Подшипники 6221 (ГОСТ 221)

Подшипник качения шариковый радиальный однорядный типа 6221 по ГОСТ 8338-75 (заменяет ГОСТ 221)

Подшипник 6221 является стандартным шарикоподшипником радиальным однорядным, соответствующим основным требованиям межгосударственного стандарта ГОСТ 8338-75 «Подшипники шариковые радиальные однорядные. Основные размеры». В профессиональной среде, особенно среди специалистов с большим стажем, до сих пор используется устаревшее обозначение «ГОСТ 221», которое относилось к ранее действовавшему стандарту на эту же продукцию. Данный тип подшипника относится к наиболее распространенной и универсальной конструкции, предназначенной для восприятия преимущественно радиальных нагрузок, а также комбинированных (радиальных и осевых) нагрузок, действующих в двух направлениях.

Конструктивные особенности и обозначение

Подшипник 6221 состоит из следующих основных компонентов:

• Наружное кольцо с глубокой канавкой (дорожкой качения) на внутренней поверхности.
• Внутреннее кольцо с глубокой канавкой на наружной поверхности, имеющее цилиндрическое посадочное отверстие.
• Сепаратор, центрирующий и разделяющий шарики. Наиболее распространены сепараторы, изготавливаемые из штампованной стали (обозначение в маркировке не указывается), но могут применяться и конструкции из латуни, полиамида или других материалов в зависимости от модификации и условий эксплуатации.
• Набор шариков, расположенных в один ряд.

Основное обозначение «6221» расшифровывается по ГОСТ 3189-89:

• 6 – серия подшипника по ширине (широкая серия 6).
• 2 – серия подшипника по диаметру (легкая серия 2).
• 21 – код внутреннего диаметра. Для подшипников с диаметром от 20 мм и выше, код умножается на 5 для получения диаметра в мм: 21
• 5 = 105 мм.

Таким образом, подшипник 6221 – это радиальный однорядный шарикоподшипник легкой широкой серии с посадочным диаметром внутреннего кольца 105 мм.

Основные размеры, вес и допуски

Габаритные и установочные размеры подшипника 6221 строго регламентированы ГОСТ 8338-75. Они являются ключевыми для конструкторов при проектировании узлов.

Таблица 1. Основные размеры и характеристики подшипника 6221

Параметр	Обозначение	Значение, мм	Примечание
Внутренний диаметр	d	105	Посадочный размер на вал
Наружный диаметр	D	190	Посадочный размер в корпус
Ширина	B	36	Монтажная высота
Радиус закругления	r	3.0	Монтажный фаска
Диаметр шариков (расчетный)	Dw	~22.23	Приблизительное значение
Масса, кг (приблизительно)	—	~3.10	Зависит от материала сепаратора и производителя

Подшипники общего назначения, к которым относится 6221, обычно изготавливаются по классам точности 0 (нормальный) и 6 (повышенный) по ГОСТ 520-2011 (аналог международного стандарта ISO 492). Для особо ответственных высокоскоростных узлов могут потребоваться подшипники классов точности 5, 4 и выше, которые поставляются по специальным заказам.

Нагрузочные характеристики и режимы работы

Эксплуатационные возможности подшипника определяются его динамической и статической грузоподъемностью.

Таблица 2. Нагрузочные характеристики (ориентировочные, по каталогам ведущих производителей)

Параметр	Обозначение	Значение, кН	Примечание
Динамическая грузоподъемность	C	110 – 120	Базовая радиальная нагрузка, которую подшипник может выдержать в течение 1 млн оборотов
Статическая грузоподъемность	C0	72 – 80	Допустимая радиальная нагрузка при неподвижном или медленно вращающемся подшипнике
Предельная частота вращения при жидкой смазке	nпред	6300 – 6700 об/мин	Ограничивается температурным режимом и балансировкой
Предельная частота вращения при пластичной смазке	nпред	4300 – 4800 об/мин	Ниже из-за потерь на трение в консистентной смазке

Подшипник 6221 способен воспринимать осевую нагрузку, составляющую примерно 30-40% от неиспользованной допустимой радиальной нагрузки. При комбинированном нагружении необходимо проводить расчет эквивалентной динамической нагрузки по методике, указанной в ГОСТ 18855-94.

Область применения в энергетике и смежных отраслях

Благодаря сбалансированному соотношению размеров и грузоподъемности, подшипник 6221 нашел широкое применение в различных узлах энергетического и промышленного оборудования:

• Электродвигатели средней и большой мощности (как на валу ротора, так и на противоположной стороне).
• Насосное оборудование (центробежные, циркуляционные, питательные насосы).
• Вентиляторы и дымососы энергоблоков.
• Муфты и соединительные узлы приводных валов.
• Редукторы общего назначения и вспомогательные механизмы.
• Оборудование для транспортировки сырья (роликоопоры, приводы конвейеров).

Монтаж, демонтаж и смазка

Правильный монтаж является критически важным для долговечности подшипника. Для подшипника 6221 с цилиндрическим отверстием стандартной практикой является посадка внутреннего кольца на вал с натягом, а наружного – в корпус с зазором (реже также с натягом). Рекомендуемые поля допусков: вал – k6 или js6; отверстие корпуса – H7. Монтаж осуществляется с применением механического или гидравлического пресса, либо путем нагрева подшипника в масляной ванне до температуры 80-100°C. Запрещается прямой нагрев открытым пламенем или с помощью газовой горелки.

Смазка может быть пластичной (консистентной) или жидкой (масляной). Выбор зависит от режима работы:

• Пластичная смазка (например, Литин-24, ЦИАТИМ-201, импортные аналоги) применяется при скоростях вращения до 4500-4800 об/мин, обеспечивает долговременную работу без обслуживания. Заполнение полости подшипника – на 1/3-1/2.
• Жидкая масляная смазка (индустриальные масла ISO VG 68, 100) используется в высокоскоростных узлах или в системах с централизованной циркуляцией смазки. Требует наличия уплотнений.

Взаимозаменяемость и аналоги

Подшипник 6221 по ГОСТ 8338-75 является полным аналогом подшипника 6221 по международному стандарту ISO 15 (DIN 625-1). Он взаимозаменяем с подшипниками следующих обозначений у различных производителей:

• SKF: 6221
• FAG/INA: 6221
• NSK: 6221
• NTN: 6221
• TIMKEN: 6221

Следует обращать внимание на возможные модификации: наличие защитных крышек (обозначения 6221-Z, 6221-2Z) или контактных сальников (6221-RS, 6221-2RS), которые влияют на предельную частоту вращения и необходимость дополнительного уплотнения узла.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Чем отличается подшипник 6221 по ГОСТ 8338 от старого ГОСТ 221?

Фактически, это один и тот же типоразмер. ГОСТ 221 «Шарикоподшипники радиальные однорядные» был заменен в 1975 году на ГОСТ 8338-75 с сохранением преемственности основных размеров. Современным действующим стандартом является ГОСТ 8338-75. Обозначение «ГОСТ 221» используется как устаревшее, но общепринятое в обиходе.

Какой класс точности является стандартным для подшипника 6221?

Стандартным, наиболее распространенным и доступным по цене является класс точности 0 (ноль). Подшипники этого класса применяются в подавляющем большинстве узлов общего назначения. Классы 6, 5, 4 поставляются под заказ и используются в высокоточном или высокоскоростном оборудовании.

Можно ли использовать подшипник 6221 для восприятия значительных осевых нагрузок?

Конструктивно радиальный однорядный шарикоподшипник не предназначен для работы в условиях чистого осевого или преобладающего осевого нагружения. Он способен воспринимать осевые нагрузки, но они не должны превышать 30-40% от неиспользованной радиальной динамической грузоподъемности. Для двухстороннего осевого фиксирования вала рекомендуется использовать сдвоенную установку или выбирать подшипники упорные или радиально-упорные.

Как правильно определить необходимую посадку подшипника на вал и в корпус?

Посадка зависит от типа нагрузки на кольцо. В большинстве случаев для подшипника 6221 внутреннее кольцо, вращающееся вместе с валом и воспринимающее циркуляционную нагрузку, должно устанавливаться с натягом (поле допуска вала: k6, m6). Наружное кольцо, часто неподвижное в корпусе и воспринимающее местную нагрузку, устанавливается с небольшим зазором (поле допуска отверстия корпуса: H7). В случае, если вращается наружное кольцо, а внутреннее неподвижно, правила меняются на противоположные.

Каков расчетный ресурс подшипника 6221 и от чего он зависит?

Номинальный расчетный ресурс (в часах) определяется по формуле L_10h = (10⁶ / (60 n)) (C / P)^p, где n – частота вращения (об/мин), C – динамическая грузоподъемность (Н), P – эквивалентная динамическая нагрузка (Н), p – показатель степени (для шариковых подшипников p=3). Ресурс L₁₀ означает, что с вероятностью 90% подшипник проработает указанное количество часов. Фактический ресурс сильно зависит от условий эксплуатации: чистоты смазки, точности монтажа, температурного режима, вибраций.

Какие существуют модификации подшипника 6221 и как они маркируются?

Наиболее распространенные модификации:

• 6221-Z или 6221-2Z – с одной или двумя защитными стальными штампованными крышками. Защищают от крупных загрязнений, но не являются герметичными.
• 6221-RS или 6221-2RS – с одним или двумя контактными сальниками из синтетического каучука (NBR). Обеспечивают лучшую герметизацию, но имеют более низкий предельно допустимый скоростной режим из-за трения сальника.
• 6221 C3 или 6221 C4 – с увеличенным радиальным зазором по сравнению с нормальным (CN). Применяются в узлах с повышенным нагревом или при необходимости компенсации температурных деформаций.