Подшипники 6220 (220)

Подшипник 6220 (220): Полное техническое описание, применение и специфика эксплуатации в электротехнике и энергетике

Подшипник качения с обозначением 6220, также широко известный в устаревшей отечественной системе маркировки как подшипник 220, является радиальным однорядным шарикоподшипником. Это один из наиболее распространенных и универсальных типов подшипников, используемых в электромашинном оборудовании, насосах, вентиляторах и редукторах, обслуживающих энергетический комплекс. Его основная функция – обеспечение свободного вращения вала с минимальными потерями на трение, восприятие радиальных нагрузок и ограниченных осевых нагрузок в обоих направления.

Конструкция и технические характеристики подшипника 6220

Конструкция подшипника 6220 соответствует международному стандарту ISO 15:2011 (DIN 625-1). Он состоит из следующих базовых компонентов:

• Наружное кольцо: Имеет глубокие канавки (дорожки качения) на внутренней поверхности.
• Внутреннее кольцо: Имеет глубокие канавки на наружной поверхности. Посадочное отверстие диаметром 100 мм предназначено для установки на вал.
• Сепаратор: Удерживает шарики на равном расстоянии друг от друга, предотвращая их контакт и снижая трение. Для подшипника 6220 сепараторы могут быть штампованными из стали (обычное исполнение) или механически обработанными из латуни, полиамида (для специальных условий).
• Шарики: Стальные шарики, количество и размер которых точно рассчитаны для оптимального распределения нагрузки. Являются телом качения.
• Защитные уплотнения/крышки (в закрытых исполнениях): Обозначаются суффиксами (например, 6220-2RSR – с двусторонним контактным резиновым уплотнением, 6220-ZZ – с двусторонними металлическими защитными шайбами).

Основные размеры и весовые параметры

Геометрия подшипника 6220 строго стандартизирована. Основные размеры приведены в таблице.

Параметр	Обозначение	Значение (мм)	Примечание
Внутренний диаметр	d	100	Посадка на вал
Наружный диаметр	D	180	Посадка в корпус
Ширина	B	34	Осевой габарит
Радиус закругления	r	2.0	Монтажный фаска
Масса (ориентировочно)	—	~2.85 кг	Для открытого исполнения

Допуски, классы точности и рабочие характеристики

Для применения в электродвигателях и энергетическом оборудовании критическое значение имеют классы точности и зазоры. Подшипник 6220 стандартного производства соответствует классу точности P0 (нормальный класс по ISO, Class Normal по ABEC). Для высокооборотистых или высокоточных агрегатов используются классы P6, P5 (соответствует ABEC 3, 5).

Радиальный зазор (Internal Clearance) – ключевой параметр, влияющий на температурный режим и вибрацию. Стандартный зазор для 6220 – группа CN (Normal). Для электродвигателей, где вал нагревается сильнее корпуса, часто применяют подшипники с зазором C3 (больше нормального) для компенсации теплового расширения.

Характеристика	Значение / Диапазон	Условия
Динамическая грузоподъемность (C)	104 кН	Базовая расчетная нагрузка
Статическая грузоподъемность (C0)	71.5 кН	Предельная статическая нагрузка
Предельная частота вращения	8500 об/мин (масло)	Для открытого исполнения
Предельная частота вращения	6700 об/мин (пластичная смазка)	Для закрытого исполнения

Материалы и смазка

Базовый материал для колец и шариков – подшипниковая сталь марки 52100 (ШХ15 по ГОСТ). Для работы в агрессивных средах (например, в морской воде или химической промышленности) применяются подшипники из нержавеющей стали (марка AISI 440C).

Смазка является обязательным условием долговечной работы. В энергетике распространены два подхода:

• Предварительно смазанные подшипники с уплотнениями (6220-2RS1/C3): Заполняются консистентной смазкой на весь срок службы (тип смазки указывается в маркировке). Требуют минимального обслуживания.
• Открытые подшипники для систем циркуляционной смазки: Используются в мощных турбогенераторах, крупных насосах, где смазка подается под давлением, одновременно отводя тепло.

Применение в электротехнике и энергетике

Подшипник 6220 находит широкое применение в оборудовании среднего и крупного габарита:

• Асинхронные электродвигатели: Устанавливаются на валах двигателей мощностью от 75 до 200 кВт (зависит от конструкции и производителя). Часто используются в паре: на приводном конце – радиально-упорный подшипник, на противоположном – радиальный 6220.
• Насосное оборудование: Циркуляционные, питательные, конденсатные насосы ТЭС и АЭС. Требуют особого внимания к герметизации и стойкости к вибрациям.
• Вентиляторы и дымососы: Вентиляторы главного проветривания, дутьевые вентиляторы котельных агрегатов.
• Редукторы и мультипликаторы: В качестве опор быстроходных и тихоходных валов в редукторах, обслуживающих генераторы или насосы.
• Турбины малой мощности и вспомогательные механизмы.

Монтаж, демонтаж и техническое обслуживание

Правильный монтаж критически важен для ресурса подшипника. Основные методы установки на вал диаметром 100 мм:

• Термический (нагрев): Наиболее предпочтительный способ. Внутреннее кольцо нагревается в индукционном нагревателе или масляной ванне до +80…+110°C, после чего легко надевается на вал. Запрещен нагрев открытым пламенем.
• Механический прессование: Усилие прикладывается только к внутреннему кольцу, запрещено передавать усилие через шарики или сепаратор. Используются монтажные оправки.

Демонтаж производится с помощью съемников (съемники типа «лапа» или гидравлические съемники). Обслуживание заключается в периодическом контроле вибрации, температуры и, для открытых систем, состояния смазочного материала. Температура наружного кольца в рабочем режиме не должна превышать +90°C при долговременной работе.

Аналоги и перекрёстные ссылки

Подшипник 6220 производится всеми мировыми брендами (SKF, FAG/INA, NSK, NTN, Timken) и имеет идентичные геометрические параметры. Прямые аналоги в других системах маркировки:

Стандарт / Производитель	Обозначение
ГОСТ (Россия, старый)	220
ГОСТ (Россия, новый)	6220
ISO	6220
DIN	6220
ABEC (США)	6220

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Чем отличается подшипник 220 от 6220?

Это один и тот же подшипник. Цифра «220» – это устаревшее обозначение по советскому ГОСТ 8338-78, где «2» – серия легкой ширины, «20» – код внутреннего диаметра (20*5=100 мм). «6220» – современное обозначение по ISO и актуальному ГОСТ, где «6» – тип (радиальный шариковый), «2» – серия ширины и диаметра (легкая), «20» – код диаметра. Геометрически они идентичны.

Какой радиальный зазор (C3 или CN) следует выбрать для электродвигателя?

Для большинства электродвигателей общепромышленного применения, где рабочая температура подшипникового узла не превышает 70-80°C, допустимо использование зазора CN (нормальный). Однако для двигателей, работающих в режиме частых пусков/остановок, с высоким тепловыделением (например, в лифтах, дробилках), или если по паспорту двигателя указано «C3», необходимо применять подшипник с увеличенным зазором (6220 C3). Это предотвращает заклинивание из-за теплового расширения внутреннего кольца и вала.

Можно ли заменить открытый подшипник 6220 на закрытый (с уплотнением) в действующем оборудовании?

Да, такая замена часто практикуется для перевода узла на необслуживаемый режим (lubricated for life). При этом необходимо учитывать:

• Снижение предельной частоты вращения (см. таблицу характеристик).
• Тип штатной смазки в узле: она должна быть совместима с материалом уплотнения и заводской смазкой подшипника.
• Наличие осевого пространства: некоторые уплотненные исполнения имеют немного увеличенную ширину.
• Тепловой режим: уплотнения создают дополнительное трение.

Замена на закрытый подшипник оправдана для труднодоступных узлов, где регулярное пополнение смазки затруднено.

Как определить необходимость замены подшипника 6220 в насосе или электродвигателе?

Основные диагностические признаки износа:

• Повышенный уровень вибрации: Превышение нормативов по виброскорости и виброускорению в осевом и радиальном направлениях.
• Акустический шум: Появление постоянного низкочастотного гула, скрежета или свиста.
• Нагрев: Повышение температуры подшипникового узла на 15-20°C выше стандартной рабочей температуры при неизменных условиях нагрузки.
• Люфт: Появление ощутимого рукой радиального или осевого люфта вала при остановленном агрегате.

Регулярный вибрационный контроль является наиболее эффективным методом прогнозирования остаточного ресурса.

Каков расчетный ресурс подшипника 6220 в часах?

Номинальный расчетный ресурс L₁₀ (время, которое выдерживают 90% из группы одинаковых подшипников) рассчитывается по формуле, учитывающей динамическую грузоподъемность (C) и эквивалентную динамическую нагрузку (P). При работе под номинальной нагрузкой, соответствующей его грузоподъемности, ресурс может составлять десятки тысяч часов. Однако в реальных условиях на ресурс влияют факторы, не учитываемые в базовом расчете: качество монтажа, чистота смазки, вибрации, перекосы, попадание влаги. В правильно смонтированном и обслуживаемом узле электродвигателя ресурс подшипника 6220 может превышать 40 000 – 60 000 часов.

Как правильно хранить подшипники 6220 до монтажа?

Подшипники должны храниться в оригинальной неповрежденной упаковке, в сухом, чистом помещении при температуре от +5°C до +25°C и относительной влажности не более 65%. Запрещается хранить подшипники навалом, вблизи источников вибрации или магнитных полей. Подшипники, поставляемые с консервационной смазкой, не требуют дополнительной обработки перед установкой. Срок хранения в таких условиях – до 5 лет.