквеллу), радиальное биение, осевой зазор (для некоторых типов), шумность при вращении, отсутствие дефектов (выкрашивание, трещины, риски). Упаковка должна обеспечивать защиту от коррозии.

Области применения в энергетике и смежных отраслях

Игольчатые подшипники находят широкое применение в узлах с высокими радиальными нагрузками и ограниченным монтажным пространством.

• Электрогенераторы и двигатели: В качестве опор якоря в компактных электродвигателях постоянного тока, вспомогательных генераторах.
• Редукторная техника: В планетарных редукторах, мотор-редукторах, где критична компактность. Устанавливаются на оси сателлитов, в качестве промежуточных опор валов.
• Насосное оборудование: В шестеренных, поршневых и плунжерных насосах, где действуют высокие радиальные нагрузки.
• Компрессорное оборудование: В кривошипно-шатунных механизмах поршневых компрессоров.
• Металлургическое и тяжелое машиностроение: В шарнирных соединениях, направляющих качения, опорах прокатных станов.
• Автомобильная промышленность: В коробках передач, стартерах, насосах, шарнирах равных угловых скоростей (ШРУС).

Особенности монтажа, эксплуатации и смазки

Правильный монтаж – залог долговечности игольчатого подшипника.

• Подготовка посадочных мест: Для подшипников без внутреннего кольца вал должен иметь твердость HRC 58-62, шероховатость Ra не более 0,32 мкм, допуски по диаметру h5 или h6. Посадочное отверстие в корпусе – H7.
• Монтаж: Запрессовка осуществляется с помощью оправок, передающих усилие на прилегающее кольцо (напрессовываемое кольцо). Ударные нагрузки недопустимы. При монтаже подшипников без внутреннего кольца на вал необходимо обеспечить соосность и перпендикулярность упорного борта.
• Смазка: Предпочтительна пластичная смазка (ЛИТОЛ-24, ЦИАТИМ-201, 202, специальные подшипниковые смазки). Для высокоскоростных подшипников с сепаратором возможно применение жидких масел (индустриальных И-Г-А, И-Г-Д). Смазка закладывается в межроликовое пространство на 1/3-1/2 его объема. Необходима регулярная регламентная замена смазочного материала.
• Эксплуатация: Подшипники воспринимают преимущественно радиальные нагрузки. Осевые нагрузки допускаются лишь незначительные, кратковременные. Необходима защита от попадания влаги и абразивной пыли.

Сравнение с аналогами других стандартов (ISO, DIN, JIS)

Подшипники, произведенные по ГОСТ, часто являются метрическими аналогами изделий по международным стандартам. Существует значительное пересечение размерных рядов.

Соответствие типов игольчатых подшипников

Тип по ГОСТ	Пример обозначения ГОСТ	Аналогичный тип по ISO/DIN	Пример обозначения по каталогу международного производителя
NK	NK 17/16	NAK	NAK 17/16
NKI	NKI 10/16	NAKI	NAKI 10/16
HK	HK 1010	HK	HK 1010
BK	BK 1012	BHK	BHK 1012

Ключевые отличия могут заключаться в допусках на изготовление, материале сепаратора, уровне шумности и гарантированном ресурсе. Продукция ведущих мировых брендов часто имеет более узкие допуски и использует современные стали и покрытия.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Чем принципиально отличается игольчатый подшипник от роликового радиального?

Главное отличие – геометрия тел качения. У игольчатого подшипника ролики имеют малый диаметр и большую длину относительно диаметра (отношение >3). Это позволяет при одинаковом наружном диаметре подшипника иметь меньший внутренний диаметр (большую грузоподъемность в ограниченном пространстве) или при одинаковых габаритах – повысить нагрузочную способность.

Когда обязательно применять подшипник с внутренним кольцом (NKI/BK), а когда можно обойтись без него (NK/HK)?

Подшипник без внутреннего кольца (NK/HK) применяется для экономии места и снижения стоимости узла, но только при условии, что материал вала – подшипниковая сталь, а поверхность под роликами закалена (HRC 58-62), отшлифована и имеет шероховатость Ra ≤ 0,32 мкм. Если вал из обычной конструкционной стали, не закален или его поверхность не может быть качественно обработана, необходимо использовать подшипник с внутренним кольцом.

Как правильно подобрать смазку для игольчатого подшипника?

Выбор зависит от скорости вращения, температуры и условий работы. Для большинства применений при температурах от -30°C до +120°C подходят универсальные пластичные смазки на литиевой основе (ЛИТОЛ-24, Shell Gadus S2). Для высоких скоростей (n > 10 000 об/мин) или высоких температур применяют синтетические смазки на комплексном мыле или полимочевине. В условиях влаги – водостойкие смазки (ЦИАТИМ-221). Объем смазки – 30-50% свободного пространства в подшипнике.

Каковы признаки выхода из строя игольчатого подшипника и причины?

• Повышенный шум, вибрация: Причина – выкрашивание рабочих поверхностей, износ, загрязнение, недостаток смазки.
• Люфт, заклинивание: Причина – чрезмерный износ, коррозия, неправильный монтаж (перекос), перегрузка.
• Перегрев узла: Причина – чрезмерное натяг при посадке, недостаток или избыток смазки, повышенное трение из-за износа.

Существуют ли двухрядные игольчатые подшипники и где они применяются?

Да, существуют. Регламентированы ГОСТ 8328-75 «Подшипники роликовые двухрядные игольчатые». Обозначаются, например, NKXR 25x32x17 (без внутренних колец). Они обладают повышенной радиальной грузоподъемностью и применяются в особо нагруженных узлах с ограниченными радиальными габаритами: тяжелые шарниры, опоры балансировочных валов, специальное промышленное оборудование.

Заключение

Роликовые игольчатые подшипники, стандартизированные по ГОСТ, являются критически важным конструктивным элементом в современном машиностроении и энергетике. Их правильный выбор, основанный на понимании типов (NK, NKI, HK, BK), требований к посадочным поверхностям и условиям смазки, напрямую влияет на надежность, ресурс и экономическую эффективность всего агрегата. Соблюдение норм монтажа и эксплуатации, предписанных технической документацией и стандартами, позволяет в полной мере реализовать преимущества этих подшипников: высокую удельную нагрузочную способность и компактность.