Подшипники NU 216 (ГОСТ 32216)

Подшипник NU 216 (ГОСТ 32216): Полное техническое описание и применение в электротехнической и энергетической отраслях

Подшипник качения с обозначением NU 216, соответствующий национальному стандарту ГОСТ 32216 (а также международным аналогам ISO 32216), представляет собой радиальный однорядный цилиндрический роликоподшипник с двумя бортами на наружном кольце и без бортов на внутреннем кольце. Данная конструкция позволяет ему воспринимать исключительно радиальные нагрузки высокой величины, а также обеспечивать свободное осевое перемещение вала относительно корпуса (или наоборот) в пределах зазора, что делает его критически важным компонентом в оборудовании, подверженном тепловым расширениям.

Конструктивные особенности и маркировка

Конструкция подшипника NU 216 строго стандартизирована. Расшифровка его условного обозначения по ГОСТ 32216 (и общепринятой системе ISO) следующая:

• NU – тип подшипника: цилиндрический роликовый, с двумя бортами на наружном кольце и без бортов на внутреннем. Это указывает на возможность свободного осевого перемещения внутреннего кольца с комплектом тел качения относительно наружного.
• 2 – серия ширины: средняя (2). Определяет соотношение ширины подшипника к его посадочному диаметру.
• 16 – посадочный диаметр внутреннего кольца, умноженный на 5: d = 16
• 5 = 80 мм. Таким образом, внутренний диаметр подшипника NU 216 составляет 80 мм.

Ключевые элементы конструкции:

• Внутреннее кольцо (без бортов): Может свободно перемещаться в осевом направлении вместе с валом и роликами. Имеет дорожки качения для роликов по всей ширине.
• Наружное кольцо (с двумя бортами): Фиксируется в корпусе и имеет направляющие борта, удерживающие роликовый комплект.
• Роликовый комплект: Состоит из коротких цилиндрических роликов, удерживаемых сепаратором. Сепаратор, обычно изготавливаемый из стали или латуни, обеспечивает равномерное распределение роликов и снижает трение.

Основные размеры, вес и допуски

Геометрические параметры подшипника NU 216 по ГОСТ 32216 являются основой для взаимозаменяемости. Допуски на изготовление соответствуют классам точности, нормализованным стандартами (обычно 0 (нормальный), 6, 5, 4).

Параметр	Обозначение	Значение (мм)	Примечание
Внутренний диаметр	d	80	Посадочный размер на вал
Наружный диаметр	D	140	Посадочный размер в корпус
Ширина	B	26	Рабочая ширина подшипника
Радиус закругления	r	2.0	Монтажный размер для сопрягаемых деталей
Масса (приблизительная)	—	~1.45 кг	Зависит от производителя и материала сепаратора

Грузоподъемность и рабочие характеристики

Цилиндрические роликоподшипники серии NU обладают максимальной радиальной грузоподъемностью среди подшипников качения аналогичных габаритов благодаря линейному контакту роликов с дорожками качения. Это определяет их применение в узлах с высокими радиальными нагрузками при умеренных и высоких скоростях вращения.

Динамическая грузоподъемность	Статическая грузоподъемность	Предельная частота вращения (смазка маслом)	Предельная частота вращения (смазка пластичным смазочным материалом)
~112 кН	~102 кН	~7000 об/мин	~5600 об/мин

Примечание: Точные значения динамической (C) и статической (C0) грузоподъемности, а также предельных частот вращения необходимо уточнять в каталогах конкретного производителя, так как они могут варьироваться в зависимости от технологии изготовления, материала, класса точности и типа сепаратора.

Область применения в энергетике и электротехнике

Подшипники типа NU 216 находят широкое применение в тяжелом энергетическом и электротехническом оборудовании, где валы испытывают значительные тепловые удлинения.

• Электродвигатели средней и большой мощности (от 200 кВт и выше): Устанавливаются преимущественно на противоположном от привода (несоосном) конце вала ротора. Здесь подшипник NU 216 выполняет функцию «плавающей» опоры, воспринимая радиальные нагрузки от веса ротора и сил магнитного притяжения, при этом позволяя валу свободно расширяться в осевом направлении из-за нагрева. Со стороны привода, как правило, устанавливается фиксирующий подшипник (например, радиально-упорный шариковый или роликовый конический), воспринимающий остаточные осевые усилия.
• Приводы насосов и вентиляторов энергоблоков: В насосном оборудовании циркуляционных, питательных и конденсатных установок, а также в мощных дутьевых вентиляторах. Работают в условиях высоких радиальных нагрузок от гидравлических или аэродинамических сил.
• Опора валов генераторов и турбин: В качестве плавающих опор в некоторых конструкциях вспомогательных агрегатов.
• Муфты и промежуточные валы: В сложных кинематических схемах, где требуется компенсация температурных деформаций и нетребовательность к точности осевой фиксации.

Монтаж, смазка и техническое обслуживание

Правильный монтаж и обслуживание напрямую влияют на ресурс подшипника NU 216.

Монтаж:

• Подшипник NU 216, как правило, устанавливается с натягом на вал (посадка с натягом, например, k6, m6) и с зазором в корпус (посадка H7). Это обеспечивает вращение внутреннего кольца вместе с валом без проворачивания.
• Наружное кольцо фиксируется в корпусе осево (например, крышками или стопорными кольцами) для предотвраствия его проворачивания, но при этом должна сохраняться возможность его небольшого осевого смещения для компенсации температурных деформаций корпуса.
• Запрещается передавать монтажное усилие через сепаратор. Напрессовка должна производиться с помощью оправок, воздействующих на то кольцо, которое садится с натягом (чаще всего – внутреннее).

Смазка:

• Пластичные смазочные материалы (консистентные смазки): Наиболее распространенный вариант для электродвигателей. Используются термостойкие и влагостойкие смазки на основе литиевого или комплексного литиевого загустителя. Заполнение полости корпуса обычно на 1/2 — 2/3 для избежания перегрева от внутреннего трения.
• Жидкие смазочные материалы (масла): Применяются в высокоскоростных приложениях или в системах с централизованной циркуляционной смазкой. Обеспечивают лучшее охлаждение и отвод продуктов износа.

Контроль и замена:

Регламент технического обслуживания включает периодический контроль вибрации, температуры подшипникового узла (норма обычно до +90°C) и акустического шума. При увеличении уровня вибрации, появлении постоянного низкочастотного гула или росте температуры выше допустимой подшипник подлежит диагностике и, вероятно, замене.

Взаимозаменяемость и аналоги

Подшипник NU 216 по ГОСТ 32216 является полным аналогом подшипников, производимых по международным стандартам основных мировых производителей (SKF, FAG/INA, NSK, NTN, Timken). Его обозначение унифицировано в системе ISO.

• Прямые аналоги: NU 216 ECP, NU 216 ECM, NU 216 ECP/C3 (где суффиксы обозначают конструктивные особенности сепаратора, зазоры, класс точности).
• Смежные типы для других схем нагружения:
  • NJ 216 – с одним бортом на наружном и одним на внутреннем кольце. Может воспринимать ограниченные односторонние осевые нагрузки.
  • N 216 – без бортов на наружном кольце (только внутреннее кольцо с бортами).
  • NU 216+HJ 216 – комплект из подшипника NU 216 и разъемного внутреннего кольца для упрощения монтажа на шейки валов без выточек.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Чем отличается подшипник NU 216 от NJ 216 и N 216?

Отличие заключается в конфигурации бортов (заплечиков) на кольцах, что определяет возможность восприятия осевых нагрузок и схему установки. NU 216 имеет два борта на наружном кольце и не имеет бортов на внутреннем, поэтому свободно перемещается в осевом направлении по внутреннему кольцу. NJ 216 имеет два борта на наружном и один борт на внутреннем кольце, что позволяет ему фиксировать вал в одном осевом направлении. N 216 имеет два борта только на внутреннем кольце, а наружное кольцо без бортов, позволяя ему перемещаться в корпусе.

Какой класс точности следует выбирать для электродвигателя?

Для большинства общепромышленных электродвигателей средней мощности достаточно стандартного класса точности 0 (P0 по ISO). Для двигателей повышенной точности, высокоскоростных или специальных применений (например, для привода главного циркуляционного насоса) могут использоваться классы 6 (P6) или 5 (P5), обеспечивающие более строгие допуски на биение и, как следствие, меньший уровень вибрации.

Что означает обозначение C3 в маркировке NU 216 C3 и когда его нужно применять?

Обозначение C3 указывает на увеличенный по сравнению с нормальным группой радиальный зазор в подшипнике. Такой подшипник следует применять в условиях, где ожидается значительный нагрев узла, приводящий к температурному расширению колец и тел качения. Это характерно для электродвигателей, работающих в режимах с частыми пусками/остановами, в жарких цехах или при использовании в качестве фиксирующей опоры подшипника другого типа, который сильно нагревается. Необоснованное применение зазора C3 в нормальных условиях может привести к повышенному шуму и снижению точности позиционирования вала.

Как правильно определить необходимость замены подшипника NU 216 в электродвигателе?

Критериями для планирования замены являются:

• Превышение допустимого уровня вибрации на частоте вращения и ее гармониках (контроль по ISO 10816).
• Постоянный рост температуры подшипникового узла на 10-15°C выше рабочей нормы при неизменных условиях нагрузки и охлаждения.
• Появление в спектре вибрации характерных частот повреждения подшипника (частота перекатывания роликов, частота сепаратора и т.д.).
• Наличие аномальных шумов (грохот, скрежет, постоянный высокочастотный свист) при работе агрегата.

Профилактическую замену часто проводят по наработке, согласно регламенту производителя оборудования.

Можно ли использовать подшипник NU 216 в качестве фиксирующей (упорной) опоры?

Нет, это категорически недопустимо. Подшипник типа NU не предназначен для восприятия осевых нагрузок. Его установка в качестве фиксирующей опоры приведет к заклиниванию роликов между бортами наружного кольца и торцом внутреннего, мгновенному перегреву и разрушению подшипника и, возможно, вала. Для фиксации вала в осевом направлении используются другие типы подшипников (радиально-упорные шариковые, конические роликовые, упорные).

Каков средний расчетный ресурс подшипника NU 216 в электродвигателе?

Номинальный расчетный ресурс L10 (ресурс по усталостной выносливости, который достигают или превышают 90% одинаковых подшипников в одинаковых условиях) рассчитывается по формуле с учетом динамической грузоподъемности (C) и эквивалентной радиальной нагрузки (P). При правильном монтаже, смазке и отсутствии перегрузок в стандартном электродвигателе ресурс может составлять от 40 до 100 тысяч часов. Однако фактический ресурс сильно зависит от чистоты смазки, отсутствия перекосов при монтаже, вибраций фундамента и температурного режима. В реальных условиях межремонтный период для подшипников электродвигателей часто составляет 4-8 лет.