Подшипники шариковые радиальные однорядные 45х100 мм: технические характеристики, применение и специфика выбора
Подшипник шариковый радиальный однорядный с размерами 45х100 мм является стандартным компонентом, обозначаемым по внутреннему диаметру (d = 45 мм), наружному диаметру (D = 100 мм) и ширине (B = 25 мм, для стандартной серии). Полное обозначение по ГОСТ или ISO зависит от серии по ширине и конструктивных особенностей. Наиболее распространенным аналогом является подшипник 209-й серии по ISO (например, 6209, где 09 – код внутреннего диаметра 45 мм). Данный типоразмер широко применяется в электродвигателях средней мощности, насосном оборудовании, редукторах, вентиляторах и прочих промышленных агрегатах, используемых в энергетике и смежных отраслях.
Конструкция и основные параметры
Конструкция классического радиального шарикового подшипника данного размера включает наружное и внутреннее кольца с дорожками качения, сепаратор для удержания и равномерного распределения шариков, и комплект шариков. Подшипник является неразъемным, предназначенным преимущественно для восприятия радиальных нагрузок, но способным выдерживать и умеренные осевые нагрузки в обоих направлениях. Материалы колец и тел качения – подшипниковые стали марок ШХ15, 100Cr6 (AISI 52100) или их аналоги, с твердостью 59-66 HRc. Сепараторы могут быть штампованными стальными (чаще всего), механически обработанными латунными или полимерными (например, из полиамида, армированного стекловолокном).
Габаритные и присоединительные размеры (основные серии)
| Обозначение (ISO) | d, мм (внутр. диаметр) | D, мм (наруж. диаметр) | B, мм (ширина) | r, мм (монтажная фаска) | Масса, кг (прибл.) |
|---|---|---|---|---|---|
| 6209 | 45 | 85 | 19 | 1.5 | 0.41 |
| 6309 | 45 | 100 | 25 | 2.0 | 0.83 |
| 6309-2RS / 6309-2Z | 45 | 100 | 25 | 2.0 | 0.85 |
| NU 309 | 45 | 100 | 25 | 2.0 | 0.84 |
Примечание: В запросе указан размер 45х100 мм, что соответствует наружному диаметру 100 мм. Наиболее распространенной серией с такими размерами является 6309 (средняя серия). Подшипник 6209 имеет D=85 мм. Ширина (B) может варьироваться в зависимости от серии: легкая (2), средняя (3), тяжелая (4) и др.
Допуски, классы точности и радиальный зазор
Для корректной работы в энергетическом оборудовании критически важны класс точности и величина радиального зазора. Класс точности определяет допуски на геометрические параметры: биение, отклонения размеров. Для большинства промышленных применений используется класс P0 (нормальный, по ISO). Для электродвигателей с повышенными требованиями к вибрации и КПД – класс P6 или P5. Радиальный зазор (серия зазора) должен выбираться с учетом теплового расширения вала и корпуса. Для стандартных условий часто применяется зазор CN (нормальный). Для высокоскоростных или высокотемпературных узлов может потребоваться увеличенный зазор (C3, C4).
| Класс точности (ISO) | Область применения | Типичное оборудование |
|---|---|---|
| P0 (Normal) | Общепромышленное применение, невысокие скорости | Насосы, вентиляторы общего назначения, редукторы |
| P6 | Повышенная точность, повышенные скорости | Электродвигатели (АИР), турборедукторы |
| P5 | Высокая точность, высокие скорости | Двигатели частотного привода, прецизионные шпиндели |
Типы исполнений и модификации
Базовый подшипник 6309 является открытым. Для работы в условиях запыленности или влажности требуются модификации с защитными элементами или уплотнениями.
- Открытый (Open): 6309. Максимальная скорость, требует эффективной внешней защиты и смазочной системы.
- С односторонним металлическим защитным шайбами (Z): 6309-Z. Защита от крупных частиц с одной стороны.
- С двухсторонними контактными уплотнениями (RS): 6309-2RS. Резиновые уплотнения (обычно NBR) обеспечивают защиту от влаги и мелкой пыли, удерживают пластичную смазку. Имеют ограничение по максимальной скорости вращения.
- С канавкой для установки стопорного кольца (NR): 6309-NR. Для фиксации в корпусе без крышки.
- Динамическая грузоподъемность (C): ~ 52.7 кН
- Статическая грузоподъемность (C0): ~ 31.5 кН
- Предельная частота вращения при жидкой смазке: ~ 8000 об/мин (для открытого исполнения)
- Асинхронные электродвигатели (АИР): На валах роторов двигателей мощностью примерно от 30 до 100 кВт. Часто используются в исполнении 2Z или 2RS.
- Насосное оборудование: Циркуляционные, питательные, конденсатные насосы ТЭС и АЭС. Требуют повышенной надежности и стойкости к вибрациям.
- Вентиляторы и дымососы: Подшипниковые узлы (опоры) вентиляторов градирен, дутьевых устройств.
- Редукторы и мультипликаторы: В качестве опор быстроходных и тихоходных валов в редукторах привода вспомогательных механизмов.
- Турбинная вспомогательная техника: Маслонасосы, регуляторы.
- Сильный нагрев сразу после запуска (неправильная посадка, перекос).
- Повышенный осевой люфт или стук (недожат или отсутствие осевой фиксации).
- Заклинивание (чрезмерный натяг при посадке, попадание посторонних частиц).
- Неравномерный износ дорожек качения (перекос при запрессовке).
- Выход смазки из уплотнений (повреждение уплотнений монтажным инструментом).
С двухсторонними металлическими защитными шайбами (ZZ): 6309-2Z. Стандартная защита для многих электродвигателей.
Нагрузочные характеристики и ресурс
Динамическая (C) и статическая (C0) грузоподъемность – ключевые параметры для расчета ресурса. Для подшипника 6309 типичные значения (зависят от производителя):
Расчетный ресурс (L10) в часах определяется по формуле, учитывающей приложенную эквивалентную динамическую нагрузку (P) и частоту вращения (n). Важно учитывать не только радиальные, но и осевые составляющие нагрузки, а также влияние температуры и чистоты смазки.
Смазка и монтаж
Для подшипников данного размера применяется как пластичная (консистентная), так и жидкая (масло) смазка. В электродвигателях закрытого типа чаще используется консистентная смазка (например, на основе литиевого мыла, NLGI 2-3), которая закладывается на 1/3 — 1/2 свободного объема подшипника при сборке. При ремонте и обслуживании необходимо использовать смазку, совместимую с первоначальной. Монтаж осуществляется преимущественно термовым способом (нагрев подшипника до 80-110°C) с запрессовкой на вал. Запрессовывается всегда то кольцо, которое воспринимает циркуляционную нагрузку (обычно внутреннее). Необходимо использовать соответствующие оправки для передачи усилия строго на посадочное кольцо, избегая ударов и перекосов.
Применение в энергетическом оборудовании
В энергетике подшипники типоразмера 45х100 мм находят применение в следующих агрегатах:
При выборе для ответственных применений необходимо учитывать соответствие стандартам DIN, ISO, ГОСТ, наличие сертификатов, а также рекомендации производителя оригинального оборудования (OEM).
Диагностика неисправностей и замена
Основные признаки выхода подшипника из строя: повышенный шум (гул, визг), вибрация, нагрев узла выше допустимого (обычно +80°C на корпусе). Причинами могут быть: усталостное выкрашивание (питтинг), абразивный износ, коррозия, недостаток или деградация смазки, перегрузки, неправильный монтаж. Замена должна производиться на аналогичный подшипник того же класса точности и серии зазора. После замены обязательна проверка соосности валов, центровки и смазки.
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
Чем отличается подшипник 6309 от 6209?
Основное отличие – в наружном диаметре и грузоподъемности. 6209 имеет D=85 мм и ширину B=19 мм, он легче и имеет меньшую динамическую нагрузку (C ~ 33.2 кН). 6309 (D=100 мм, B=25 мм) относится к средней серии, обладает значительно более высокой грузоподъемностью и используется при больших нагрузках.
Какой радиальный зазор (C3 или CN) нужен для электродвигателя?
Для большинства стандартных асинхронных электродвигателей общего назначения используется зазор CN (нормальный). Зазор C3 (увеличенный) применяется в двигателях, работающих в условиях повышенного теплового расширения вала (частотный привод с широким диапазоном скоростей, высокие температуры окружающей среды). Неправильный выбор зазора может привести к преждевременному выходу из строя из-за заклинивания (при малом зазоре) или повышенной вибрации (при слишком большом).
Можно ли заменить подшипник с уплотнением 2RS на подшипник с защитной шайбой 2Z?
Технически такая замена возможна, если посадочные размеры идентичны. Однако это влечет изменение условий работы узла. 2RS лучше защищает от влаги и удерживает смазку, но имеет большее трение и ограничение по скорости. 2Z хуже защищает от мелких частиц и влаги, но позволяет работать на более высоких скоростях. Замена допустима только после анализа условий эксплуатации и с согласованием с инженером по обслуживанию. Обратная замена (2Z на 2RS) часто более безопасна.
Как правильно определить необходимый класс точности подшипника?
Класс точности определяется требованиями оборудования-изготовителя. В паспорте на электродвигатель или редуктор обычно указан требуемый класс (P0, P6, P5). При его отсутствии можно ориентироваться на аналогичную замену или оценить параметры: для валов с частотой вращения до 3000 об/мин часто достаточно P0; для 3000-5000 об/мин – P6; для высокоскоростных шпинделей и прецизионных механизмов – P5 и выше. Повышение класса точности без необходимости ведет к удорожанию без заметного выигрыша в ресурсе.
Каковы признаки неправильного монтажа подшипника 45х100 мм?
К явным признакам относятся:
Как рассчитать межремонтный интервал по смазке для такого подшипника?
Интервал пересмазки (T) зависит от типа подшипникового узла, скорости вращения (n в об/мин), диаметра вала (d в мм) и условий работы. Для ориентировочной оценки можно использовать формулу: T = k (14 000 000 / (n √d)), где k – коэффициент условий (от 0.5 для тяжелых до 3 для чистых). Для подшипника на валу d=45 мм при n=1500 об/мин в нормальных условиях интервал может составить примерно 4000-6000 часов. Точные рекомендации приведены в руководствах по эксплуатации конкретного оборудования.