Подшипники NA4904

Подшипники NA4904: полное техническое описание, применение и особенности эксплуатации в электротехнической и энергетической отраслях

Подшипник NA4904 представляет собой однорядный роликовый подшипник с цилиндрическими роликами и бортами на наружном кольце, без бортов на внутреннем кольце. Данный тип относится к подшипникам серии 4900, спроектированным для восприятия исключительно радиальных нагрузок высокой интенсивности. Конструктивная особенность – наличие двух бортов на наружном кольце и одного съемного борта (стопорного кольца) на противоположной стороне – позволяет фиксировать вал в осевом направлении только с одной стороны, обеспечивая при этом возможность свободного теплового расширения вала. Это критически важно для роторов электрических машин, где компенсация температурных удлинений является обязательным условием надежной работы.

Конструкция и технические характеристики подшипника NA4904

Конструкция NA4904 базируется на стандарте ISO 15:2011 (ранее ISO 15:1998). Основные компоненты: внутреннее кольцо (без бортов), наружное кольцо (с двумя бортами и канавкой под стопорное кольцо), комплект цилиндрических роликов и сепаратор, удерживающий ролики. Отсутствие бортов на внутреннем кольце позволяет ему перемещаться осево относительно вала или в корпусе, что исключает возникновение осевых напряжений от радиальной нагрузки.

Основные размеры подшипника NA4904 согласно каталогам ведущих производителей (SKF, FAG, NSK, Timken):

• Внутренний диаметр (d): 20 мм
• Наружный диаметр (D): 37 мм
• Ширина (B): 12 мм
• Радиус монтажной фаски (r min.): 0.6 мм
• Диаметр канавки под стопорное кольцо (D1): 34.7 мм
• Ширина канавки (b): 1.5 мм
• Размер стопорного кольца (по стандарту ISO 464): 37×1.5

Таблица 1. Основные динамические и статические характеристики (ориентировочные, на основе данных SKF)

Параметр	Обозначение	Значение	Единица измерения
Динамическая грузоподъемность	C	16.8	кН
Статическая грузоподъемность	C0	13.8	кН
Предельная частота вращения при пластичной смазке	—	15000	об/мин
Предельная частота вращения при жидкой смазке	—	19000	об/мин
Масса (приблизительная)	—	0.045	кг

Материалы и технологии производства

Для изготовления колец и тел качения подшипников NA4904, используемых в энергетике, применяется подшипниковая сталь марки 100Cr6 (аналог AISI 52100) с высокой чистотой и однородностью структуры. Термообработка (сквозная закалка и низкий отпуск) обеспечивает твердость 58-65 HRC. Сепараторы могут изготавливаться из штампованной стали, латуни или полиамида (PA66, армированный стекловолокном), в зависимости от требований к предельной частоте вращения, вибрации и допустимым температурам. Для работы в агрессивных средах или при повышенных температурах используются стали AISI 440C (коррозионно-стойкая) или M50 (для высокотемпературных применений).

Область применения в электротехнической и энергетической продукции

Подшипник NA4904 находит применение в компактных, но высокооборотистых и нагруженных узлах. В энергетике и электротехнике его основное применение:

• Роторы маломощных турбогенераторов и высокоскоростных электродвигателей (приводы насосов, вентиляторов систем охлаждения).
• Валы вспомогательного оборудования на электростанциях: масляные насосы, топливоподкачивающие насосы, регуляторы.
• Приводы вентиляторов охлаждения силовых трансформаторов и полупроводниковых преобразователей.
• Шпиндели небольших станков для обработки коллекторов и контактных колец.
• Испытательные стенды для калибровки приборов учета электроэнергии.

Его ключевая роль – обеспечение точного радиального позиционирования вала при одновременной компенсации монтажных и температурных осевых смещений, что предотвращает заклинивание и перегрев.

Монтаж, смазка и техническое обслуживание

Правильный монтаж NA4904 определяет его ресурс. Вал должен иметь квалитет h6 или j6, посадочное место в корпусе – H7. Посадка внутреннего кольца на вал – переходная или с небольшим натягом. Наружное кольцо устанавливается в корпус с зазором для обеспечения возможности осевого перемещения. После установки наружного кольца в канавку монтируется стопорное кольцо (замок). Необходимо обеспечить соосность посадочных мест, так как перекос резко снижает ресурс подшипника.

Таблица 2. Рекомендации по смазке для различных режимов работы

Тип смазки	Марка (пример)	Диапазон рабочих температур	Рекомендуемый режим применения
Пластичная (консистентная)	SKF LGMT 2, Mobil Polyrex EM	-30°C … +110°C (пик +130°C)	Стандартные электродвигатели, не требующие частого обслуживания. Заполнение 30-50% свободного пространства.
Минеральное масло	ISO VG 32 или VG 68	0°C … +80°C	Высокооборотистые узлы с принудительной циркуляционной системой смазки или масляным туманом.
Синтетическое масло (ПАО/Эстеры)	Mobil SHC 624	-40°C … +150°C	Узлы, работающие в широком температурном диапазоне, либо в условиях повышенных температур (рядом с нагретыми элементами).

Техническое обслуживание включает регулярный мониторинг вибрации и температуры. Превышение температуры на 40-45°C над температурой окружающей среды или рост уровня вибрации указывают на необходимость диагностики: проверки смазки, центровки, состояния посадочных мест. При переборке подшипник должен быть заменен, повторное использование после демонтажа не рекомендуется.

Взаимозаменяемость и аналоги

Подшипник NA4904 производится под единым обозначением всеми крупными мировыми брендами. Прямые аналоги: SKF NA4904, FAG NA4904, NSK NA4904, NTN NA4904, Timken NA4904. В каталогах могут также встречаться старые обозначения, например, 624904 (по ГОСТ 2893-82, устарел). При замене необходимо обращать внимание на класс точности (стандартный – P0, для прецизионных применений доступны P6, P5) и материал сепаратора, которые могут отличаться у разных производителей для одной размерной серии.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Чем подшипник NA4904 отличается от подшипника 4904?

Подшипник 4904 (или 624904) – это радиальный роликоподшипник без бортов на обоих кольцах. Он может свободно перемещаться в осевом направлении как относительно вала, так и относительно корпуса. NA4904 имеет борта на наружном кольце и стопорное кольцо, что обеспечивает одностороннюю осевую фиксацию всего узла в корпусе. Это ключевое конструктивное и монтажное различие.

Как правильно выбрать посадку для NA4904 на вал и в корпус?

Для внутреннего кольца, вращающегося вместе с валом и воспринимающего радиальную нагрузку, рекомендуется посадка с натягом: для вала общего назначения – k6, для ударных нагрузок – m6. Наружное кольцо, которое должно иметь возможность осевого смещения в корпусе для компенсации расширения, устанавливается с зазором: рекомендуемая посадка в корпус – H7. Необходимо обеспечить свободное скольжение наружного кольца в осевом направлении.

Каков расчетный ресурс подшипника NA4904 в электродвигателе?

Расчетный ресурс (номинальная долговечность по усталости L10) определяется по формуле L10 = (C/P)^(10/3) [млн. оборотов], где C – динамическая грузоподъемность, P – эквивалентная динамическая нагрузка. Для типового электродвигателя при правильной установке, смазке и отсутствии перекосов ресурс может превышать 20 000 часов. Однако на практике ресурс сильно зависит от чистоты смазки, вибраций и температурного режима.

Можно ли использовать NA4904 для восприятия осевых нагрузок?

Нет, категорически не рекомендуется. Подшипник NA4904 предназначен исключительно для восприятия радиальных нагрузок. Даже незначительная осевая нагрузка из-за отсутствия бортов на внутреннем кольце приведет к осевому смещению вала и может вызвать заклинивание роликов, разрушение сепаратора и быстрый выход узла из строя. Для комбинированных нагрузок необходимо применять упорно-радиальные подшипники.

Какие признаки указывают на скорый выход из строя подшипника NA4904?

• Повышение рабочей температуры узла на 15-20°C выше нормальной.
• Появление постоянного или нарастающего шума (гула, скрежета) при работе.
• Возникновение вибрации на частотах, кратных частоте вращения.
• Люфт или осевое биение вала, зафиксированного данным подшипником.
• Вытекание потемневшей смазки или наличие в ней металлической стружки.

Какой аналог можно подобрать, если NA4904 отсутствует в наличии?

В качестве временной замены, только в случае отсутствия осевых нагрузок, может быть рассмотрен стандартный радиальный роликоподшипник 4904 (N4904) при условии, что осевая фиксация узла обеспечена другими элементами конструкции (например, парой упорных шарикоподшипников). Однако это инженерное решение требует перерасчета всей опоры. Прямой функциональной заменой, обеспечивающей одностороннюю фиксацию, является подшипник типа NUP (с двумя бортами на наружном и одним стопорным бортом на внутреннем кольце), но его габаритные размеры будут иными, что потребует переделки посадочных мест.

Заключение

Подшипник NA4904 является специализированным решением для высоконагруженных радиальных опор, требующих компенсации осевых температурных деформаций. Его корректный выбор, основанный на расчете эквивалентной нагрузки и частоты вращения, точный монтаж с соблюдением посадочных допусков, а также применение качественной смазки в соответствии с режимом эксплуатации – обязательные условия для обеспечения долговечности и надежности ответственных узлов в энергетическом и электротехническом оборудовании. Регулярный мониторинг состояния подшипникового узла позволяет предотвратить внезапные отказы и минимизировать простои дорогостоящего оборудования.