Подшипники 6004 2RS (180104)

Подшипник шариковый радиальный однорядный 6004 2RS (обозначение по ГОСТ: 180104): полный технический анализ для применения в электротехнике и энергетике

Подшипник качения с обозначением 6004 2RS является одним из наиболее распространенных и востребованных компонентов в электромеханических системах. Его полное обозначение по ГОСТ 8338-75 (подшипники шариковые радиальные однорядные) — 180104, где «1» — серия по ширине (нормальная), «8» — серия по диаметру (сверхлегкая), «01» — код конструктивного исполнения (радиальный однорядный шариковый), «04» — код диаметра отверстия (20 мм). В международной системе обозначений по ISO 15:2017, код 6004 расшифровывается следующим образом: «6» — серия (сверхлегкая), «004» — диаметр отверстия 20 мм (004

• 5 = 20 мм). Суффикс 2RS указывает на наличие двух контактных уплотнений из синтетического каучука (NBR) на обоих сторонах подшипника. Данный тип подшипника является ключевым элементом в обеспечении надежности и долговечности вращающихся узлов электрооборудования.

Конструктивные особенности и материалы

Подшипник 6004 2RS представляет собой закрытую, неразъемную конструкцию, готовую к установке и не требующую дополнительной настройки или добавления смазки в течение всего срока службы при штатных условиях эксплуатации. Его основные компоненты:

• Внутреннее кольцо. Изготавливается из подшипниковой стали марки ШХ15 или ее аналогов (100Cr6 по DIN, AISI 52100). Имеет глубокие желоба (дорожки качения), геометрия которых оптимизирована для восприятия радиальных и умеренных осевых нагрузок.
• Наружное кольцо. Выполнено из того же материала, что и внутреннее. Наружная цилиндрическая поверхность предназначена для посадки в корпус.
• Тело качения. Стальные шарики из аналогичной высокоуглеродистой хромистой стали. Количество, диаметр и класс точности шариков строго нормированы и определяют динамическую и статическую грузоподъемность узла.
• Сепаратор. В большинстве стандартных исполнений 6004 2RS используется сепаратор из стеклонаполненного полиамида (PA66-GF25). Это легкий, износостойкий материал, обеспечивающий бесшумную работу и хорошие смазывающие свойства. В исполнениях для повышенных нагрузок или температур могут применяться штампованные стальные (чаще — для незакрытых версий) или латунные сепараторы.
• Уплотнения 2RS. Двусторонние контактные уплотнения лабиринтно-щеточного типа. Изготовлены из маслобензостойкого синтетического каучука (нитрильного бутадиенового каучука — NBR), армированного стальным каркасом. Обеспечивают эффективную защиту от попадания пыли, влаги и других загрязнений, а также удерживают пластичную смазку внутри подшипника.
• Смазка. Подшипник поставляется заправленным на весь срок службы высококачественной литиевой или комплексной кальциевой пластичной смазкой (чаще всего типа NLGI 2). Объем заполнения составляет примерно 25-30% свободного пространства, что предотвращает перегрев от избыточного трения.

Основные размеры, допуски и классы точности

Геометрические параметры подшипника 6004 2RS строго стандартизированы по ISO 15:2017 (DIN 625-1) и ГОСТ 8338-75.

Таблица 1. Основные размеры подшипника 6004 2RS (180104)

Параметр	Обозначение	Размер, мм	Примечание
Внутренний диаметр	d	20	Посадочный размер на вал
Наружный диаметр	D	42	Посадочный размер в корпус
Ширина	B	12	Общая ширина подшипника с уплотнениями
Радиус закругления	r	1.0	Максимальный радиус галтели вала/корпуса
Диаметр шариков	Dw	≈7.94	Расчетный параметр

Класс точности по ISO (DIN) для стандартных поставок — Normal (P0). Для применений в высокооборотных электродвигателях или прецизионных механизмах доступны исполнения с повышенными классами точности: P6, P5, P4 (ABEC 3, 5, 7 соответственно). Повышение класса точности уменьшает биения, снижает вибрацию и шум, что критически важно для энергетического оборудования.

Грузоподъемность и рабочие характеристики

Динамическая и статическая грузоподъемность — ключевые параметры для выбора подшипника под конкретную нагрузку. Значения указаны для базового исполнения с сепаратором из полиамида.

Таблица 2. Характеристики грузоподъемности и предельные обороты

Параметр	Обозначение	Значение	Условия
Динамическая грузоподъемность	C	9.30 кН	По ISO 281:2007
Статическая грузоподъемность	C0	5.02 кН	По ISO 76:2006
Предельная частота вращения смазкой пластичной	ng	14 000 об/мин	Теоретический предел для открытого исполнения
Предельная частота вращения для исполнения 2RS	ngrs	10 000 — 12 000 об/мин	Фактический предел из-за трения уплотнений
Максимальная рабочая температура	Tmax	+120°C (кратковременно до +150°C)	Ограничено материалом уплотнений (NBR) и смазкой
Минимальная рабочая температура	Tmin	-40°C	Ограничено смазкой

Типовые применения в электротехнике и энергетике

Подшипник 6004 2RS нашел широкое применение благодаря оптимальному соотношению размеров, грузоподъемности и стоимости. В энергетическом секторе его основными точками установки являются:

• Электродвигатели малой и средней мощности (от 0.5 до 7.5 кВт). Устанавливаются на валах ротора как со стороны привода (DE), так и со стороны противопривода (NDE). Уплотнения 2RS надежно защищают зону качения от угольной пыли от щеток, а также от агрессивных сред.
• Вентиляторы и охладители. В системах принудительного воздушного охлаждения силовых трансформаторов, шкафов управления, генераторов. Подшипник работает в условиях высоких температур и запыленности.
• Насосное оборудование. В циркуляционных, конденсатных и других вспомогательных насосах. Уплотнения повышают стойкость к влажной среде.
• Приводы заслонок, клапанов и регуляторов. В механизмах систем управления паровыми и газовыми турбинами.
• Генераторы малой мощности и альтернативной энергетики. В ветрогенераторах малых форм-факторов, гидрогенераторах.
• Ролики транспортерных лент, механизмы натяжения. В системах топливоподачи на угольных и биомассных ТЭЦ.

Монтаж, демонтаж и обслуживание

Правильная установка подшипника 6004 2RS определяет его ресурс. Посадка внутреннего кольца на вал, как правило, осуществляется с натягом (поля допусков вала: k6, js6, m6). Посадка наружного кольца в корпус — переходная или с небольшим зазором (поля допусков корпуса: H7, J7). Монтаж должен производиться с применением специальных оправок, передающих усилие прессования непосредственно через насаживаемое кольцо (внутреннее — при посадке на вал, наружное — при посадке в корпус). Категорически запрещено передавать ударную или монтажную нагрузку через уплотнения или сепаратор. Для облегчения монтажа допускается нагрев подшипника в масляной ванне до +80…+90°C. Так как подшипник является необслуживаемым (закрытого типа), регламентные работы сводятся к контролю вибрации, температуры узла и периодической очистке внешних поверхностей. При выходе из строя подшипник подлежит полной замене.

Аналоги и модификации

Помимо базового исполнения 6004 2RS, существуют другие конструктивные варианты для специфических условий:

• 6004-2Z — с двухсторонними металлическими защитными шайбами (зебрами). Меньшее сопротивление вращению, но худшая защита от влаги и пыли. Применяется в чистых средах.
• 6004-RS или 6004-LS — с одним уплотнением (обычно со стороны противопривода).
• 6004 C3 / C4 — с увеличенным радиальным зазором. Применяется в условиях повышенных температур, где требуется компенсация теплового расширения.
• 6004 VT143 — со специальной консистентной смазкой, расширенным температурным диапазоном или пищевым допуском.
• Подшипники с сульфидированием (индекс S1) — для повышенной стойкости к износу в условиях граничной смазки.
• Аналоги по ГОСТ: 180104 (открытый), 180104К — с защитными шайбами, 180104Р — с уплотнением (чаще односторонним).

Критерии выбора и основные причины отказов

При выборе подшипника 6004 2RS для ответственных применений в энергетике необходимо учитывать:

1. Режим нагрузки (постоянная, переменная, ударная).
2. Частоту вращения (не должна превышать n_grs).
3. Температурный диапазон окружающей среды и узла.
4. Характер окружающей среды (влажность, химически активные агенты, абразивная пыль).
5. Требования к уровню шума и вибрации (выбор класса точности).

Типичные причины преждевременного выхода из строя:

• Перегрев. Вызванный перетяжкой, отсутствием радиального зазора, чрезмерной осевой нагрузкой или несовместимой смазкой.
• Электроэрозия. Прохождение токов утечки через подшипник (токов Фуко) при неправильном заземлении ротора электродвигателя. Проявляется в виде кратеров и канавок на дорожках качения и шариках.
• Загрязнение. Попадание абразивных частиц через поврежденные уплотнения или вследствие некачественного монтажа.
• Коррозия. Работа в условиях высокой влажности или конденсации агрессивных сред при недостаточной защите узла в целом.
• Несоосность вала и корпуса. Приводит к повышенной нагрузке на одну сторону дорожки качения и быстрому износу.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Чем отличается подшипник 6004 2RS от 6004 ZZ?

Основное отличие — в типе защиты. 2RS имеет два контактных уплотнения из синтетического каучука, обеспечивающих высокую степень защиты от влаги и пыли, но создающих большее трение. ZZ имеет две металлические защитные шайбы (зебры), которые не контактируют с кольцами. Они эффективны только от крупных частиц, но имеют минимальное сопротивление вращению. Выбор зависит от среды: для чистых и сухих отсеков — ZZ, для влажных, пыльных, агрессивных сред — 2RS.

Можно ли добавлять смазку в подшипник 6004 2RS?

Нет, стандартные подшипники 6004 2RS являются необслуживаемыми и герметично закрытыми. Конструкция не предусматривает каналов для добавления смазки. Попытка ввести смазку через повреждение уплотнения приведет к нарушению внутреннего баланса смазочного материала, риску попадания загрязнений и сокращению срока службы. При износе подшипник подлежит замене.

Какой радиальный зазор у стандартного подшипника 6004 2RS?

Стандартный подшипник 6004 поставляется с группой радиального зазора CN (Normal) по ISO 5753-1. Для данного типоразмера значение зазора составляет от 5 до 20 мкм. Для специальных применений доступны группы C2 (меньше CN), C3 (больше CN) и C4 (еще больше). В энергетических двигателях часто используют группу C3 для компенсации теплового расширения.

Что означает индекс «180104» и как он соотносится с «6004 2RS»?

Индекс «180104» — это устаревшее, но до сих пор используемое обозначение по советскому/российскому ГОСТ 8338-75. Его расшифровка: «1» — серия по ширине (нормальная), «8» — серия по диаметру (сверхлегкая), «01» — тип (радиальный шариковый однорядный), «04» — диаметр отверстия 20 мм. «6004 2RS» — международное обозначение по ISO. Таким образом, 180104 — это аналог открытого подшипника 6004. Полным аналогом 6004 2RS по ГОСТ будет обозначение, включающее указание на уплотнения, например, в спецификации часто пишут «180104 с двухсторонним уплотнением» или используют код производителя.

Как правильно подобрать замену вышедшему из строя подшипнику в электродвигателе?

Необходимо учитывать не только типоразмер (20x42x12), но и все инженерные нюансы:

1. Снять маркировку со старого подшипника (возможно, под слоем грязи).
2. Определить условия работы узла (температура, наличие вибрации, вероятность протекания токов).
3. Если старый подшипник имел специальные индексы (C3, S1, VT…), новый должен их повторять.
4. Для электродвигателей рекомендуется использовать подшипники как минимум класса точности P6 (ABEC 3) для снижения вибрации.
5. Предпочтение следует отдавать продукции известных производителей (SKF, FAG/INA, NSK, NTN, Timken), так как их геометрия, материалы и балансировка соответствуют заявленным характеристикам.

Почему подшипник 6004 2RS в электродвигателе может перегреваться?

Причины перегрева могут быть следующие:

• Механические: чрезмерный предварительный натяг при посадке, несоосность вала и корпуса, повышенная осевая или радиальная нагрузка сверх расчетной.
• Смазочные: несовместимость заводской смазки с температурным режимом, ее старение или вымывание.
• Электрические: протекание токов утечки через подшипник (электрическая эрозия).
• Внешние: отсутствие охлаждения, высокая температура окружающей среды, работа на предельных оборотах.

Необходима комплексная диагностика: замер вибрации, проверка соосности, контроль тока двигателя.