Подшипники игольчатые 50 мм: технические характеристики, применение и подбор
Подшипники игольчатые с посадочным диаметром 50 мм представляют собой класс роликовых подшипников качения, характеризующийся использованием тонких и длинных цилиндрических роликов малого диаметра. Основное конструктивное отличие от классических роликоподшипников — соотношение длины ролика к его диаметру, которое обычно превышает 3, а сами ролики имеют диаметр не более 5-6 мм. Данный типоразмер (50 мм) является одним из наиболее востребованных в промышленности благодаря оптимальному балансу несущей способности, компактности и универсальности.
Конструктивные разновидности и их маркировка
Подшипники с внутренним диаметром 50 мм производятся в нескольких основных конструктивных исполнениях, определяющих их монтаж, условия работы и грузоподъемность.
- Игольчатые подшипники без внутреннего кольца (тип RNA, NK). Устанавливаются непосредственно на закаленную и шлифованную цапфу вала, которая выполняет функцию беговой дорожки. Это позволяет достичь максимальной компактности узла при заданном диаметре вала. Обозначение: например, RNA 4916 (где 49 – серия, 16 – внутренний диаметр в мм, умноженный на 5, т.е. 80 мм, но для 50 мм будет соответствующее обозначение, например, для вала 50 мм – серия, оканчивающаяся на 10).
- Игольчатые подшипники с внутренним кольцом (тип NA, NK). Комплектуются внутренним кольцом, что упрощает монтаж и позволяет использовать на валах без специальной термообработки. Обозначение: NA 4910 (где 10 = 50 мм / 5).
- Закрытые игольчатые подшипники (с кожухами). Имеют штампованные наружные кольца с уплотнениями, часто предварительно заполнены смазкой. Предназначены для узлов, где затруднено обслуживание или присутствуют загрязнения. Обозначение: HK 5010.
- Игольчатые роликоподшипники с сепаратором. Ролики удерживаются сепаратором, что снижает трение и позволяет работать на высоких скоростях. Бывают радиальными и радиально-упорными.
- Приводы и редукторы вспомогательных механизмов: насосы систем охлаждения, питательные насосы, вентиляторы градирен, механизмы золоудаления.
- Электрические машины: опорные узлы роторов некоторых типов электродвигателей и генераторов малой и средней мощности, где требуется компактность.
- Муфты и соединительные узлы: крестовые шарниры в карданных валах, используемых в приводах поворотных механизмов или системах передачи крутящего момента.
- Крановое и подъемное оборудование: оси блоков, шкивов, колесные пары талей, где важна высокая нагрузочная способность при ударных нагрузках.
- Спецтехника для обслуживания энергообъектов: гидравлические цилиндры, шарниры стрел манипуляторов и измерительного оборудования.
- Характер и величина нагрузки: Игольчатые подшипники предназначены преимущественно для восприятия радиальных нагрузок. Осевая нагрузка допустима лишь в очень небольших пределах и только для некоторых типов (например, с буртами). Динамическая (C) и статическая (C0) грузоподъемность должны иметь запас не менее 1.2-1.5 от расчетных нагрузок.
- Требования к компактности: Если критично уменьшение габаритов узла, выбирают исполнение без внутреннего кольца (RNA/NK). При этом вал должен иметь твердость не менее 58-62 HRC и шероховатость поверхности Ra ≤ 0.4 мкм.
- Условия эксплуатации: При наличии абразивной пыли, влаги или необходимости в минимальном обслуживании предпочтение отдают закрытым подшипникам (HK, BK) с предварительной смазкой.
- Скоростной режим: Для высоких частот вращения обязательны подшипники с сепаратором, который снижает трение и разворачивающий момент.
- Точность вращения: Стандартные игольчатые подшипники имеют класс точности Normal (0). Для прецизионных применений доступны классы P6, P5 (выше).
- Наружное кольцо в корпус: Рекомендуется посадка с небольшим натягом или переходная (H7, J7) для предотвращения проворачивания и обеспечения теплового расширения.
- Внутреннее кольцо на вал: Для подшипников с внутренним кольцом – посадка k6, js6. При установке на цапфу (без кольца) – посадка h6, g6 для обеспечения необходимого контакта.
Основные технические параметры и размеры
Для подшипников игольчатых 50 мм ключевыми являются размерные серии, определяющие их габариты и грузоподъемность. Ниже приведена таблица с параметрами наиболее распространенных типов.
| Тип подшипника | Обозначение (пример) | d (внутр. диаметр), мм | D (наружн. диаметр), мм | B (ширина), мм | Динамическая грузоподъемность (C), кН | Статическая грузоподъемность (C0), кН |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Без внутр. кольца (на вал 50 мм) | RNA 4910 | 50 (вал) | 68 | 22 | 44.5 | 73.0 |
| С внутренним кольцом | NA 4910 | 50 | 72 | 22 | 48.5 | 80.0 |
| Закрытый игольчатый подшипник | HK 5010 | 50 | 62 | 20 | 22.1 | 36.0 |
| Игольчатый с сепаратором | K 50x55x20 | 50 | 55 | 20 | 16.3 | 28.5 |
Примечание: Конкретные значения грузоподъемности могут варьироваться в зависимости от производителя и материала.
Сферы применения в энергетике и смежных отраслях
В энергетическом секторе подшипники игольчатые 50 мм находят применение в узлах с высокими радиальными нагрузками при ограниченном монтажном пространстве в радиальном направлении.
Критерии выбора и особенности монтажа
Выбор конкретного типа игольчатого подшипника диаметром 50 мм осуществляется на основе анализа следующих условий:
Сопутствующие вопросы: смазка, посадки и замена
Эффективная работа подшипника невозможна без правильного монтажа и обслуживания.
Смазка
Применяются пластичные консистентные смазки на литиевой или комплексной основе (например, L-EP 2) для общего назначения, либо синтетические масла для высокоскоростных узлов. Закрытые подшипники смазаны на весь срок службы. Для открытых типов необходимо регулярное пополнение смазки через пресс-масленки с учетом условий работы.
Посадочные размеры и допуски
Признаки износа и замена
Критерии для замены подшипника 50 мм: повышенный шум и вибрация, люфт, заедание, перегрев узла, вытекание отработанной смазки с металлической стружкой. Замена производится с применением съемников. Запрещена ударная запрессовка через ролики. После монтажа обязательна проверка легкости вращения.
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
Чем отличается игольчатый подшипник 50x68x22 от роликового радиального 5010?
Игольчатый подшипник 50x68x22 (тип RNA/NA) имеет значительно меньшую радиальную высоту сечения (9 мм против ~11-12 мм у 5010) при сравнимой ширине. Он использует большее количество роликов меньшего диаметра, что дает более равномерное распределение нагрузки, но, как правило, имеет более низкие предельные обороты. Роликовый подшипник 5010 (тип 60000) универсальнее, часто имеет защитные шайбы и лучше приспособлен для комбинированных нагрузок.
Можно ли использовать подшипник без внутреннего кольца на обычном (не закаленном) валу?
Категорически не рекомендуется. Отсутствие закалки и низкая твердость вала приведут к быстрому образованию лунок (наклепу) на посадочной поверхности от воздействия роликов, что вызовет люфт, биение и разрушение узла. Для таких случаев необходимо выбирать подшипник с внутренним кольцом (NA).
Какой тип игольчатого подшипника 50 мм выбрать для шарнирного соединения, работающего с ударными нагрузками?
Для шарнирных соединений с ударными нагрузками оптимальны закрытые игольчатые подшипники (HK… или BK…). Их штампованная конструкция обладает некоторой упругостью, лучше поглощает удары, а встроенные уплотнения защищают от попадания грязи и удержания смазки. Альтернатива – подшипник с сепаратором и внутренним кольцом (NA 49…), но он потребует внешнего уплотнения.
Каков расчетный ресурс игольчатого подшипника диаметром 50 мм?
Номинальный расчетный ресурс (L10) определяется по стандарту ISO 281 на основе динамической грузоподъемности (C) и эквивалентной динамической нагрузки (P). Ресурс L10 — это наработка в миллионах оборотов, при которой 90% подшипников из группы должны отработать без признаков усталостного выкрашивания. Формула: L10 = (C/P)^(10/3). На практике реальный ресурс сильно зависит от условий: качества монтажа, смазки, отсутствия перекосов, температуры, чистоты среды. При правильной эксплуатации он может многократно превышать расчетный.
Допускается ли осевая нагрузка на игольчатый подшипник 50 мм?
Стандартные радиальные игольчатые подшипники не предназначены для восприятия осевых нагрузок. Кратковременно они могут выдержать очень небольшую осевую составляющую (не более 2-5% от неиспользованной радиальной грузоподъемности). Для комбинированных нагрузок существуют специальные конструкции: игольчатые подшипники с упорными буртами или комбинированные игольно-упорные комплекты. Их применение должно быть четко обосновано в конструкции.
Заключение
Подшипники игольчатые с посадочным диаметром 50 мм являются критически важным компонентом для множества промышленных механизмов, где на первый план выходят требования к высокой радиальной грузоподъемности в условиях ограниченного радиального пространства. Правильный выбор типа (с кольцом или без, открытый или закрытый, со сепаратором или без него), учет условий эксплуатации, соблюдение норм монтажа и обслуживания — ключевые факторы, определяющие надежность и долговечность всего узла. Применение данных подшипников в энергетике требует особого внимания к качеству компонентов и точности расчетов, так как отказ вспомогательного оборудования может повлиять на стабильность работы основных энергоблоков.