Подшипники NU 319 (ГОСТ 32319)

Подшипник качения радиальный цилиндрический однорядный с короткими цилиндрическими роликами без бортов на внутреннем кольце типа NU 319 по ГОСТ 32319

Подшипник NU 319 представляет собой радиальный цилиндрический роликовый подшипник однорядного исполнения, соответствующий требованиям межгосударственного стандарта ГОСТ 32319-2013 (ИСО 15:2011) «Подшипники качения. Радиальные подшипники. Габаритные размеры и общие технические требования». Данный тип подшипника относится к классу подшипников с короткими цилиндрическими роликами, где внутреннее кольцо имеет два борта, а наружное кольцо не имеет бортов. Конструктивная особенность типа NU позволяет внутреннему кольцу с сепаратором и роликами смещаться в осевом направлении относительно наружного кольца, что обеспечивает компенсацию тепловых удлинений вала и исключает возникновение осевых предварительных натягов. Это делает его критически важным компонентом для тяжелонагруженных узлов энергетического оборудования, такого как электродвигатели большой мощности, турбогенераторы, насосы и вентиляторы.

Конструктивные особенности и обозначение

Основные элементы подшипника NU 319:

• Наружное кольцо: Имеет глубокие дорожки качения и не имеет бортов (закраин). Это позволяет устанавливать его в разъемный корпус или осуществлять монтаж с натягом, обеспечивая точное радиальное позиционирование.
• Внутреннее кольцо: Оснащено двумя бортами, которые надежно удерживают ролики и сепаратор в сборе. Внутреннее кольцо монтируется на вал с натягом.
• Ролики: Короткие цилиндрические ролики, расположенные в один ряд. Имеют малую степень трения качения и высокую несущую способность за счет линейного контакта с дорожками качения.
• Сепаратор: Обычно изготавливается из стали (штампованный или механически обработанный) или латуни. Предназначен для равномерного распределения роликов, предотвращения их контакта и обеспечения стабильной работы на высоких скоростях. В исполнении подшипника по ГОСТ 32319 сепаратор, как правило, штампованный стальной.

Обозначение подшипника расшифровывается следующим образом:

• NU – тип конструкции: радиальный роликовый цилиндрический с двумя бортами на наружном кольце и без бортов на внутреннем (в данном случае – наоборот, для типа NU борта на внутреннем кольце). Буква «N» указывает на наличие бортов на наружном кольце, а «U» – на отсутствие бортов на внутреннем.
• 3 – серия диаметров: 3 – тяжелая серия. Указывает на увеличенные габаритные размеры и, как следствие, повышенную грузоподъемность по сравнению со средней (2) или легкой (1) сериями.
• 19 – условное обозначение посадочного диаметра вала. Для подшипников с внутренним диаметром от 20 мм и выше, последние две цифры обозначения, умноженные на 5, дают внутренний диаметр в миллиметрах. Таким образом, внутренний диаметр d = 19
• 5 = 95 мм.

Основные размеры, вес и допуски

Подшипник NU 319 по ГОСТ 32319 имеет строго регламентированные габаритные размеры, которые обеспечивают взаимозаменяемость. Допуски на изготовление соответствуют классам точности, установленным стандартом (нормальный класс 0, повышенные классы 6, 5, 4).

Таблица 1. Основные размеры и характеристики подшипника NU 319

Параметр	Обозначение	Значение, мм	Примечание
Внутренний диаметр	d	95	Посадка на вал с натягом
Наружный диаметр	D	200	Посадка в корпус с натягом
Ширина подшипника	B	45	Рабочая ширина
Радиус монтажной фаски	r	3.0	Мин. значение
Диаметр отверстий в сепараторе	—	~ 12	Ориентировочно, для смазки
Масса, кг	—	~ 4.85	Приблизительное значение

Грузоподъемность и рабочие характеристики

Цилиндрические роликовые подшипники серии NU обладают максимальной радиальной грузоподъемностью среди всех типов роликовых подшипников сравнимых размеров. Они не воспринимают осевые нагрузки (за исключением незначительных, обусловленных трением в парах). Основные динамические и статические характеристики определяются по стандарту ISO 281 и ГОСТ 18855.

Таблица 2. Параметры грузоподъемности и предельных частот вращения

Параметр	Обозначение	Значение (ориентировочное)	Условия
Динамическая грузоподъемность	C	~ 220 кН	Базовая, для расчета ресурса
Статическая грузоподъемность	C0	~ 240 кН	Макс. допустимая статическая нагрузка
Предельная частота вращения при пластичной смазке	ng	~ 4000 об/мин	Зависит от условий смазки и охлаждения
Предельная частота вращения при жидкой смазке	noil	~ 5600 об/мин	Масляная смазка, оптимальные условия

Расчетный срок службы (номинальная долговечность) L₁₀ вычисляется по формуле: L₁₀ = (C/P)^p, где P – эквивалентная динамическая радиальная нагрузка, а p = 10/3 для роликовых подшипников. На практике ресурс существенно зависит от качества монтажа, смазки, отсутствия перекосов и вибраций.

Область применения в энергетике

Подшипники NU 319 находят широкое применение в ответственных узлах энергетического оборудования, где преобладают значительные радиальные нагрузки при высоких окружных скоростях и требуется обеспечить свободное осевое перемещение вала.

• Электродвигатели и генераторы: Установка на концевых частях валов роторов мощных асинхронных и синхронных машин. Подшипник типа NU, как правило, устанавливается со стороны, противоположной выходному валу («неприводной конец»), и работает как «плавающая» опора, компенсируя тепловое расширение ротора.
• Турбогенераторы и паровые турбины: Вспомогательные опорные узлы.
• Насосное оборудование: Центробежные насосы высокого давления, питательные насосы ТЭС и АЭС.
• Вентиляторы и дымососы: Опорные узлы роторов тяжелых вентиляторов систем газо- и воздухоподачи.
• Муфты и редукторы: В качестве опорных подшипников в крупных зубчатых муфтах.

Монтаж, демонтаж и смазка

Правильный монтаж является ключевым фактором надежной работы подшипника NU 319. Внутреннее кольцо монтируется на вал с натягом, наружное – в корпус (обычно также с натягом). Для монтажа запрещено прилагать ударные нагрузки непосредственно к кольцам. Необходимо использовать индукционные нагреватели для внутреннего кольца или гидравлические прессы. При монтаже необходимо обеспечить соосность посадочных мест вала и корпуса, исключить перекосы. Осевой зазор между торцом подшипника и упором в корпусе должен быть достаточным для свободного теплового перемещения внутреннего кольца (обычно 0.5-1 мм).

Смазка может быть пластичной (консистентной) или жидкой (масляной). Выбор зависит от скорости вращения и температурного режима. Для высокоскоростных применений в энергетике чаще применяется циркуляционная масляная смазка с принудительной подачей и охлаждением. При использовании пластичной смазки (например, на основе литиевого комплекса) заполнение полости корпуса должно составлять 1/3 – 1/2 объема для избежания перегрева. Необходимо строго соблюдать межремонтные интервалы по замене смазки.

Взаимозаменяемость и аналоги

Подшипник NU 319, изготовленный по ГОСТ 32319, является полным аналогом подшипников международных производителей, выпускаемых по стандарту ISO 15. Прямые зарубежные аналоги: SKF NU 319 ECJ (со стальным сепаратором), FAG NU 319 E.TVP2, NSK NU 319. При замене необходимо обращать внимание на класс точности, тип сепаратора и конструктивные особенности (наличие смазочных канавок, материал). В большинстве случаев подшипники нормального класса точности (PN) по ГОСТ являются взаимозаменяемыми.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Чем отличается подшипник типа NU от типа NJ?

В подшипнике типа NU борта расположены на внутреннем кольце, а наружное кольцо не имеет бортов. В подшипнике типа NJ, наоборот, борта расположены на наружном кольце (один или два), а внутреннее кольцо не имеет бортов с одной стороны. Это определяет схему осевого фиксирования: NU позволяет смещаться внутреннему кольцу относительно наружного, а NJ – наружному кольцу относительно внутреннего. Часто они используются в паре для создания фиксирующе-плавающей опорной схемы.

Можно ли использовать подшипник NU 319 для восприятия осевых нагрузок?

Нет, классический подшипник типа NU не предназначен для восприятия осевых нагрузок. Конструкция с бортами только на одном кольце не обеспечивает упора роликов в торец дорожки качения под осевой нагрузкой. Попытка нагрузить его осевой силой приведет к проскальзыванию роликов, их заклиниванию, перегреву и быстрому разрушению подшипника.

Какой класс точности является стандартным для NU 319 по ГОСТ?

Стандартным, наиболее распространенным и доступным является класс точности 0 (PN) по ГОСТ 520-2011 (аналог нормального класса по ISO). Для более ответственных высокоскоростных применений в энергетике могут использоваться подшипники повышенных классов точности: 6 (P6), 5 (P5) и даже 4 (P4), которые обеспечивают меньшие допуски на биение и более стабильную работу.

Как правильно определить необходимый натяг при посадке внутреннего кольца на вал?

Величина натяга регламентируется в зависимости от типа нагрузки, диаметра вала и условий работы. Для тяжелонагруженных узлов энергетического оборудования (например, ротор электродвигателя) обычно применяются посадки с гарантированным натягом: для вала диаметром 95 мм это могут быть посадки k6, m6, n6 по ГОСТ 3325. Точный выбор посадки должен быть указан в конструкторской документации на конкретный узел. Недостаточный натяг приведет к проворачиванию кольца и выработке посадочной поверхности, чрезмерный – к уменьшению радиального зазора и риску разрушения кольца.

Каковы признаки выхода из строя подшипника NU 319 и методы диагностики?

Основные признаки:

• Повышенный шум и вибрация: Появление низкочастотного гулкого шума или высокочастотного визга.
• Нагрев узла: Превышение рабочей температуры (обычно более +80°C на корпусе) указывает на проблемы со смазкой, перегрузку или повреждение.
• Люфт и биение: Появление ощутимого радиального или осевого люфта при ручной проверке (на остановленном агрегате).

Методы диагностики: виброакустический анализ (контроль уровня виброскорости и виброускорения в широком частотном диапазоне), термография (контроль температурных полей), анализ смазочного материала на наличие продуктов износа.

Какие существуют модификации подшипника NU 319?

Помимо стандартного исполнения, существуют модификации:

• С сепараторами из разных материалов (сталь, латунь, полиамид).
• С канавками и отверстиями для подвода смазки во внешнем кольце (обозначение W33).
• С измененным внутренним зазором (C3, C4) для работы в условиях значительных тепловых деформаций.
• С покрытиями (например, фосфатированием) для улучшения прирабатываемости в сложных условиях.

Выбор модификации должен быть обоснован конкретными условиями эксплуатации.