Подшипники 20x35x20 мм

Подшипники качения с размерами 20x35x20 мм: технические характеристики, типы и применение в электротехнике и энергетике

Размерность 20x35x20 мм обозначает основные габаритные параметры подшипника качения: внутренний диаметр (d) – 20 мм, наружный диаметр (D) – 35 мм и ширину (B) – 20 мм. Данный типоразмер относится к категории миниатюрных и средне-малых подшипников, характеризующихся высокой точностью и надежностью. В энергетическом и электротехническом оборудовании такие подшипники находят применение в узлах с высокой скоростью вращения и умеренными радиальными нагрузками.

Основные типы подшипников 20x35x20 мм и их конструктивные особенности

В данном посадочном размере производятся несколько основных типов подшипников, выбор которых определяется условиями эксплуатации.

1. Радиальные шарикоподшипники однорядные (тип 6004 или 604 по DIN 625)

Наиболее распространенный тип. Предназначены преимущественно для восприятия радиальных нагрузок, но способны выдерживать и умеренные осевые нагрузки в обоих направлениях. Отличаются низким моментом трения и высокой скоростью вращения. Используются в электродвигателях малой мощности, вентиляторах охлаждения, насосах, малогабаритных редукторах.

2. Радиальные шарикоподшипники с защитными шайбами или уплотнениями (типы 6004-2Z, 6004-2RS)

Подшипники, оснащенные с двух сторон металлическими защитными шайбами (2Z) или контактными резиновыми уплотнениями (2RS). Шайбы обеспечивают защиту от крупных частиц, уплотнения – более надежную защиту от пыли и влаги и удержание пластичной смазки. Критически важны для применения в запыленных условиях или при невозможности регулярного обслуживания (например, в двигателях вентиляторов систем охлаждения электрощитового оборудования).

3. Радиально-упорные шарикоподшипники (тип 7004 или 704)

Способны воспринимать комбинированные (радиальные и однонаправленные осевые) нагрузки. Контактный угол позволяет выдерживать более значительные осевые усилия по сравнению с радиальными подшипниками. Применяются в парах (настроенных) в высокоскоростных узлах, где требуется жесткое осевое фиксирование вала, например, в шпинделях некоторых специализированных электроприводов.

4. Игольчатые роликоподшипники (при наличии соответствующего типоразмера)

При аналогичных внутреннем и наружном диаметрах имеют значительно меньшую ширину. Типоразмер 20x35x20 мм для игольчатых подшипников не является стандартным, так как ширина (B) у них, как правило, меньше. Стандартные игольчатые подшипники серии NA49.. или RNA49.. имеют размеры, близкие к 20x35x? мм, но с шириной около 17 мм (например, NA4904). Их основное преимущество – большая грузоподъемность при малых радиальных габаритах.

Материалы, классы точности и смазка

Для стандартных условий эксплуатации кольца и тела качения изготавливаются из подшипниковой стали (например, SAE 52100). В условиях агрессивных сред, повышенных температур или требований к немагнитным свойствам применяются подшипники из нержавеющей стали (марки AISI 440C). Классы точности регламентируются стандартами ISO и ABEC. Для большинства применений в электродвигателях и вентиляторах достаточно классов ABEC 1 (P0) или ABEC 3 (P6). Для высокоскоростных шпинделей или прецизионных датчиков требуются классы ABEC 5 (P5) и выше, обеспечивающие минимальное биение и вибрацию.

Предварительная смазка на заводе-изготовителе является стандартной практикой. Тип закладываемой смазки определяет температурный диапазон работы:

• Стандартные литиевые смазки (NLGI 2): Диапазон от -30°C до +120°C. Подходят для большинства задач.
• Высокотемпературные смазки на синтетической основе: Диапазон от -40°C до +150°C и выше. Используются в узлах близ теплонагруженных элементов оборудования.
• Специализированные электроизоляционные смазки: Обладают высоким электрическим сопротивлением, предотвращают прохождение паразитных токов через подшипник, что исключает эрозию дорожек качения.

Таблица основных типов подшипников 20x35x20 мм и их параметров

Тип подшипника (условное обозначение)	Динамическая грузоподъемность, C, кН	Статическая грузоподъемность, C0, кН	Предельная частота вращения (смазка пластичная), об/мин	Основное назначение и особенности
Радиальный шариковый 6004 (открытый)	9.30 — 9.80	5.02 — 5.40	15000 — 17000	Универсальное применение в закрытых узлах. Требует внешней защиты.
Радиальный шариковый 6004-2Z (с металлическими шайбами)	8.50 — 9.00	4.60 — 5.00	13000 — 15000	Защита от крупных частиц. Сохранение смазки. Сниженный предел скорости из-за трения о шайбы.
Радиальный шариковый 6004-2RS (с резиновыми уплотнениями)	7.80 — 8.50	4.20 — 4.80	10000 — 12000	Высокая степень защиты от влаги и пыли. Наиболее низкий предел скорости из-за контакта уплотнений.
Радиально-упорный 7004 (открытый, угол 15°)	8.10 — 8.60	5.20 — 5.80	13000 — 15000	Комбинированные нагрузки. Требует точного монтажа и регулировки осевого зазора.

Применение в электротехнической и энергетической отрасли

Подшипники данного типоразмера являются критически важными компонентами во множестве устройств:

• Электродвигатели малой и средней мощности (до 3-5 кВт): Устанавливаются на концевых щитах как опоры ротора. Выбор между открытым (для редукторных двигателей) и закрытым (для моноблочных вентиляторных двигателей) типами определяется условиями.
• Вентиляторы и кулеры систем охлаждения: Используются в мощных вентиляторах охлаждения трансформаторов, шкафов управления, силовой полупроводниковой техники (тиристоров, IGBT-модулей). Преобладают подшипники с уплотнениями (2RS) для долговечной работы без обслуживания.
• Приводы механизмов коммутации и регулирования: В приводах заслонок, регуляторов, малогабаритных лебедок, где требуется надежная опора вала.
• Измерительные приборы и датчики: В прецизионных тахогенераторах, энкодерах, где используются подшипники повышенного класса точности.
• Вспомогательное оборудование: Насосы систем смазки и гидравлики, мелкие генераторы, разматывающие устройства для кабеля.

Критерии выбора и особенности монтажа

Выбор конкретного подшипника 20x35x20 мм осуществляется на основе анализа следующих параметров:

• Характер и величина нагрузок: Преобладание радиальных или осевых сил.
• Частота вращения: Необходимо выбирать тип, чья предельная частота вращения с запасом превышает рабочую.
• Условия окружающей среды: Наличие пыли, абразивных частиц, влаги, агрессивных паров определяет необходимость уплотнений или выбор материала (нержавеющая сталь).
• Температурный режим: Должен соответствовать диапазону работоспособности смазки и материала сепаратора.
• Требования к точности и уровню вибрации: Определяют класс точности.

Правильный монтаж является залогом долговечности. Для данного размера предпочтительна термонасадка на вал с нагревом подшипника до 80-100°C. Запрессовка должна осуществляться только через оправку, передающую усилие на запрессовываемое кольцо (на внутреннее при посадке на вал, на наружное при посадке в корпус). Крайне важно избегать перекосов и ударных нагрузок при установке. После монтажа необходимо проверить легкость и плавность вращения без заеданий.

Диагностика неисправностей и срок службы

Основные признаки выхода подшипника из строя в энергооборудовании:

• Повышенный шум (гул, визг, скрежет) при работе узла.
• Повышенная вибрация двигателя или вентилятора.
• Нагрев корпуса подшипникового узла сверх нормативного (обычно более 70-80°C на ощупь).
• Утечка или выброс смазки из уплотнений.

Расчетный срок службы (номинальная долговечность L₁₀) определяется по формуле, учитывающей динамическую грузоподъемность (C) и эквивалентную динамическую нагрузку (P). На практике на долговечность сильно влияют факторы, не учитываемые в расчете: чистота смазки, наличие паразитных токов, вибрации на неподвижном оборудовании, коррозия. В ответственных узлах энергетики рекомендуется проводить регулярный виброконтроль и термографию для прогнозирования отказов.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Чем отличается подшипник 6004 от 6204?

Подшипник 6204 имеет размеры 20x47x14 мм. При одинаковом внутреннем диаметре (20 мм) он имеет больший наружный диаметр (47 мм против 35 мм) и меньшую ширину (14 мм против 20 мм). Это подшипник так называемой «легкой» серии 62, обладающий иной грузоподъемностью и жесткостью. Они не являются взаимозаменяемыми без переделки посадочных мест вала и корпуса.

Как подобрать аналог подшипника 20x35x20 мм, если нет оригинального?

Необходимо ориентироваться на полное условное обозначение, включающее тип, серию и класс точности. Например, подшипник 6004 отечественного производства имеет аналог – шарикоподшипник радиальный однорядный № 204 по ГОСТ 8338. Для импортных аналогов используются таблицы перекодировки основных производителей (SKF, FAG, NSK, NTN). Ключевые параметры для поиска аналога: d=20 мм, D=35 мм, B=20 мм, тип конструкции.

Каковы основные причины выхода из строя таких подшипников в электродвигателях?

• Электрическая эрозия (пробой током): Возникает из-за прохождения паразитных токов через подшипник при неправильном заземлении или использовании частотных преобразователей. Лечится установкой изолированных подшипников или токоотводящих щеток.
• Недостаточная или загрязненная смазка: Приводит к сухому трению, перегреву и заклиниванию.
• Перегрузка или несоосность валов: Вызывает повышенные нагрузки на тела качения, ведущие к усталостному выкрашиванию.
• Неправильный монтаж: Перекос, ударная запрессовка повреждают дорожки качения и сепаратор.

Можно ли повторно смазывать подшипники 6004-2RS?

Как правило, нет. Подшипники с двусторонними контактными уплотнениями (2RS) считаются необслуживаемыми на весь срок службы. В их конструкции не предусмотрены каналы для подачи дополнительной смазки. Попытка принудительной закачки смазки может повредить уплотнение, а избыток смазки вызовет перегрев от внутреннего трения. Для узлов, требующих периодической смазки, следует выбирать подшипники с односторонним уплотнением или с защитными шайбами.

Что означает класс точности ABEC 3 (P6) для такого подшипника и где он требуется?

Класс точности ABEC 3 (или P6 по ISO) обозначает повышенную точность изготовления по сравнению со стандартным классом (ABEC 1/P0). Допуски на геометрию (овальность, конусность), биение торцов и радиальное биение уже. Это приводит к снижению уровня вибрации и шума, уменьшению дисбаланса, повышению стабильности вращения. Такие подшипники требуются в электродвигателях повышенной точности, высокоскоростных шпинделях, приборах, где вибрация недопустима.