Подшипники 5х19 мм
Подшипники 5×19 мм: технические характеристики, классификация и применение в электротехнической продукции
Подшипники с размерами 5×19 мм представляют собой класс миниатюрных и микро-подшипников качения, где 5 мм – это внутренний диаметр (d), а 19 мм – внешний диаметр (D). Данный типоразмер является одним из ключевых в сегменте малогабаритных механических компонентов, используемых в высокооборотистых и прецизионных устройствах. В контексте электротехники и энергетики эти подшипники находят применение в узлах, требующих высокой надежности, минимального момента трения и долговечности при компактных размерах.
Конструктивные особенности и основные типы
Подшипники 5×19 мм изготавливаются в соответствии с международными стандартами ISO и DIN, а также спецификациями производителей. Основные конструктивные параметры, помимо диаметров, включают ширину (B) и радиус закругления (r). Для данного типоразмера стандартная ширина обычно составляет 6 мм. Конструктивно они делятся на несколько основных типов, определяющих их функциональность.
- Радиальные однорядные шарикоподшипники (тип 6000, 6200, 6300 в миниатюрном исполнении): Наиболее распространенный тип. Предназначены преимущественно для восприятия радиальных нагрузок, но способны выдерживать и умеренные осевые нагрузки в обоих направлениях. Имеют низкий момент трения.
- Радиальные шарикоподшипники с защитными шайбами или уплотнениями (тип 6000-ZZ, 6000-2RS): Оснащены металлическими защитными шайбами (ZZ) или контактными резиновыми уплотнениями (2RS). Шайбы обеспечивают защиту от крупных частиц, уплотнения – лучшую герметизацию от пыли и влаги, удерживая пластичную смазку внутри.
- Радиально-упорные шарикоподшипники: Обладают конструкцией, позволяющей воспринимать значительные осевые нагрузки одновременно с радиальными. Требуют точной регулировки при установке. Менее распространены в стандартном ряду 5×19 мм, часто изготавливаются под заказ.
- Подшипники скольжения (втулки): Хотя размер 5×19 может указывать на втулку скольжения, в профессиональной сфере обозначение 5×19 мм почти всегда относится к подшипникам качения. Втулки имеют иную маркировку.
- Кольца и шарики: Стандартный материал – хромистая сталь марки AISI 52100 (или ее европейские аналоги 100Cr6). Проходит термообработку (закалку и отпуск) до высокой твердости (60-66 HRC). Для коррозионно-стойких исполнений применяется нержавеющая сталь AISI 440C (твердость ~58 HRC) или AISI 304 (незакаливаемая, для менее нагруженных узлов).
- Сепараторы (обоймы): Изготавливаются из штампованной стали, латуни, полиамида (PA66, часто с добавлением стекловолокна) или полифениленсульфида (PPS). Стальные и латунные сепараторы более термостойки и прочны. Полимерные сепараторы обеспечивают более низкий шум, лучшую прирабатываемость и работают с минимальной смазкой.
- Уплотнения: Стандартный материал – NBR (нитрил-бутадиеновый каучук). Для агрессивных сред или высоких температур могут использоваться FKM (фторкаучук) или ACM (акрилатный каучук).
- Смазка: Тип закладываемой на заводе пластичной смазки критически важен. Стандартно применяются литиевые мыльные смазки общего назначения. Для высоких скоростей – мазеподобные смазки на основе эфиров. Для широкого температурного диапазона (-40…+150°C) – силиконовые или перфторполиэфирные (PFPE) смазки. Для вакуума – смазки с низкой летучестью.
- Малогабаритные электродвигатели и генераторы: В качестве опор роторов в двигателях мощностью до нескольких сотен ватт (например, в циркуляционных насосах систем охлаждения, сервоприводах заслонок, приводах вентиляторов рекуперации тепла).
- Вентиляторы систем охлаждения: Радиальные и осевые вентиляторы для охлаждения электронных компонентов силовых шкафов, преобразовательной техники (инверторов, частотных преобразователей), блоков питания. Подшипники с уплотнениями (2RS) предпочтительны для долговечной работы в условиях пыли.
- Измерительные приборы и датчики: В механизмах перемещения чувствительных элементов, опорах роторов тахогенераторов, энкодерах.
- Приводы механизмов коммутации: В узлах поворота контактов или приводных рычагах в компактных автоматических выключателях или переключателях.
- Вспомогательное оборудование: В лебедках малой мощности, механизмах натяжения, роликах систем кабельного ввода.
- Нагрузочный режим: Определение преобладающей (радиальной или осевой) нагрузки, ее величины и характера (постоянная, вибрационная). Расчет эквивалентной динамической нагрузки и срока службы по формуле L10 = (C/P)^p, где p=3 для шарикоподшипников.
- Скорость вращения: Соответствие предельной скорости подшипника (с учетом типа смазки и сепаратора) рабочим оборотам. Для высоких скоростей выбирают открытые подшипники или с шайбами (ZZ), заправленные высокоскоростной смазкой, и сепараторы из латуни или полиамида.
- Условия окружающей среды: При наличии влаги, агрессивных паров или абразивной пыли обязательны подшипники из нержавеющей стали с контактными уплотнениями (2RS). Для высоких температур – термостойкие стали (например, M50) и соответствующая смазка.
- Требования к точности и шуму: Для снижения вибрации и шума выбирают подшипники класса P6 или P5 с полимерным сепаратором.
Материалы и технологии изготовления
Выбор материалов определяет работоспособность подшипника в различных условиях эксплуатации.
Ключевые технические параметры и таблицы
Для инженерного выбора подшипника 5×19 мм необходимо оперировать следующими параметрами.
Таблица 1. Основные размеры и весовые характеристики стандартного ряда
| Обозначение (пример) | d (мм) | D (мм) | B (мм) | r (мм) | Масса, ~г |
|---|---|---|---|---|---|
| 625 ZZ (с защитными шайбами) | 5 | 19 | 6 | 0.5 | ~8.5 |
| 625-2RS (с двусторонними уплотнениями) | 5 | 19 | 6 | 0.5 | ~9.0 |
| MR 125 ZZ (аналог по системе ABEC) | 5 | 19 | 6 | 0.5 | ~8.5 |
Таблица 2. Допустимые нагрузки и предельные скорости
| Тип подшипника | Динамическая грузоподъемность, C (кН) | Статическая грузоподъемность, C0 (кН) | Предельная скорость с масляной смазкой (об/мин) | Предельная скорость с пластичной смазкой (об/мин) |
|---|---|---|---|---|
| 625 (открытый) | ~4.10 | ~1.96 | 30 000 | 20 000 |
| 625 ZZ | ~3.80 | ~1.85 | 24 000 | 16 000 |
| 625-2RS | ~3.50 | ~1.80 | 20 000 | 13 000 |
Примечание: Значения ориентировочные, точные данные указываются в каталогах конкретного производителя. Нагрузки даны для стали 52100.
Таблица 3. Классы точности (стандарт ISO 492)
| Класс точности (ISO) | Аналог (ABEC) | Область применения | Допуски на биение |
|---|---|---|---|
| P0 (Normal) | ABEC 1 | Общего машиностроения, нетребовательные узлы. | Наибольшие |
| P6 | ABEC 3 | Электродвигатели малой мощности, вентиляторы, бытовая техника. | Средние |
| P5 | ABEC 5 | Высокооборотистые шпиндели, серводвигатели, прецизионные приборы. | Малые |
| P4, P2 | ABEC 7, 9 | Сверхпрецизионное оборудование, высокоскоростные шпиндели станков. В размере 5×19 мм встречаются редко. | Минимальные |
Применение в электротехнической и энергетической отрасли
В профессиональной сфере энергетики и электротехники подшипники 5×19 мм используются в узлах, где компактность сочетается с высокими требованиями к надежности.
Критерии выбора и особенности монтажа
Выбор подшипника 5×19 мм для ответственного узла должен основываться на анализе условий работы.
Монтаж: Из-за малых размеров монтаж требует применения специального инструмента – оправок для запрессовки по наружному или внутреннему кольцу. Категорически запрещено передавать ударную нагрузку через шарики или на сепаратор. Необходимо обеспечить соосность посадочных мест. Для стальных подшипников часто требуется нагрев корпуса (термомонтаж) для посадки с натягом.
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
Чем отличается подшипник 625 ZZ от 625-2RS?
Основное отличие – тип защиты. ZZ – это металлические штампованные шайбы с небольшим зазором, обеспечивающие защиту от крупных частиц, но не герметизирующие полностью. 2RS – это резиновые контактные уплотнения, которые практически герметичны для пыли и влаги, но создают несколько больший момент трения и снижают предельную скорость вращения.
Можно ли заменить подшипник из нержавеющей стали на стандартный хромистый в электродвигателе вентилятора?
Только если условия эксплуатации гарантируют отсутствие конденсата, агрессивной атмосферы и требования по нагрузкам и температуре соответствуют возможностям стального подшипника. Нержавеющая сталь, как правило, имеет несколько меньшую грузоподъемность и менее стойка к ударным нагрузкам из-за часто более низкой твердости. Замена без учета этих факторов сократит ресурс узла.
Как определить класс точности подшипника 5×19 мм?
Класс точности не всегда маркируется на самом подшипнике такого малого размера. Он указывается в сопроводительной документации (сертификате) и на упаковке. Визуально отличить класс P0 от P6 практически невозможно, требуется проведение измерений на контрольно-измерительном оборудовании.
Какая смазка используется в подшипниках 5×19 мм для высокооборотистых шпинделей (30 000 об/мин и выше)?
Для таких режимов используются либо специальные высокоскоростные пластичные смазки на синтетической основе (например, с загустителем из полимочевины), либо масляный туман (масляная смазка). Часто применяются гибридные подшипники, где керамические шарики (Si3N4) в сочетании со стальными кольцами и минимальным количеством смазки позволяют значительно увеличить предельную скорость.
Что означает маркировка «C3» в обозначении подшипника?
Маркировка C3 указывает на увеличенный радиальный зазор в подшипнике по сравнению с нормальной группой (CN). Это необходимо для работы в условиях повышенных температур, когда из-за разного теплового расширения вала и корпуса стандартный зазор может уменьшиться до нуля, вызывая заклинивание. Для большинства электродвигателей общего назначения используется нормальный зазор.
Как правильно хранить и транспортировать миниатюрные подшипники?
Подшипники должны храниться в оригинальной неповрежденной упаковке, в сухом помещении при комнатной температуре, без вибраций. Запрещается хранить их в разложенном виде без упаковки. Транспортировка должна исключать удары и попадание влаги. Длительное хранение (более 2-3 лет) может потребовать переконсервации, так как заводская смазка может со временем терять свойства.
Заключение
Подшипники размером 5×19 мм, несмотря на свою миниатюрность, являются сложными инженерными изделиями, выбор которых требует учета множества факторов: нагрузок, скоростей, условий среды, требований к точности и шуму. Правильный подбор типоисполнения (открытый, защищенный, уплотненный), материала, класса точности и типа смазки напрямую влияет на надежность и ресурс конечного электротехнического устройства. В энергетике, где отказ вспомогательного оборудования (например, вентилятора охлаждения) может привести к выходу из строя критически важного узла, грамотное применение этих компонентов является залогом бесперебойной работы системы в целом.