Подшипники N224 (ГОСТ 2224)
Подшипник N224 (ГОСТ 2224): полное техническое описание, применение и эксплуатация
Подшипник качения N224, соответствующий ГОСТ 2224-93, является одним из базовых и наиболее распространенных узлов в отечественном промышленном оборудовании. Это радиальный однорядный шарикоподшипник с цилиндрическим отверстием, предназначенный для восприятия преимущественно радиальных нагрузок, а также комбинированных (радиальных и осевых) нагрузок, действующих в двух направлениях. Его универсальность, надежность и стандартизированные размеры делают его ключевым компонентом в электродвигателях, редукторах, насосах, вентиляторах и прочем энергетическом и промышленном оборудовании.
Нормативная база и обозначение
Основным документом, регламентирующим параметры подшипника, является ГОСТ 2224-93 «Подшипники шариковые радиальные однорядные. Технические условия». Этот стандарт распространяется на подшипники с цилиндрическим отверстием диаметром от 3 до 1200 мм и устанавливает требования к их конструкции, размерам, допускам, техническим характеристикам и методам контроля.
Условное обозначение подшипника расшифровывается следующим образом:
- N – серия подшипника (нормальная серия по ширине).
- 2 – серия подшипника по диаметру (легкая серия).
- 24 – код внутреннего диаметра. Для расчета внутреннего диаметра (d) в мм используется формула: d = 24
- 5 = 120 мм.
- Наружное кольцо. Имеет глубокие канавки (дорожки качения) на внутренней поверхности. Устанавливается в корпус (стакан) с переходной или скользящей посадкой.
- Внутреннее кольцо. Имеет канавки на наружной поверхности. Насаживается на вал, как правило, с натягом (посадка с гарантированным натягом, например, k6).
- Шарики. Стальные шарики, расположенные в один ряд. Количество и диаметр шариков рассчитаны для оптимального распределения нагрузки.
- Сепаратор. Удерживает шарики на равном расстоянии друг от друга, предотвращая их контакт и обеспечивая равномерное распределение нагрузки. Сепараторы для подшипников N224 могут изготавливаться из штампованной стали (обозначение – без индекса или Y), латуни (M), полиамида (P, TN) или текстолита (T). Выбор материала сепаратора зависит от условий эксплуатации: скорости, температуры, типа смазки.
- Электродвигатели и генераторы. Устанавливается на валах роторов двигателей средней и большой мощности (как на приводном, так и на противоположном конце вала).
- Насосное оборудование. Центробежные, консольные, многоступенчатые насосы для воды, нефтепродуктов, химических сред.
- Вентиляторы и дымососы. Поддержка валов вентиляторов систем вентиляции, котельных установок, градирен.
- Редукторы и коробки передач. В качестве опор быстроходных, промежуточных и тихоходных валов.
- Оборудование для горнодобывающей и металлургической промышленности. Конвейеры, рольганги, валы прокатных станов.
- Пластичные смазки (консистентные). Литиевые (Литол-24, ЦИАТИМ-201), комплексные кальциевые, полимочевинные. Используются при скоростях до 3600 об/мин, обеспечивают долговременную работу без обслуживания.
- Жидкие масла. Индустриальные масла (И-Г-А, И-Г-Д и др.). Применяются в высокоскоростных узлах (до 4300 об/мин и выше) или в системах с централизованной циркуляционной смазкой. Уровень масла должен доходить до центра нижнего шарика.
- Повышенный шум (гул, скрежет, стук) при работе.
- Вибрация узла (вала).
- Нагрев корпуса подшипника выше 70-80°C при нормальных условиях работы.
- Люфт (осевой или радиальный) при ручной проверке на установленном узле.
- Попадание влаги, абразива или вытекание смазки с изменением ее цвета на темный (признак износа).
Таким образом, N224 – это радиальный шарикоподшипник легкой серии по диаметру и нормальной серии по ширине с внутренним диаметром 120 мм.
Основные размеры и технические характеристики
Геометрические параметры подшипника N224 строго стандартизированы и являются основой для проектирования посадочных мест в корпусах и на валах.
| Параметр | Обозначение | Значение, мм |
|---|---|---|
| Внутренний диаметр | d | 120 |
| Наружный диаметр | D | 215 |
| Ширина | B | 40 |
| Радиус закругления | r | 3,0 |
| Диаметр монтажной фаски | da (min) | 131 |
| Диаметр монтажной фаски | Da (max) | 204 |
Помимо размеров, критически важными являются динамическая и статическая грузоподъемность, а также предельная частота вращения.
| Характеристика | Обозначение | Значение | Примечание |
|---|---|---|---|
| Динамическая грузоподъемность | C | 168 кН | Нагрузка, которую подшипник может выдержать в течение 1 млн. оборотов |
| Статическая грузоподъемность | C0 | 146 кН | Допустимая статическая нагрузка |
| Предельная частота вращения (масляная смазка) | nпред | 4300 об/мин | Ориентировочное значение для качественной смазки |
| Предельная частота вращения (пластичная смазка) | nпред | 3600 об/мин | Ориентировочное значение |
| Масса (приблизительная) | m | ~4,35 кг | Зависит от производителя и материала |
Конструкция и материалы
Подшипник N224 состоит из четырех основных компонентов:
Основной материал для колец и тел качения – подшипниковая сталь ШХ15 или ее зарубежные аналоги (100Cr6). Для работы в агрессивных средах или при повышенных температурах используются стали 95Х18-Ш, 8Х4В4Ф2-Ш или специальные покрытия.
Область применения в энергетике и промышленности
Благодаря балансу грузоподъемности, габаритов и стоимости, подшипник N224 нашел широчайшее применение:
Монтаж, демонтаж и смазка
Правильная установка подшипника – залог его долговечной работы. Для монтажа внутреннего кольца на вал с натягом используется прессовое оборудование или нагрев подшипника в масляной ванне до 80-100°C. Категорически запрещен прямой удар по кольцам. Демонтаж осуществляется с помощью специальных съемников (съемников лапчатых или раздвижных), оказывающих усилие непосредственно на снимаемое кольцо.
Смазка является критическим фактором. Для подшипника N224 применяются:
При выборе смазки необходимо учитывать температурный диапазон, скорость вращения, наличие влаги или агрессивных веществ.
Взаимозаменяемость и аналоги
Подшипник N224 (ГОСТ) имеет полные аналоги в основных зарубежных системах обозначений, что обеспечивает простую замену при обслуживании импортного оборудования.
| Стандарт | Обозначение | Производитель / Примечание |
|---|---|---|
| ISO | 6224 | Международный стандарт (размеры 120x215x40) |
| DIN 625 | 6224 | Немецкий стандарт |
| SKF | 6224 | Швеция |
| FAG | 6224 | Германия |
| NSK | 6224 | Япония |
| NTN | 6224 | Япония |
| Timken | 6224 | США |
При замене необходимо также обращать внимание на конструкцию сепаратора и класс точности, которые могут отличаться у разных производителей.
Классы точности и радиальные зазоры
По ГОСТ 2224-93 подшипники изготавливаются в классах точности: 0 (нормальный), 6, 5, 4, 2 (в порядке повышения точности). Для большинства энергетических применений достаточно класса 0. Классы 6 и 5 используются в более ответственных узлах с повышенными требованиями к вибрации и биению. Радиальный зазор (серия зазора) выбирается в зависимости от условий работы: нормальная (Н), уменьшенная (У), нулевая (0) и т.д. Для электродвигателей общего назначения, как правило, применяется зазор нормальной группы.
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
Чем отличается подшипник 224 от N224?
Это одно и то же изделие. Согласно актуальному ГОСТ 2224-93, полное обозначение включает серию по ширине. В технической документации и на практике часто используется сокращенное обозначение – 224, под которым подразумевается N224 (легкая серия по диаметру, нормальная по ширине). Однако в спецификациях корректнее указывать полное обозначение.
Какой сепаратор лучше: металлический или полиамидный?
Штампованный стальной сепаратор (Y) наиболее универсален, термостоек и прочен. Латунный сепаратор (M) обладает хорошими антифрикционными свойствами и используется в высокоскоростных узлах. Полиамидный сепаратор (P, TN) легче, обладает эффектом самосмазывания, хорошо гасит вибрации, но имеет ограничения по температуре (как правило, до +120°C) и несовместим с некоторыми типами смазок. Выбор зависит от конкретных условий: скорости, температуры, типа смазки.
Как определить, что подшипник N224 вышел из строя и требует замены?
Основные признаки неисправности:
Можно ли использовать подшипник N224 для восприятия осевых нагрузок?
Радиальные шарикоподшипники способны воспринимать осевые нагрузки, не превышающие 70% от неиспользованной допустимой радиальной нагрузки. Для N224 это допустимо, но если узел работает в условиях значительной постоянной или переменной осевой нагрузки, следует рассмотреть применение упорных или радиально-упорных подшипников.
Как правильно хранить подшипники до монтажа?
Подшипники должны храниться в оригинальной заводской упаковке (бумага, пропитанная ингибиторами коррозии) в сухом, чистом помещении при температуре от +5 до +25°C и относительной влажности не более 60-70%. Запрещается хранить подшипники на полу без поддонов, вблизи источников вибрации или вместе с химически активными веществами. Срок хранения в смазанном состоянии – до 5 лет, после чего рекомендуется проверить состояние смазки.
Какие посадки рекомендуется использовать для подшипника N224 в электродвигателе?
Для внутреннего кольца, вращающегося на валу, рекомендуется посадка с натягом: для вала – поле допуска k6 или js6 (в зависимости от нагрузки и условий). Для наружного кольца, установленного в неподвижный корпус, как правило, применяется переходная посадка (H7) или посадка с небольшим зазором (G7) для облегчения осевого перемещения при тепловом расширении.
Заключение
Подшипник N224 (ГОСТ 2224) представляет собой классический, проверенный временем и стандартизированный узел, который остается востребованным в современной энергетике и промышленности. Его корректный выбор по классу точности, зазору и типу сепаратора, грамотный монтаж с соблюдением посадок, а также своевременное и адекватное обслуживание с правильной смазкой являются основными факторами, обеспечивающими надежную и долговечную работу всего оборудования. Понимание его характеристик, аналогов и правил эксплуатации позволяет специалистам эффективно решать задачи ремонта, модернизации и технического обслуживания ответственных агрегатов.