Подшипники радиально-упорные однорядные ГОСТ

Подшипники радиально-упорные однорядные: конструкция, стандартизация и применение в электротехнике

Радиально-упорные однорядные шарикоподшипники являются высокоточными опорами, предназначенными для одновременного восприятия комбинированных нагрузок: радиальной и осевой в одном направлении. Их ключевая особенность – контактный угол между линией действия нагрузки на шарик и плоскостью, перпендикулярной оси вращения подшипника. Этот угол (обозначаемый α) является фиксированным для конкретного исполнения и определяет соотношение между осевой и радиальной грузоподъемностью: чем больше угол, тем выше способность воспринимать осевые усилия. В энергетике и электротехнической промышленности данные подшипники нашли широкое применение в узлах с высокими скоростями вращения и значительными осевыми нагрузками: в электродвигателях, турбогенераторах, насосах, вентиляторах и другом высокооборотном оборудовании.

ГОСТ 831-75: Основной стандарт и его параметры

Основным нормативным документом, регламентирующим конструкцию, размеры, технические требования и методы контроля радиально-упорных однорядных шарикоподшипников в странах СНГ, является ГОСТ 831-75 «Подшипники шариковые радиально-упорные однорядные. Технические условия». Этот стандарт распространяется на подшипники с номинальным углом контакта 12°, 26° и 36°. Стандарт устанавливает четкую систему условных обозначений, ряд типоразмеров, требования к материалам, зазорам, точности, шероховатости поверхностей и маркировке.

Конструктивно подшипник по ГОСТ 831-75 состоит из наружного и внутреннего колец с дорожками качения, выполненными под определенным углом, сепаратора и комплекта шариков. Подшипники данного типа неразъемные и требуют правильного монтажа. Для обеспечения работоспособности они всегда устанавливаются парами, настраиваются с определенным осевым натягом (предварительным натягом) и работают только при наличии осевой нагрузки.

Таблица 1. Основные серии и характеристики по ГОСТ 831-75

Классы точности и радиальные зазоры

ГОСТ 831-75 устанавливает классы точности подшипников: 0, 6, 5, 4, 2 (в порядке повышения точности). Для большинства применений в энергетическом оборудовании используются подшипники классов 0 и 6. Классы 5 и выше предназначены для высокоскоростных шпинделей, прецизионных станков. Не менее важным параметром является радиальный зазор. Для радиально-упорных подшипников зазор нормируется в «нулевом» состоянии, до установки и регулировки. Стандарт определяет группы зазоров: нормальная (Н), уменьшенная (У), радиальная (Р) и другие. Выбор группы зазора напрямую влияет на величину предварительного натяга после монтажа и тепловой режим работы узла.

Таблица 2. Области применения в электротехнической продукции

Особенности монтажа, регулировки и смазки

Правильный монтаж радиально-упорных однорядных подшипников критически важен для их ресурса. Они устанавливаются всегда парно, встречно. Существует две основные схемы установки: «враспор» (X-образная схема) и «внатяг» (O-образная схема). Схема «враспор» обеспечивает большую жесткость и устойчивость вала к изгибу, схема «внатяг» лучше подходит для чистых осевых нагрузок. В процессе сборки обязательно производится регулировка осевого зазора (или создание предварительного натяга) с помощью комплекта прокладок, регулировочных гаек или специальных колец. Неправильная регулировка (недостаточный натяг или перетяг) ведет к перегреву, повышенному шуму и катастрофически быстрому износу.

Смазка может быть пластичной (консистентной) или жидкой (масляной). Выбор зависит от скорости вращения (параметр n*dm) и температурного режима. Для высокооборотных узлов генераторов и двигателей чаще применяется циркуляционная масляная смазка с принудительной подачей и охлаждением. В стандартных электродвигателях широко используется консистентная смазка, закладываемая на весь срок службы или с периодическим пополнением через пресс-масленки.

Взаимозаменяемость с иностранными аналогами

Подшипники по ГОСТ 831-75 имеют прямые аналоги в международной размерной системе ISO и у основных мировых производителей (SKF, FAG, Timken, NSK). Например, серия 462000 соответствует серии 72xx (например, 46208 – 7208 B) у SKF (стандартный угол контакта 40°, что близко к 36° по ГОСТ, но требует уточнения по каталогу). Серия 362000 соответствует серии 32xx. Однако при замене необходимо учитывать не только геометрические размеры (d, D, B), но и номинальный угол контакта, величину радиального зазора, тип и материал сепаратора, класс точности. Полная эквивалентность не всегда гарантирована, и для критичных применений требуется консультация с инженером по подшипникам.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Чем радиально-упорный однорядный подшипник принципиально отличается от радиального однорядного?

Радиальный шарикоподшипник (например, по ГОСТ 8338) имеет дорожки качения в кольцах, расположенные параллельно оси вращения. Он предназначен в первую очередь для восприятия радиальных нагрузок и может воспринимать лишь незначительные осевые усилия. Радиально-упорный подшипник имеет дорожки качения, смещенные относительно друг друга под углом, что позволяет ему воспринимать значительные осевые нагрузки в одном направлении одновременно с радиальными. Для работы требует парной установки и регулировки.

Почему радиально-упорные подшипники всегда ставят парами?

Однорядный радиально-упорный подшипник воспринимает осевую нагрузку только в одном направлении. Для фиксации вала в осевом направлении с двух сторон и для восприятия реверсивных осевых нагрузок требуется установка второго такого же подшипника встречной ориентации. Кроме того, парная установка позволяет создать необходимый предварительный натяг, повышающий жесткость узла.

Что такое предварительный натяг и как его правильно выбрать?

Предварительный натяг – это искусственно созданная осевая нагрузка на подшипники в собранном узле до приложения внешних сил. Он устраняет внутренние зазоры, повышает жесткость опоры, снижает вибрации и шум, обеспечивает точное позиционирование вала. Однако избыточный натяг приводит к перегреву и резкому снижению ресурса. Выбор натяга зависит от нагрузки, скорости, требуемой жесткости и условий теплоотвода. Регулировка осуществляется на практике путем подбора толщины пакета регулировочных прокладок или затяжки специальной гайки с контролем момента проворачивания или осевого люфта.

Можно ли заменить радиально-упорный подшипник на два радиальных, установленных в распор?

Нет, такая замена некорректна. Два радиальных подшипника, даже установленных с осевой фиксацией, не смогут эффективно воспринимать значительные осевые нагрузки, так как их конструкция для этого не предназначена. Это приведет к осевому смещению колец по дорожкам качения, повышенному износу, нагреву и преждевременному отказу узла.

Как определить износ радиально-упорного подшипника в электродвигателе без разборки?

Косвенными признаками критического износа являются:

• Повышенный вибрационный уровень, особенно в осевом направлении.
• Характерный монотонный гул или прерывистый стук при вращении.
• Нагрев корпуса подшипникового узла сверх нормативных значений (обычно более 80-90°C на корпусе).
• Утечка или выброс смазки из уплотнений из-за перегрева.

Точная диагностика требует виброанализа с определением частотных характеристик.

Каковы основные причины выхода из строя этих подшипников в энергооборудовании?

• Неправильная регулировка осевого натяга (основная причина).
• Попадание абразивных частиц или влаги из-за износа уплотнений.
• Недостаточное или старое, отработавшее свой ресурс смазочное масло/консистентная смазка.
• Перекос колец при монтаже (например, при запрессовке с усилием не на то кольцо).
• Прохождение токов утечки через подшипник (электрическая эрозия беговых дорожек). Для защиты применяются подшипники с изолирующим покрытием или дополнительные устройства заземления вала.