Подшипники роликовые 90х140 мм

Подшипники роликовые радиальные с размерами 90×140 мм: технические характеристики, применение и подбор

Роликовые радиальные подшипники с размерами 90 мм (внутренний диаметр, d) × 140 мм (наружный диаметр, D) являются ключевыми элементами в узлах вращения тяжелого промышленного оборудования. Данный типоразмер относится к средним и крупным подшипникам, рассчитанным на значительные радиальные нагрузки и умеренные скорости вращения. Основное назначение – восприятие радиальных сил, возникающих в механизмах, с возможностью компенсации незначительных осевых смещений вала. Конструктивной особенностью классического роликового радиального подшипника (типа 2000, 32000 по ГОСТ или NU, NJ, N, NF по ISO) является наличие цилиндрических роликов, обеспечивающих линейный контакт с дорожками качения. Это гарантирует высокую грузоподъемность и жесткость узла.

Конструктивные разновидности и их маркировка

Подшипники с основными размерами 90×140 мм производятся в различных конструктивных исполнениях, определяющих их монтажные и эксплуатационные возможности. Выбор конкретного типа зависит от условий работы узла: характера нагрузки, способа фиксации на валу и в корпусе, необходимости компенсации тепловых расширений.

• Тип NU (NU 218 ECP, NJ 218 ECM и т.д.) – подшипник с двумя бортами на наружном кольце и без бортов на внутреннем. Позволяет осуществлять осевое смещение вала относительно корпуса, компенсируя тепловые удлинения. Ролики и сепаратор могут быть смещены в осевом направлении внутри наружного кольца. Применяется при фиксации вала в корпусе и плавающем креплении подшипника.
• Тип NJ (например, NJ 218) – имеет два борта на наружном кольце и один борт на внутреннем. Обеспечивает одностороннее осевое фиксирование вала. Часто используется в паре с упорным бортом или стопорным кольцом.
• Тип N (N 218) – подшипник с двумя бортами на внутреннем кольце и без бортов на наружном. Позволяет осуществлять осевое смещение корпуса относительно вала. Встречается реже, чем NU и NJ.
• Тип NF (NF 218) – имеет два борта на внутреннем кольце и один на наружном. Является обратной конструкцией по отношению к типу NJ.
• Подшипники с канавкой для стопорного кольца (например, NU 218 N, NJ 218 N) – имеют канавку на наружном кольце для установки стопорного кольца, что упрощает осевую фиксацию подшипника в корпусе.

Полная размерная спецификация и параметры

Для точного инжиниринга и замены необходимо учитывать все размеры подшипника 90×140 мм. Помимо основных диаметров, критически важны ширина и монтажные размеры.

Таблица 1. Основные размеры и характеристики роликовых подшипников 90×140 мм (на примере серии 218)

Обозначение (пример)	d (мм)	D (мм)	B (мм)	r (мм)	Масса, ~кг	Динамическая грузоподъемность, C (кН)	Статическая грузоподъемность, C0 (кН)
NU 218 ECM	90	140	24	2.0	1.65	170	186
NJ 218 ECM	90	140	24	2.0	1.70	170	186
N 218 ECM	90	140	24	2.0	1.60	165	180
NU 218 ECP	90	140	24	2.0	1.65	168	183

Пояснения к параметрам:

• B (24 мм) – номинальная ширина подшипника. Важный параметр для расчета осевого пространства в узле.
• r (2.0 мм) – монтажная фаска (радиус закругления) на торцах внутреннего и наружного колец. Определяет размер сопрягаемых галтелей на валу и в корпусе.
• Динамическая грузоподъемность (C) – постоянная радиальная нагрузка, которую подшипник может выдержать в течение расчетного срока службы в 1 миллион оборотов. Используется для расчета ресурса при переменных нагрузках и скоростях.
• Статическая грузоподъемность (C₀) – допустимая радиальная нагрузка, при которой пластическая деформация тел качения и дорожек не превышает 0.0001 диаметра ролика. Критична для тихоходных или испытывающих ударные нагрузки механизмов.

Материалы, сепараторы и классы точности

Надежность подшипника определяется не только геометрией, но и используемыми материалами и технологиями.

• Кольца и ролики: Изготавливаются из подшипниковой стали марки ШХ15 или ее аналогов (100Cr6 по DIN). Для работы в агрессивных средах или при повышенных температурах применяются стали с добавлением хрома, молибдена или никеля, а также нержавеющие стали (AISI 440C).
• Сепараторы: Определяют предельную частоту вращения и стойкость к ударным нагрузкам.
  • Штампованные стальные (обозначение J, Y) – наиболее распространены, обеспечивают хороший баланс прочности и стоимости.
  • Машинно-обработанные латунные (M) – применяются в высокоскоростных и высоконагруженных узлах, обладают лучшей износостойкостью и стабильностью геометрии.
  • Полимерные (обычно полиамид PA66, обозначение P, T) – обеспечивают низкий шум, хорошие смазывающие свойства и коррозионную стойкость, но имеют ограничения по температуре (обычно до +120°C) и скорости.
• Классы точности: Для промышленного применения наиболее востребованы классы:
  • PN (Normal) / Class 0 (ISO) – стандартный класс для большинства применений.
  • P6 / Class 6 – повышенная точность, для узлов с высокими требованиями к соосности и вибрации.
  • P5 / Class 5 – высокий класс точности, используется в прецизионных шпинделях и электродвигателях.

  В маркировке класс точности часто указывается перед обозначением серии (например, 6- NU 218).

Области применения в энергетике и тяжелой промышленности

Подшипники данного типоразмера находят применение в ответственных узлах оборудования, работающего в условиях высоких радиальных нагрузок.

• Электродвигатели и генераторы средней и большой мощности: Используются в качестве опор ротора. Тип NJ или NU в паре с фиксирующим подшипником позволяет компенсировать тепловое расширение вала.
• Приводные валы насосного оборудования: Центробежные и поршневые насосы, где валы испытывают значительные радиальные нагрузки от рабочего колеса или кривошипно-шатунного механизма.
• Редукторы и зубчатые передачи: Установка на валы шестерен в тяжелых редукторах, где требуется высокая жесткость опор.
• Оборудование для транспортировки материалов: Роликоопоры конвейеров, барабаны, шнековые транспортеры.
• Валки прокатных станов и другое металлургическое оборудование.

Монтаж, смазка и техническое обслуживание

Правильный монтаж и обслуживание напрямую влияют на ресурс подшипникового узла.

• Монтаж: Подшипники с цилиндрическим отверстием (все стандартные исполнения 90 мм) устанавливаются на вал с натягом. Монтаж осуществляется механическим прессованием с применением монтажной оправки, передающей усилие на насаживаемое кольцо (для подшипников типа NU – только на внутреннее кольцо). Категорически запрещено передавать ударные или монтажные усилия через сепаратор или тела качения. Нагрев индукционным или масляным способом до 80-120°C облегчает посадку.
• Смазка: Для подшипников данного размера применяется как пластичная, так и жидкая смазка.
  • Пластичные смазки (ЛИТОЛ-24, Molykote, Shell Gadus) – используются при скоростях вращения до средних, упрощают конструкцию узла (наличие уплотнений). Смазка закладывается на 1/3 — 1/2 свободного объема полости подшипника.
  • Жидкие масла (индустриальные ISO VG 68-150) – применяются в высокоскоростных или высокотемпературных узлах, где требуется эффективный отвод тепла. Подача осуществляется циркуляционной системой, окунанием или разбрызгиванием.
• Контроль и замена: Регулярный мониторинг вибрации, температуры и акустического шума позволяет выявить начальные стадии повреждений (выкрашивание, задиры, загрязнение). Замена производится при превышении допустимых уровней вибрации или по истечении расчетного ресурса.

Критерии выбора и основные производители

При выборе подшипника 90×140 мм необходимо последовательно определить:

1. Тип конструкции (NU, NJ, N, NF) исходя из схемы нагружения и осевого крепления.
2. Класс точности в соответствии с требованиями к точности вращения узла.
3. Тип и материал сепаратора в зависимости от предельной частоты вращения и условий эксплуатации.
4. Материал (стандартная или нержавеющая сталь) для работы в обычной или агрессивной среде.
5. Наличие специальных покрытий или термостабилизации для работы при повышенных температурах.

На рынке представлена продукция мировых брендов (SKF, FAG/INA, Timken, NSK, NTN) и качественных производителей из Азии и Восточной Европы. При выборе аналога необходимо сверять не только основные размеры, но и грузоподъемность, предельную частоту вращения и конструкцию сепаратора.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Чем отличается подшипник NU 218 ECM от NU 218 ECP?

Буквы в суффиксе обозначают особенности конструкции и материала сепаратора. ECM обозначает сепаратор из машинно-обработанной латуни (M), оптимизированную внутреннюю конструкцию (C) и перераспределение материала (E) для повышения грузоподъемности. ECP – то же самое, но с сепаратором из полиамида (P). Подшипник с латунным сепаратором (ECM) имеет более высокий предельный коэффициент скорости и лучше подходит для ударных нагрузок, чем полиамидный (ECP), который, в свою очередь, работает тише и не требует дополнительной смазки при невысоких скоростях.

Можно ли использовать подшипник типа NU в качестве фиксирующей опоры?

Нет, нельзя. Подшипник типа NU (с двумя бортами на наружном кольце) не предназначен для восприятия осевых нагрузок. Он является «плавающим» и его основная функция – восприятие радиальных нагрузок и обеспечение возможности осевого смещения вала. Для фиксации вала в осевом направлении используются подшипники типа NJ (в паре с упорным бортом или кольцом), упорные шариковые или роликовые подшипники, либо радиально-упорные шарикоподшипники.

Как определить необходимый натяг при посадке подшипника на вал?

Величина натяга регламентируется стандартами (ISO, ГОСТ) и зависит от типа нагрузки, условий работы и размера подшипника. Для вала диаметром 90 мм и при циркуляционном радиальном нагружении внутреннего кольца рекомендуются поля допусков вала: k5, m5, m6. Конкретное значение выбирается по таблицам посадочных допусков, предоставляемым производителями подшипников. Например, для подшипника класса 0 и нормальных условий работы часто используется поле допуска k6.

Каков расчетный ресурс подшипника 90×140 мм и от чего он зависит?

Номинальный расчетный ресурс (L₁₀) в миллионах оборотов рассчитывается по формуле: L₁₀ = (C/P)^p, где C – динамическая грузоподъемность, P – эквивалентная динамическая нагрузка на подшипник, p – показатель степени (для роликовых подшипников p = 10/3). Ресурс в часах работы: L_10h = (10⁶ / (60 n)) L₁₀, где n – частота вращения (об/мин). Фактический ресурс может существенно отличаться от расчетного из-за качества монтажа, смазки, уровня вибраций, температуры и чистоты рабочей среды.

Что делать, если на подшипнике стерлась маркировка? Как его идентифицировать?

Необходимо выполнить точные замеры микрометром:

• Внутренний диаметр (d) – 90 мм.
• Наружный диаметр (D) – 140 мм.
• Ширина (B) – для серии 218 это 24 мм.
• Конструкцию бортов (определяет тип: NU, NJ, N, NF).
• Наличие канавки под стопорное кольцо.

По этим данным, используя каталоги производителей или таблицы размеров ГОСТ 8328-75 (для роликовых радиальных подшипников), можно восстановить типоразмер (например, 218) и конструктивный тип.

Допустима ли работа подшипника при повышенной температуре? Какие смазки использовать?

Стандартные подшипники из шарикоподшипниковой стали рассчитаны на длительную работу при температурах до +120°C. Кратковременно могут выдерживать до +150°C. При необходимости работы в диапазоне +150°C … +200°C и выше требуются подшипники из термостабилизированной стали (суффикс S1, S2, S3 у некоторых производителей) или специальных сплавов. Смазка также должна соответствовать температурному диапазону: для высоких температур используются синтетические пластичные смазки на основе полимочевины или сложных эфиров, либо специальные высокотемпературные масла.