Подшипники шариковые 15 35 мм

Подшипники шариковые радиальные однорядные типоразмера 15×35 мм: технические характеристики, применение и подбор

Шарикоподшипники радиальные однорядные с посадочными диаметрами внутреннего кольца 15 мм и наружного кольца 35 мм представляют собой широко распространенный стандартный типоразмер, относящийся к серии легкой (серия 100 по ISO, серия 2 по ABEC). Данные подшипники являются базовым конструктивным элементом в электромеханических системах, обеспечивая поддержку валов, восприятие радиальных и умеренных осевых нагрузок, а также снижение трения. В контексте энергетики и электротехнической продукции они находят применение в электродвигателях малой и средней мощности, вентиляторах, насосах, редукторах, генераторах и другом вспомогательном оборудовании.

Конструкция и основные параметры

Конструктивно подшипник данного типоразмера состоит из следующих элементов:

• Наружное кольцо: Наружный диаметр (D) = 35 мм. Имеет дорожку качения на внутренней поверхности.
• Внутреннее кольцо: Внутренний диаметр (d) = 15 мм. Имеет дорожку качения на наружной поверхности. Часто выполняется с канавкой для установки стопорных колец (в исполнении с канавкой).
• Сепаратор: Удерживает шарики на равном расстоянии друг от друга. Изготавливается из штампованной стали, полиамида (PA66, часто с наполнением стекловолокном), латуни или реже – из текстолита. Материал сепаратора критически важен для рабочих скоростей и температур.
• Тела качения: Стальные шарики, количество и диаметр которых рассчитаны для оптимального распределения нагрузки. Стандартное количество шариков для данного типоразмера – 6 или 7.
• Уплотнения/защитные шайбы: Могут отсутствовать (открытое исполнение), либо быть представлены контактными (резиновые) или бесконтактными (лабиринтными) уплотнениями с одной (Z, RS) или двух сторон (2Z, 2RS).

Габаритные и присоединительные размеры (основные исполнения)

Помимо основных диаметров (d=15 мм, D=35 мм), ключевым параметром является ширина подшипника (B). Для серии 100 (легкой) стандартная ширина составляет 11 мм. Однако существуют и другие серии с той же посадочной базой, но увеличенной шириной и, как следствие, грузоподъемностью.

Обозначение (пример)	Серия по ширине	Ширина (B), мм	Радиальная грузоподъемность (Cr), кН (приблизительно)	Назначение
6002	Сверхлегкая (серия 8)	9	5.40	Компактные высокоскоростные узлы
6202	Легкая (серия 2)	11	7.65	Наиболее распространенное исполнение
6302	Средняя (серия 3)	13	11.40	Узлы с повышенными нагрузками
6402*	Тяжелая (серия 4)	17	15.90	Для особо тяжелых условий

*Примечание: Для типоразмера 15×35 мм тяжелая серия (6402) встречается реже и может иметь ограниченную доступность.

Классы точности, зазоры и материалы

Для применения в энергетическом оборудовании критическое значение имеют класс точности и радиальный зазор.

• Класс точности (ABEC/ISO): Стандартным классом для общего машиностроения является P0 (ABEC1). Для электродвигателей, где важны виброакустические характеристики и минимальное биение, используются классы P6 (ABEC3) или P5 (ABEC5). Более высокие классы (P4, P2) применяются в высокоскоростных шпинделях и специализированном оборудовании.
• Радиальный зазор: Обозначается как C2, CN (нормальный), C3, C4, C5. Нормальный зазор (CN) является стандартным. Для электродвигателей, где вал нагревается сильнее корпуса, часто выбирают зазор меньше нормального (C2) или, наоборот, для узлов с неравномерным нагревом – увеличенный зазор (C3).
• Материалы: Стандартный материал – хромистая сталь марки 52100 (SHC). Для работы в агрессивных средах или при повышенных температурах используются подшипники из нержавеющей стали (марка 440C или AISI 420). Для специальных применений (химическая промышленность, пищевое оборудование) доступны керамические гибридные подшипники (стальные кольца с керамическими шариками из Si3N4).

Типы защитных уплотнений и смазки

Выбор уплотнения определяет возможность повторной смазки и уровень защиты от внешних загрязнений.

Стандартной заводской смазкой для подшипников 15×35 мм общего назначения является консистентная смазка на литиевой или полимочевинной основе (например, Lithium Soap Grease, NLGI Grade 2). Для высокотемпературных применений (>120°C) используются смазки на основе полиальфаолефинов (PAO) или силиконов. Керамические гибридные подшипники часто смазываются специальными составами, совместимыми с керамикой.

Расчет и подбор подшипников 15×35 мм для энергетического оборудования

При выборе подшипника данного типоразмера для ответственного узла необходимо выполнить проверочный расчет по динамической (C_r) и статической (C_0r) грузоподъемности, а также расчет эквивалентной динамической нагрузки (P) и номинального срока службы (L₁₀).

Формула для расчета номинального срока службы в часах:

L_10h = (10⁶ / (60 × n)) × (C_r / P)^p

где:
n – частота вращения, об/мин;
C_r – динамическая грузоподъемность (из каталога), Н;
P – эквивалентная динамическая нагрузка, Н;
p – показатель степени: для шариковых подшипников p = 3.

Эквивалентная нагрузка P рассчитывается с учетом коэффициентов радиальной (X) и осевой (Y) нагрузок, а также коэффициентов температуры и безопасности.

Для стандартного электродвигателя с валом 15 мм, работающего при 3000 об/мин с умеренной радиальной нагрузкой, подшипник 6202-2RS (C_r ≈ 7650 Н) обеспечивает срок службы L_10h в десятки тысяч часов, что соответствует требованиям к непрерывной работе.

Монтаж, демонтаж и обслуживание

Правильный монтаж критичен для надежности. Для вала Ø15 мм рекомендуется посадка внутреннего кольца с натягом (k5, js6), для корпуса Ø35 мм – переходная или с небольшим зазором (H7, J7). Монтаж должен осуществляться с приложением усилия исключительно к натягиваемому кольцу: внутреннее – через монтажную втулку, наружное – через оправку. Запрещен прямой удар по кольцам или передача монтажного усилия через сепаратор. Перед установкой подшипник должен быть чистым, а посадочные поверхности вала и корпуса – не иметь задиров и коррозии. Для закрытых подшипников (2RS) дополнительная смазка не требуется. Открытые подшипники смазываются на 30-50% свободного объема. В процессе эксплуатации необходим мониторинг вибрации и температуры. Повышение температуры выше 80-90°C (для стандартных смазок) свидетельствует о неправильном монтаже, перетяжке или недостатке смазки.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Чем отличается подшипник 6202 от 6302 с одинаковым внутренним диаметром 15 мм?

Подшипник 6302 относится к средней серии и имеет большую ширину (13 мм против 11 мм у 6202) и, как следствие, значительно более высокую динамическую и статическую грузоподъемность (примерно на 50%). Он используется в тех же посадочных местах (вал 15 мм, корпус 35 мм), но когда нагрузки превышают возможности стандартного легкого подшипника, либо требуется повышенный ресурс.

Какой класс точности подшипника выбрать для электродвигателя на 15 мм вал?

Для большинства асинхронных электродвигателей общего назначения достаточно класса P6 (ABEC3). Для двигателей повышенной точности, малошумных или высокоскоростных (например, для шлифовальных spindle) применяют класс P5 (ABEC5) и выше. Класс P0 (ABEC1) допустим для некритичных, низконагруженных вспомогательных механизмов.

Можно ли заменить подшипник с двумя защитными шайбами (ZZ) на подшипник с двумя контактными уплотнениями (2RS)?

Да, такая замена технически возможна и часто практикуется для повышения защиты узла. Однако необходимо учитывать два фактора: 1) Подшипник 2RS является неразборным и смазанным на весь срок службы, его нельзя промыть и пересмазать. 2) Наличие контактных уплотнений создает дополнительный момент трения, что может быть критично для высокоскоростных применений (свыше 10000 об/мин). Для таких случаев предпочтительнее бесконтактные уплотнения (RZ) или шайбы (ZZ).

Что означает обозначение 6202-C3 или 6202-CN?

Это обозначение группы радиального зазора. CN – нормальный зазор (часто не указывается в маркировке). C3 – зазор, больший нормального. Для электродвигателей, где вал нагревается сильнее статора, часто выбирают группу C3, чтобы компенсировать тепловое расширение вала и избежать опасного уменьшения рабочего зазора, ведущего к заклиниванию. Выбор зазора должен основываться на тепловом расчете узла.

Как правильно определить необходимость замены подшипника 15×35 мм в работающем оборудовании?

Основные диагностические признаки износа или повреждения: 1) Повышенный виброакустический шум (гул, скрежет). 2) Нагрев корпуса подшипникового узла выше 70-80°C при стандартных условиях работы. 3) Люфт вала при ручном покачивании (при отключенном оборудовании). 4) Появление следов выработки смазки (потемнение, вытекание) вокруг уплотнений. Регулярный контроль вибрации с помощью портативных виброметров является наиболее эффективным методом прогнозирования остаточного ресурса.

Каков средний ресурс подшипника 6202-2RS в электродвигателе вентилятора?

Расчетный номинальный ресурс L₁₀ (до которого доживут 90% подшипников) для качественного подшипника в стандартном режиме работы (радиальная нагрузка 10-15% от C_r, скорость 1500-3000 об/мин, температура до 70°C) может составлять 30 000 – 50 000 часов. Однако фактический ресурс сильно зависит от чистоты смазки, отсутствия перекосов при монтаже, вибраций и перегревов. В реальных условиях при качественном монтаже и нормальных условиях эксплуатации можно ожидать 5-10 лет непрерывной работы.