Подшипники 45х85х23 мм

Подшипники качения с размерами 45x85x23 мм: технические характеристики, классификация и применение в электротехническом оборудовании

Габаритные размеры 45x85x23 мм обозначают стандартизированные внутренний диаметр (d), наружный диаметр (D) и ширину (B) подшипника качения в миллиметрах. Данный типоразмер является распространенным в промышленном оборудовании, включая электродвигатели средней мощности, насосы, вентиляторы и редукторы. Основное назначение – обеспечение вращения вала диаметром 45 мм с минимальными потерями на трение, восприятие радиальных и, в зависимости от типа, осевых нагрузок.

Классификация подшипников 45x85x23 мм по типу конструкции

В данных габаритах производятся несколько основных типов подшипников, выбор которых определяется условиями эксплуатации.

1. Радиальные шарикоподшипники однорядные (тип 6009 и аналоги)

Наиболее универсальный и часто применяемый тип. Обозначение по ГОСТ 8338-75 или ISO 15: 6009 (легкая серия). Способен воспринимать комбинированные нагрузки, но преимущественно радиальные. Имеет низкий момент трения, предназначен для высоких частот вращения. В энергетике применяется в электродвигателях, где осевая нагрузка незначительна.

2. Радиальные роликоподшипники с цилиндрическими роликами (тип NU, NJ, N, NF)

Обозначения: NU 209 E (с двумя бортами на наружном кольце, без бортов на внутреннем), NJ 209 E (с двумя бортами на наружном и одним на внутреннем). Обладают высокой радиальной грузоподъемностью, но не воспринимают осевые нагрузки (кроме некоторых модификаций, например, NJ). Применяются в узлах с чисто радиальным нагружением или где осевая фиксация обеспечивается другими элементами конструкции (например, в мощных электродвигателях, турбогенераторах).

3. Радиально-упорные шарикоподшипники (тип 7209, 7309)

Обозначение 7209 BECBP – однорядный, с контактом под углом 40°, серия 7 (средняя). Обозначение 7309 BECBM – однорядный, с контактом под углом 40°, серия 7 (тяжелая). Специально предназначены для восприятия комбинированных (радиальных и однонаправленных осевых) нагрузок. Часто устанавливаются парой с предварительным натягом. Критически важны в высокоскоростных электродвигателях и генераторах, где присутствуют значительные осевые усилия от вентиляторов или магнитных полей.

4. Двухрядные самоустанавливающиеся шарикоподшипники (тип 1209, 1309)

Обладают способностью компенсировать несоосность вала и корпуса (до 3°). Тип 1309 – с бочкообразными роликами (сферический роликоподшипник), обладает очень высокой грузоподъемностью. Применяются в тяжелых условиях, где возможны прогибы вала или монтажные неточности, например, в крупных вентиляционных установках или конвейерных системах электростанций.

Технические параметры и материалы

Ключевые характеристики подшипников данного типоразмера варьируются в зависимости от типа и серии.

Таблица 1. Сравнительные характеристики основных типов подшипников 45x85x23 мм

Материалы и исполнения

• Кольца и тела качения: Сталь шарикоподшипниковая марки ШХ15 (аналог 100Cr6, AISI 52100), подвергнутая объемной закалке до твердости 60-66 HRC. Для особых условий применяются стали с добавлением ванадия или молибдена.
• Сепараторы:
  • Штампованные стальные (маркировка J, Y) – наиболее распространены, прочны.
  • Механически обработанные латунные (маркировка M) – для высокоскоростных и вибрационных нагрузок, лучше отводят тепло.
  • Полимерные (стеклонаполненный полиамид, маркировка TN9, P) – легкие, бесшумные, не требуют дополнительной смазки, но имеют ограничения по температуре и скорости.
• Защитные элементы:
  • Металлические штампованные защитные шайбы (Z, ZZ) – не контактируют с кольцами, минимальное трение.
  • Резиновые контактные уплотнения (RS, 2RS, RZ) – эффективная защита от загрязнений и удержание пластичной смазки.
• Смазка: Часто поставляются с предварительной закладкой консистентной смазки (Lithium Soap Grease, Polyurea). Выбор смазки критичен для энергетики: для высоких температур применяются смазки на основе полимочевины, для влажных условий – с противокоррозионными присадками.

Применение в электротехнической и энергетической отрасли

Подшипники данного типоразмера находят применение в ключевых узлах вращения.

• Асинхронные электродвигатели мощностью 30-75 кВт: На валу диаметром 45 мм часто устанавливаются два подшипника: со стороны привода – радиальный роликовый (NU 209) для восприятия радиальной нагрузки от ременной передачи или муфты; со стороны противоприводной – радиально-упорный шариковый (7209) или радиальный шариковый с защитным уплотнением (6009-2RS) для фиксации ротора в осевом направлении.
• Циркуляционные, питательные и конденсатные насосы ТЭС и АЭС: Работают в условиях высокой температуры, давления, возможного попадания влаги. Применяются подшипники в коррозионностойком исполнении (например, с покрытием из нитрида титана – TiN) или из стали марки Cronidur 30, с уплотнениями 2RS и термостойкой смазкой.
• Вентиляторы систем охлаждения (градирен, машинных залов): Испытывают значительные неуравновешенные нагрузки. Часто применяются сферические роликоподшипники (2309) или двухрядные радиальные шарикоподшипники (4209), способные компенсировать перекосы.
• Приводы задвижек и регулирующей арматуры: Узлы работают в режиме редких, но точных поворотов. Требуется минимальный момент трогания. Используются подшипники качения с полимерными сепараторами и специальной низкотемпературной смазкой.
• Генераторы малой и средней мощности, вспомогательное оборудование турбин: Ключевое требование – высокая надежность и виброустойчивость. Применяются подшипники повышенного класса точности (P6, P5) с латунными сепараторами.

Критерии выбора и особенности монтажа

Выбор конкретного подшипника 45x85x23 мм для ответственного применения в энергетике требует анализа следующих факторов:

• Характер и величина нагрузки: Преобладание радиальной нагрузки указывает на выбор роликового цилиндрического или стандартного шарикового подшипника. Значительная осевая составляющая требует применения радиально-упорного.
• Частота вращения: Для скоростей выше 8000 об/мин предпочтительны шарикоподшипники с полимерными или латунными сепараторами, смазываемые маслом или высокоскоростной пластичной смазкой.
• Требования к точности и жесткости: Прецизионные станки или измерительные приборы требуют подшипников классов точности P6, P5, что минимизирует биение и вибрацию.
• Условия окружающей среды: Наличие абразивной пыли, влаги, агрессивных паров диктует необходимость применения подшипников с эффективными контактными уплотнениями (2RS) или в герметичном узле.
• Режим работы: Постоянный или с частыми пусками/остановами. Для последнего важна надежность смазочного слоя в зоне контакта.

Особенности монтажа и обслуживания

Правильная установка определяет ресурс подшипника. Для вала 45 мм посадка внутреннего кольца – обычно плотная (k5, m6). Посадка наружного кольца в корпус – чаще скользящая (H7). Монтаж должен производиться с помощью оправки, передающей усилие на насаживаемое кольцо. Запрещается ударная нагрузка через тела качения. Обязательна чистота рабочей зоны. При установке радиально-упорных подшипников парой требуется обеспечить расчетный предварительный натяг, регулируемый прокладками или гайкой. Система смазки должна быть спроектирована в соответствии с рекомендациями производителя подшипника.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Вопрос 1: Чем отличается подшипник 6009 от 6209 в размере 45x85x23 мм?

Ответ: В данном типоразмере подшипник 6209 не существует. Стандартный ряд для внутреннего диаметра 45 мм: серия 209 (средняя). Цифра «6» в начале (6009) обозначает радиальный шарикоподшипник, а «2» перед «09» указывает на серию по ширине и наружному диаметру. Таким образом, 6009 относится к легкой серии (размеры 45x75x16 мм), а 6209 – к легкой серии, но с другими габаритами (45x85x19 мм). Для размеров 45x85x23 мм аналогом 6009 является подшипник 6309 (45x100x25 мм) или 6409 (45x120x29 мм). Правильное обозначение для рассматриваемого размера в легкой серии – 6009 не подходит, это подшипник средней серии 209 (например, 6209 имеет ширину 19 мм, а не 23 мм).

Вопрос 2: Какой подшипник 45x85x23 мм выбрать для замены в электродвигателе, если на старом стерлась маркировка?

Ответ: Необходимо выполнить следующие действия:

• Точно измерить размеры: внутренний диаметр (вал), наружный диаметр (посадочное место в корпусе) и ширину.
• Определить тип подшипника: снять схему установки (был ли один или два подшипника, как они фиксировались осево).
• Оценить условия работы: наличие осевой нагрузки (по характеру установки крыльчатки или шкива), частоту вращения (по паспорту двигателя).
• В большинстве случаев для электродвигателей средней мощности на валу 45 мм и ширине 23 мм применяется радиальный шарикоподшипник с двумя защитными шайбами или уплотнениями (обозначение 6009-2Z или 6009-2RS). Однако, если место позволяет ширине 23 мм, это может быть и роликовый подшипник NU 209. Консультация с каталогом производителя двигателя или разборка аналогичного узла обязательны.

Вопрос 3: Каков расчетный ресурс подшипника 45x85x23 мм в насосе энергоблока?

Ответ: Расчетный ресурс L10 (ресурс по надежности 90%) определяется по формуле, учитывающей динамическую грузоподъемность (C), эквивалентную динамическую нагрузку (P) и показатель степени (p=3 для шариковых, p=10/3 для роликовых). Для типового роликового подшипника NU 209 EC в насосе при правильной нагрузке, смазке и отсутствии перекосов ресурс L10h может составлять от 30 до 60 тысяч часов. Однако в энергетике применяется понятие «назначенный ресурс», который задается требованиями к оборудованию (например, 100 000 часов) и обеспечивается не только выбором подшипника, но и совершенством системы смазки, фильтрации, вибродиагностикой и качеством монтажа.

Вопрос 4: Можно ли использовать подшипник с полимерным сепаратором TN9 в условиях повышенных температур (свыше +120°C) на электродвигателе турбонаддува?

Ответ: Нет, это не рекомендуется. Стандартные полиамидные сепараторы PA66-GF25 (TN9) имеют длительно допустимый температурный предел около +120°C. Кратковременно они могут выдерживать до +150°C. Для постоянной работы при температурах свыше +120°C необходимо применять подшипники с сепараторами из специальных термостойких полимеров (например, на основе PEEK), металлическими штампованными (сталь, латунь) или механически обработанными латунными сепараторами. Для данного применения следует выбрать подшипник с суффиксом, указывающим на термостойкий сепаратор и термостойкую смазку (например, с суффиксами, указывающими на использование стали M или латуни M, и смазки для высоких температур).

Вопрос 5: Как правильно интерпретировать дополнительные суффиксы в обозначении, например, 6009-2RS1 C3?

Ответ: Это полное обозначение содержит информацию о конструкции и зазоре:

• 6009: Радиальный однорядный шарикоподшипник легкой серии, d=45 мм, D=75 мм, B=16 мм (но для ширины 23 мм это будет 6209 или другой, см. Вопрос 1).
• 2RS1: Двустороннее контактное уплотнение из синтетического каучука (NBR) с стальным армирующим элементом.
• C3: Радиальный зазор в подшипнике больше нормального (группа зазора C3). Это важно для монтажа в узлах, где ожидается значительный нагрев и тепловое расширение, например, в электродвигателях или редукторах. Использование зазора, отличного от нормального (CN), без необходимости может привести к повышенной вибрации и сокращению срока службы.

Для точного подбора необходимо обращаться к техническим каталогам производителя, где расшифрованы все суффиксы.

Заключение

Подшипники качения с размерами 45x85x23 мм представляют собой широкий класс узлов, критически важных для надежности вращающегося электротехнического оборудования в энергетике. Корректный выбор типа (шариковый, роликовый, радиально-упорный), исполнения (материал, сепаратор, уплотнение, зазор) и смазки, основанный на глубоком анализе рабочих условий, является обязательным условием для обеспечения длительного и безотказного ресурса. Понимание маркировки, технических характеристик и правил монтажа позволяет специалистам принимать обоснованные решения при проектировании, ремонте и техническом обслуживании ответственных систем.