Подшипники 6018 (118)

Подшипник 6018 (118): Полное техническое описание, применение и спецификации

Подшипник качения с обозначением 6018 (по системе ISO/ABEC) или 118 (по устаревшей, но до сих пор распространенной системе ГОСТ) является однорядным радиально-упорным шарикоподшипником. Это ключевой компонент в механизмах, где требуется восприятие комбинированных нагрузок (радиальных и осевых) с высокой точностью вращения и надежностью. Конструктивно он отличается от стандартного радиального шарикоподшипника тем, что дорожки качения на наружном и внутреннем кольцах смещены относительно друг друга, что и позволяет эффективно воспринимать осевые усилия, действующие в одном направлении.

Конструктивные особенности и геометрия

Подшипник 6018 (118) состоит из следующих основных элементов:

• Наружное кольцо: Имеет дорожку качения, выполненную под определенным углом контакта (обычно 40° для серии 118). Наружная цилиндрическая поверхность предназначена для посадки в корпус.
• Внутреннее кольцо: Также имеет смещенную дорожку качения. Внутреннее отверстие предназначено для посадки на вал. Кольцо часто имеет большую высоту сечения, что повышает его жесткость.
• Сепаратор: Изготавливается из штампованной стали, массивной латуни или полиамида. Его функция – равномерное распределение шариков и предотвращение их взаимного контакта. В энергетике часто предпочтение отдается латунным или стальным сепараторам из-за требований к температурной стабильности и долговечности.
• Тело качения: Шарики, количество и диаметр которых строго нормированы. Они изготавливаются из высокопрочной хромистой стали (например, ШХ15) с высокой степенью чистоты поверхности и точности геометрической формы.

Угол контакта (α) является определяющим параметром. Для подшипника 118 (6018) он стандартно составляет 40°. Чем больше угол, тем выше способность воспринимать осевые нагрузки, но несколько снижается радиальная грузоподъемность. Данный тип является неразъемным, что требует осевого монтажа.

Основные размеры, вес и допуски

Габаритные размеры подшипника 6018 (118) строго регламентированы стандартами ГОСТ 831-75 (российский) и ISO 15:2011 (международный).

Обозначение	d (внутр. диаметр), мм	D (наруж. диаметр), мм	B (ширина), мм	r (монтажная фаска), мм	Масса, кг (прибл.)
6018 (118)	90	140	24	2.0	1.18

Подшипники производятся в различных классах точности. В общем машиностроении часто применяется класс 0 (нормальный). В энергетике, для ответственных узлов турбин, генераторов, насосов высокого давления, используются подшипники повышенных классов точности: 6, 5, 4 (по ГОСТ) или P6, P5, P4 (по ISO). Это обеспечивает минимальное биение, снижение вибрации и тепловыделения, что критически важно для высокооборотных агрегатов.

Нагрузочные характеристики и режимы работы

Рабочие характеристики подшипника определяются его динамической и статической грузоподъемностью.

• Динамическая грузоподъемность (C): Это постоянная радиальная нагрузка, которую подшипник может выдерживать в течение расчетного срока службы в 1 миллион оборотов. Для подшипника 6018 это значение составляет примерно 65-70 кН, в зависимости от производителя и класса точности.
• Статическая грузоподъемность (C₀): Это нагрузка, вызывающая в наиболее нагруженной зоне контакта общую пластическую деформацию тел качения и колец, равную 0.0001 от диаметра шарика. Для 6018 это значение около 45-50 кН. Важно при выборе подшипника для стационарных или низкооборотных механизмов.
• Предельная частота вращения: Зависит от типа смазки, конструкции сепаратора и точности изготовления. Для подшипника 6018 с масляной смазкой и латунным сепаратором предельная частота может достигать 6000-7000 об/мин для класса точности P5 и выше.

Радиально-упорные шарикоподшипники, включая 6018, требуют регулировки осевого зазора (натяга) при установке. Это достигается путем точной подборки расстояния между посадочными местами подшипников в корпусе или с помощью регулировочных шайб и гаек. Неправильная регулировка ведет к перегреву и преждевременному выходу из строя.

Смазка и уплотнения

В энергетике применяются два основных типа смазки:

• Пластичные смазки (консистентные): Используются в узлах, где сложно организовать систему циркуляционной смазки, или для малонагруженных узлов. Требуют периодического пополнения. Для высокотемпературных применений (электродвигатели, турбины малой мощности) используются смазки на основе комплексных кальциевых или литиевых мыл.
• Жидкие смазочные масла: Циркуляционная система смазки – стандарт для крупных энергетических агрегатов (турбогенераторы, главные циркуляционные насосы). Масло выполняет не только смазывающую, но и охлаждающую, а также защитную функцию. Используются индустриальные масла типа И-Г-А или турбинные масла (Тп-22, Тп-30).

Стандартный подшипник 6018 поставляется без уплотнений (открытый). В условиях запыленности или необходимости сохранения смазки применяются внешние лабиринтные уплотнения, щелевые уплотнения или съемные защитные шайбы (2Z или 2R обозначение).

Области применения в энергетике и смежных отраслях

Подшипник 6018 (118) находит применение в следующих критически важных узлах:

• Электродвигатели и генераторы: Установка в качестве опор вала ротора средних и крупных мощностей. Часто используются парно, с расположением «враспор» или «вразвал», что позволяет фиксировать вал в осевом направлении и воспринимать радиальные нагрузки.
• Насосное оборудование: Центробежные насосы высокого давления (сетевые, питательные, циркуляционные). Подшипник воспринимает радиальную нагрузку от рабочего колеса и осевое усилие, возникающее из-за перепада давления.
• Турбинная техника: Вспомогательные механизмы паровых и газовых турбин, приводы маслонасосов, вентиляторы систем охлаждения.
• Редукторы и зубчатые передачи: В качестве опор быстроходных и тихоходных валов, где присутствуют значительные осевые составляющие от косозубых или червячных зацеплений.

Монтаж, демонтаж и техническое обслуживание

Правильный монтаж – залог долговечности подшипника. Основные этапы:

1. Подготовка: Проверка посадочных поверхностей вала и корпуса (чистота, шероховатость, размер). Посадка внутреннего кольца на вал – переходная или с натягом. Посадка наружного кольца в корпус – обычно скользящая.
2. Нагрев: Для монтажа с натягом внутреннее кольцо нагревается в масляной ванне или с помощью индукционного нагревателя до температуры 80-100°C. Запрещается нагрев открытым пламенем.
3. Установка: Подшипник устанавливается на вал до упора в бурт. Монтаж ведется с помощью оправки, передающей усилие на запрессовываемое кольцо. Ударные нагрузки недопустимы.
4. Регулировка осевого зазора: После установки пары подшипников производится замер и установка необходимого осевого натяга с помощью регулировочных элементов.
5. Смазка: Подшипник заполняется смазкой на 1/3 — 1/2 свободного объема. Переполнение ведет к перегреву.

Контроль в процессе эксплуатации включает мониторинг вибрации, температуры (не должна превышать +80°C при длительной работе) и акустического шума. Резкое изменение этих параметров сигнализирует о неисправности.

Взаимозаменяемость и аналоги

Подшипник 6018 (118) имеет прямые аналоги у всех мировых производителей:

• SKF: 6018
• FAG: 6018
• NSK: 6018
• NTN: 6018
• Timken: не является прямым аналогом, так как Timken специализируется на роликовых конических подшипниках.

При замене необходимо учитывать не только размеры, но и класс точности, тип сепаратора и материал. Подшипники класса P6 могут быть установлены вместо класса P0, но обратная замена в ответственном узле недопустима.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

В чем ключевое отличие подшипника 118 от обычного радиального шарикоподшипника 218?

Подшипник 118 – радиально-упорный с углом контакта 40°, предназначен для комбинированных нагрузок и требует регулировки осевого зазора. Подшипник 218 – радиальный, предназначен в первую очередь для восприятия радиальных нагрузций, осевая грузоподъемность у него незначительна, регулировка осевого зазора не требуется. Они не являются взаимозаменяемыми.

Как правильно определить необходимый осевой натяг для пары подшипников 6018 в редукторе?

Величина осевого натяга определяется расчетным путем, исходя из условий работы, температурного расширения и жесткости узла. На практике для узлов средней точности часто используется «монтажный» натяг в пределах 0-20 мкм, который проверяется динамометрическим ключом по моменту проворачивания вала. Точные значения должны быть указаны в технической документации на агрегат (паспорте, руководстве по монтажу).

Можно ли использовать подшипник 6018 в узле, где действует двусторонняя осевая нагрузка?

Один радиально-упорный подшипник воспринимает осевую нагрузку только в одном направлении. Для восприятия двусторонних осевых нагрузок необходимо устанавливать два подшипника в противоположную настройку (например, «враспор» или «вразвал»), либо использовать сдвоенные радиально-упорные подшипники (например, тип DB или DF).

Что означает маркировка на подшипнике, например, 6018 P5 C3?

• 6018: Основное обозначение типоразмера.
• P5: Класс точности (P5 – повышенный).
• C3: Группа радиального зазора, большая, чем нормальная. Это важно для узлов, где ожидается значительный нагрев и требуется компенсация теплового расширения.

Какой сепаратор лучше: латунный или полиамидный (пластиковый) для насоса?

Для энергетических насосов, работающих в непрерывном режиме с циркуляционной смазкой, предпочтительны латунные или штампованные стальные сепараторы. Они обладают лучшей стойкостью к высоким температурам (свыше 120°C) и к воздействию турбинного масла. Полиамидные сепараторы (обозначение TN9, P) имеют ограничение по температуре (обычно до +120°C непрерывно) и совместимости со смазками, но работают тише и хорошо подходят для агрегатов общего назначения.

Каков типовой ресурс подшипника 6018 в турбогенераторе?

Расчетный ресурс (номинальная долговечность по усталости) для подшипников качения исчисляется в часах работы при заданных нагрузках и частоте вращения. Для правильно подобранного, смонтированного и обслуживаемого подшипника 6018 в системе с циркуляционной смазкой и фильтрацией в турбогенераторе ресурс может превышать 100 000 часов. Фактический срок службы до замены часто определяется не усталостью материала, а состоянием смазки, попаданием загрязнений и правильностью регулировок.