Подшипники качения с размерами 35x55x20 мм: технические характеристики, типы и применение в электротехническом оборудовании
Габаритные размеры 35x55x20 мм обозначают стандартизированный типоразмер подшипника качения, где 35 мм – внутренний диаметр (d), 55 мм – наружный диаметр (D), и 20 мм – ширина (B) или высота (для упорных подшипников). Данный размерный ряд является широко распространенным в узлах средней мощности и встречается в различных типах подшипников, каждый из которых предназначен для конкретных условий эксплуатации. В энергетике и электротехнической промышленности надежность этих узлов напрямую влияет на бесперебойную работу генераторов, электродвигателей, насосов, вентиляторов и прочего вспомогательного оборудования.
Основные типы подшипников с размерами 35x55x20 мм и их конструктивные особенности
В данных габаритах производятся несколько основных типов подшипников, выбор которых определяется направлением и величиной нагрузки, скоростью вращения, требованиями к точности и условиям монтажа.
1. Радиальные шарикоподшипники (например, тип 16007 по ГОСТ 8338-75, 6007 по ISO)
Наиболее универсальный и распространенный тип. Предназначены для восприятия преимущественно радиальных нагрузок, но способны выдерживать и умеренные осевые нагрузки в обоих направлениях. Отличаются низким моментом трения, высокой скоростными возможностями и простотой обслуживания. В энергетике применяются в опорах валов маломощных турбин, вспомогательных электродвигателей, вентиляторов систем охлаждения.
- Конструкция: Кольца с глубокими канавками, сепаратор (стальной, латунный или полимерный), набор шариков.
- Нагрузка: Радиальная, двухсторонняя осевая.
- Преимущества: Высокие скорости, низкий шум и трение.
- Конструкция: Кольца с буртами или без, сепаратор, цилиндрические ролики.
- Нагрузка: Чисто радиальная (тип N, NU) или радиальная с ограниченной осевой в одном направлении (тип NJ, NF).
- Преимущества: Максимальная радиальная грузоподъемность, жесткость.
- Конструкция: Раздельные внутреннее и наружное кольца, дорожки качения расположены под углом.
- Нагрузка: Комбинированная (радиальная и односторонняя осевая).
- Преимущества: Высокая осевая жесткость, работа на высоких скоростях.
- Конструкция: Два плоских кольца, сепаратор с шариками.
- Нагрузка: Односторонняя осевая.
- Преимущества: Высокая осевая грузоподъемность в компактном размере.
- Предельные скорости указаны для смазки маслом. При использовании пластичной смазки значения снижаются на 20-30%.
2. Радиальные роликоподшипники с цилиндрическими роликами (например, тип NU207, NJ207, N207 по ISO)
Подшипники этого типа имеют раздельные внутреннее и наружное кольца, что облегчает монтаж. Способны воспринимать очень высокие радиальные нагрузки благодаря линейному контакту роликов с дорожками качения. Осевая нагрузка допускается только в ограниченном объеме (кроме типов NJ, NF). Критически важны для тяжелонагруженных узлов: валов мощных генераторов (в комбинации с упорным подшипником), шпинделей крупных насосов.
3. Радиально-упорные шарикоподшипники (например, тип 7207B, 3207 по ISO)
Конструктивно предназначены для комбинированных нагрузок – одновременного действия значительных радиальных и односторонних осевых усилий. Угол контакта (обычно 40°) определяет соотношение воспринимаемых нагрузок. Часто устанавливаются парно, с предварительным натягом, для фиксации вала в осевом направлении. Применяются в высокоскоростных электродвигателях, редукторах приводов механизмов собственных нужд электростанций.
4. Упорные шарикоподшипники (например, тип 51107 по ГОСТ 7872-89, 51107 по ISO)
Специализированный тип, предназначенный исключительно для восприятия осевых нагрузок. Не могут воспринимать радиальную нагрузку. Состоят из двух колец – осиного и наружного (сепараторного) – и комплекта шариков. В размере 35x55x20 мм внутренний диаметр обычно относится к посадочному размеру вала, а наружный диаметр и высота соответствуют габаритам. Используются в вертикальных узлах: опорах вертикальных валов гидрогенераторов, осевых упорах поворотных механизмов, червячных редукторах.
Таблица сравнительных характеристик основных типов подшипников 35x55x20 мм
| Тип подшипника (пример) | Основная нагрузка | Предельная частота вращения* | Динамическая грузоподъемность (C), кН (примерно) | Статическая грузоподъемность (C0), кН (примерно) | Типовое применение в энергетике |
|---|---|---|---|---|---|
| Радиальный шариковый 6007 | Радиальная, двусторонняя осевая | 19000 об/мин | 16.8 | 11.6 | Вспомогательные электродвигатели, вентиляторы, маломощные насосы |
| Цилиндрический роликовый NU207 | Чисто радиальная | 15000 об/мин | 33.5 | 27.5 | Опорные подшипники валов генераторов и турбин, тяжелонагруженные приводы |
| Радиально-упорный шариковый 7207B (угол 40°) | Комбинированная | 13000 об/мин | 26.0 | 17.5 | Высокоскоростные электродвигатели, редукторы, шпиндели |
| Упорный шариковый 51107 | Односторонняя осевая | 6700 об/мин | 19.6 (осевая) | 44.0 (осевая) | Вертикальные валы, осевые упоры, червячные передачи |
Критерии выбора и особенности монтажа в ответственных узлах
Выбор конкретного типа и исполнения подшипника 35x55x20 мм для энергетического оборудования осуществляется на основе комплексного анализа условий работы.
Классы точности и зазоры
Для большинства промышленных применений достаточен класс точности P0 (нормальный). Для высокоскоростных или высокоточных узлов (например, приводы систем регулирования) требуются классы P6, P5 или выше. Радиальный зазор (C2, CN, C3, C4) выбирается исходя из условий теплового расширения вала и корпуса. Для электродвигателей, где вал нагревается сильнее корпуса, часто применяют подшипники с зазором C3.
Материалы и смазка
Стандартный материал – подшипниковая сталь ШХ15. Для работы в агрессивных средах или при повышенных температурах применяются подшипники из нержавеющей стали (марка AISI 440C). В узлах, требующих минимального обслуживания, используют подшипники с пожизненным заполнением пластичной смазкой (обозначение, например, 6007-2RS1 или 6007-2Z – с двухсторонними контактными уплотнениями). В высокоскоростных или высокотемпературных узлах применяется циркуляционная система жидкой смазки (масло).
Монтаж и контроль
Правильный монтаж критически важен. Для подшипников с цилиндрическим отверстием (все стандартные типы) на вал обычно применяется посадка с натягом, в корпус – с зазором. Монтаж производится с помощью прессов или специальных съемников, запрещается ударное воздействие на кольца. После установки обязательна проверка легкости вращения, отсутствия заеданий и замер вибрации. В процессе эксплуатации необходим регулярный мониторинг температуры, уровня шума и виброускорения для прогнозирования остаточного ресурса.
Вопросы диагностики и замены в условиях эксплуатации
Отказ подшипникового узла в энергетическом оборудовании может привести к длительному и дорогостоящему простою. Основные признаки износа: рост уровня вибрации на частотах, кратных частоте вращения, появление акустического шума (гула, скрежета), повышение температуры узла выше нормативной (как правило, более +80°C на корпусе). Замена подшипника должна производиться на аналогичный по типу, классу точности и зазору. При повторном монтаже обязательно использование нового комплекта уплотнений и свежей смазки. Категорически не рекомендуется смешивать смазки разных типов и производителей.
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
Чем отличается подшипник 6007 от 6207 в размерном ряду 35x55x20 мм?
В стандартной серии подшипников по ISO размер 35x55x20 мм соответствует типоразмерам 6007 и 6207. Их внутренний (35 мм) и наружный (55 мм) диаметры одинаковы, но ширина (B) отличается. У подшипника 6007 ширина составляет 20 мм, а у 6207 – 21 мм. Соответственно, отличаются и грузоподъемности: у 6207 она выше за счет большего количества шариков. Это критически важно при подборе замены, так как узел должен быть рассчитан на геометрию более широкого подшипника.
Можно ли заменить роликовый подшипник NU207 на шариковый 6007 в насосе?
Такую замену можно рассматривать только как временную аварийную меру и только после инженерной оценки. Шарикоподшипник 6007 имеет значительно меньшую радиальную грузоподъемность. Если узел изначально рассчитан на высокие радиальные нагрузки (характерные для насосов), установка шарикового подшипника приведет к его ускоренному износу и повторному отказу. Кроме того, необходимо убедиться в совместимости посадочных размеров и способности шарикоподшипника воспринимать существующие в узле осевые нагрузки.
Что означают буквы «2RS1» в маркировке подшипника 6007-2RS1?
Суффикс «2RS1» обозначает наличие двухсторонних контактных уплотнений из синтетического каучука (NBR). Такое исполнение защищает рабочую полость подшипника от попадания загрязнений и удерживает пластичную смазку внутри. Подшипники с уплотнениями поставляются смазанными и в большинстве случаев не требуют обслуживания в течение всего срока службы. Аналогом является суффикс «2Z» – обозначение двухсторонних металлических экранов (защитных шайб), которые обеспечивают меньшую степень защиты, но меньшее сопротивление вращению.
Как правильно определить необходимый радиальный зазор (C3, CN, C2) для электродвигателя?
Выбор зазора определяется тепловым режимом работы. В стандартном асинхронном электродвигателе вал нагревается сильнее, чем корпус статора, что приводит к увеличению натяга в посадке внутреннего кольца на вал и уменьшению исходного радиального зазора в подшипнике. Чтобы компенсировать этот эффект и избежать заклинивания, для электродвигателей чаще всего применяют подшипники с увеличенным радиальным зазором – группой C3. Для точного выбора необходимо руководствоваться технической документацией на конкретный двигатель или проводить тепловые расчеты.
Каков средний расчетный ресурс подшипника 35x55x20 мм в электродвигателе?
Номинальный расчетный ресурс (L10) для качественных подшипников в стандартных условиях (при нагрузке, равной динамической грузоподъемности C) составляет 1 000 000 оборотов. На практике, при рабочих нагрузках, составляющих 0.1-0.15 от грузоподъемности, и правильных условиях смазки и монтажа, ресурс может достигать 40 000 – 100 000 часов работы. Однако в реальных условиях на ресурс влияют множество факторов: вибрации, перекосы, качество электроэнергии (вызывающее циркуляционные токи), агрессивность среды, что может сократить срок службы в несколько раз.
Заключение
Подшипники габаритов 35x55x20 мм представляют собой критически важные компоненты в широком спектре электротехнического и энергетического оборудования. Корректный выбор типа (радиальный, роликовый, радиально-упорный, упорный), класса точности, зазора и исполнения определяет надежность, КПД и долговечность всего узла. Соблюдение регламентов монтажа, смазки и технического диагностирования позволяет максимально реализовать ресурс подшипника, предотвратить внезапные отказы и минимизировать эксплуатационные расходы. При замене необходимо строго соблюдать геометрические и нагрузочные параметры оригинала, отдавая предпочтение продукции производителей с гарантированным качеством.