Подшипник шариковый радиальный однорядный с двухсторонним защитным кожухом 6017 2Z (ГОСТ 80117): полный технический анализ
Подшипник качения 6017 2Z представляет собой стандартизированный узел, являющийся ключевым элементом в механизмах, требующих высокой надежности и долговечности при средних нагрузках и скоростях. Его обозначение по международной системе ISO (также применяемой в России) расшифровывается следующим образом: «60» – серия подшипников с нормальной шириной и серией диаметров 3, «17» – внутренний диаметр 17×5 = 85 мм, «2Z» – наличие двухсторонних металлических защитных кожухов (защелок). Отечественным аналогом, полностью соответствующим по геометрии и характеристикам, является подшипник 117 по ГОСТ 80117 (ранее ГОСТ 7242). Данный тип относится к классу шариковых радиальных однорядных подшипников, наиболее распространенному в промышленности.
Конструктивные особенности и материалы
Конструкция подшипника 6017 2Z является классической для своего типа. Основными компонентами являются:
- Наружное и внутреннее кольца. Изготавливаются из подшипниковой стали марки ШХ15 или ее аналогов (например, 100Cr6 по DIN). Кольца проходят термообработку (закалку и отпуск) до твердости 60-66 HRc, что обеспечивает высокую контактную прочность и износостойкость.
- Тело качения. Шарики, выполненные из аналогичной высокоуглеродистой хромистой стали. Количество, диаметр и класс точности шариков строго нормированы для обеспечения равномерного распределения нагрузки.
- Сепаратор (обойма). В наиболее распространенном исполнении для 6017 2Z используется штампованный стальной сепаратор, центрируемый по шарикам. Он обеспечивает равномерное расстояние между шариками, снижает трение и предотвращает их соударение. В вариантах для повышенных скоростей могут применяться сепараторы из текстолита, латуни или полиамида.
- Защитные кожухи (обозначение 2Z). Это штампованные стальные крышки, плотно защелкивающиеся в канавках на наружном кольце подшипника. Они образуют лабиринтное уплотнение с малым зазором относительно внутреннего кольца. Их основная функция – защита от проникновения твердых частиц пыли и грязи извне, а также удержание пластичной смазки внутри подшипникового узла. Важно: кожухи не являются герметизацией для жидкостей или работы под давлением.
- Электродвигатели средних мощностей. Установка на валах роторов (часто как опора со стороны, противоположной приводному концу) в двигателях асинхронного типа мощностью от 55 до 200 кВт.
- Вентиляционное и насосное оборудование. Вентиляторы градирен, дутьевые вентиляторы котельных, циркуляционные и сетевые насосы. Защитные кожухи эффективно предотвращают попадание угольной пыли, летучей золы, влажной взвеси.
- Редукторы общего назначения. В быстроходных и тихоходных валах редукторов, применяемых в приводах задвижек, конвейерных линиях топливоподачи.
- Вспомогательное оборудование электростанций. Ролики транспортеров, опорные узлы механизмов золоудаления, шнековые питатели.
- Способы посадки. Внутреннее кольцо, как правило, устанавливается на вал с натягом (посадки k6, m6), наружное – в корпус с небольшим зазором (посадка H7). Нагрев внутреннего кольца перед установкой допустим (индукционный нагрев, термошкаф), температура не должна превышать 120°C. Прямые удары по кольцам запрещены.
- Смазывание. Подшипник поставляется заполненным консервационной смазкой. Для постоянной работы требуется закладка пластичной смазки на литиевой (Litol 24, ЦИАТИМ-201) или комплексной кальциевой основе. Объем заполнения – 30-50% свободного пространства внутри подшипника. Переполнение смазкой ведет к перегреву. Регламент пополнения смазки определяется условиями работы.
- Контроль и замена. В процессе эксплуатации необходим мониторинг вибрации, температуры и акустического шума. Повышение температуры выше 80-85°C (при температуре окружающей среды +40°C) или рост уровня вибрации указывают на необходимость диагностики. Демонтаж производится с помощью съемников, оказывающих давление непосредственно на снимаемое кольцо.
- По ГОСТ: 117 (старое обозначение), 80117.
- По ISO/DIN: 6017-2Z (или 6017.2Z).
- По ABEC: Class 1 (Normal), что соответствует классу 0 по ГОСТ.
- Аналоги с другими типами уплотнений: 6017-2RS (двухстороннее контактное резиновое уплотнение для лучшей защиты от влаги), 6017 (открытый, без защиты).
- 226.9 ≈ 252 000 часов. Это теоретический ресурс, на практике он корректируется коэффициентами на условия смазки, загрязнения и температуру.
Основные размеры, вес и допуски
Геометрические параметры подшипника 6017 2Z строго регламентированы ГОСТ 80117 (ISO 15:2011).
| Параметр | Обозначение | Значение, мм | Примечание |
|---|---|---|---|
| Внутренний диаметр | d | 85 | Номинальный |
| Наружный диаметр | D | 130 | Номинальный |
| Ширина | B | 22 | Номинальная |
| Радиус закругления | r | 2.0 | Монтажная фаска |
| Масса (приблизительная) | — | 0.95 кг | Зависит от производителя |
Подшипники производятся в классах точности, установленных ГОСТ 520. Наиболее распространенным для общего машиностроения является класс 0 (нормальный). Для более ответственных узлов с повышенными требованиями к вибрации, шуму и биению используются классы 6 (выше нормального), 5, 4 (высокий и сверхвысокий).
Грузоподъемность и скоростные характеристики
Динамическая и статическая грузоподъемность – ключевые параметры для расчета ресурса. Они определяются по методике ISO 281:2007.
| Характеристика | Обозначение | Значение, кН | Описание |
|---|---|---|---|
| Динамическая грузоподъемность | C | 61.0 | Постоянная радиальная нагрузка, которую подшипник может выдержать в течение расчетного срока службы в 1 млн. оборотов. |
| Статическая грузоподъемность | C0 | 45.0 | Допустимая радиальная нагрузка при неподвижном или медленно вращающемся подшипнике, не вызывающая остаточной деформации тел качения и дорожек. |
| Предельная частота вращения | ns | 6300 об/мин* | Максимальная механически допустимая скорость. Для смазки пластичными материалами (типично для 2Z) рабочая скорость должна быть ниже, обычно в диапазоне 4000-5000 об/мин. |
*Значение ориентировочное, зависит от условий смазывания, охлаждения и точности монтажа.
Области применения в энергетике и смежных отраслях
Благодаря балансу грузоподъемности, габаритов и надежной защите кожухами, подшипник 6017 2Z нашел широкое применение:
Монтаж, демонтаж и техническое обслуживание
Правильный монтаж критически важен для реализации полного ресурса подшипника. Для 6017 2Z, как и для всех радиальных шариковых подшипников, допустима только радиальная нагрузка и небольшие осевые нагрузки (около 20% от неиспользованной радиальной грузоподъемности). Комбинированные (радиально-упорные) нагрузки недопустимы.
Взаимозаменяемость и аналоги
Подшипник 6017 2Z является международно стандартизированным изделием. Прямые аналоги включают:
При замене необходимо учитывать не только габариты, но и класс точности и тип сепаратора, если это указано в спецификации оборудования.
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
Чем принципиально отличаются обозначения 2Z и 2RS в подшипнике 6017?
Буквенный индекс указывает на тип защиты. 2Z – двухсторонний металлический защитный кожух (защелка). Он обеспечивает защиту от крупных частиц, удерживает смазку, создает минимальное трение. 2RS – двухстороннее контактное резиновое уплотнение. Оно обеспечивает лучшую защиту от влаги и мелкой пыли, но создает большее трение и имеет более низкий предельный температурный диапазон (обычно до +120°C против +150°C для 2Z). Выбор зависит от среды: 2Z – для сухих, запыленных условий, 2RS – для влажных, агрессивных сред.
Можно ли использовать подшипник 6017 2Z в высокоскоростном шпинделе?
Нет, это не рекомендуется. Для высокоскоростных применений (свыше 6000 об/мин) требуются подшипники специальных серий (например, с керамическими шариками, полиамидными сепараторами, высокой точности изготовления ABEC 5/7) и, как правило, с масляной смазкой. Штампованный сепаратор и пластичная смазка в 6017 2Z не рассчитаны на такие режимы и приведут к перегреву и быстрому выходу из строя.
Как правильно определить необходимый момент затяжки при монтаже?
Момент затяжки гайки или усилие прессовой посадки рассчитываются исходя из требуемого натяга. Для посадки внутреннего кольца на вал с натягом m6 для вала диаметром 85 мм осевое усилие запрессовки составляет примерно 15-25 кН. При монтаже с помощью гайки рекомендуется использовать динамометрический ключ. Ориентировочный момент затяжки для вала 85 мм составляет 200-300 Н·м, но окончательное значение должно быть взято из паспорта на оборудование или рассчитано инженером на основе конкретных условий.
Каков расчетный ресурс подшипника L10 в часах при работе в электродвигателе?
Ресурс L10 (номинальная долговечность, которую достигает 90% подшипников в одинаковых условиях) в часах рассчитывается по формуле: L10h = (10^6 / (60 n)) (C / P)^p, где n – частота вращения (об/мин), C – динамическая грузоподъемность (61 кН), P – эквивалентная динамическая нагрузка (кН), p – показатель степени (p=3 для шариковых подшипников). Например, при n=1500 об/мин и нагрузке P=10 кН: L10h = (1 000 000 / (601500)) (61/10)^3 ≈ 1111
Допустимо ли повторное использование подшипника 6017 2Z после демонтажа?
Решение принимается после тщательной дефектации. Если подшипник был в работе недолго, демонтирован правильно, не имеет видимых дефектов (выкрашивание, коррозия, следы перегрева, задиры), люфтов и шумов при проворачивании, его можно повторно использовать после полной промывки и закладки свежей смазки. Однако для ответственных узлов энергетического оборудования (главные приводы, насосы) повторное использование без переборки на заводе-изготовителе не рекомендуется. При любых сомнениях подшипник подлежит замене.
Какой аналог можно использовать при отсутствии 6017 2Z в условиях дефицита?
Первым вариантом должна быть замена на подшипник с другим типом защиты (например, 6017-2RS), если это допускают условия эксплуатации. Второй вариант – установка открытого подшипника 6017 с последующим монтажом на узел дополнительных защитных крышек или лабиринтных уплотнений. В крайнем случае, при условии работы в чистой среде, можно временно использовать открытый подшипник с частой регламентной смазкой. Установка подшипника другого типоразмера (например, 6217) категорически недопустима без перерасчета посадочных мест и нагрузок.