Подшипники шариковые 40х72 мм

Подшипники шариковые радиальные однорядные 40×72 мм: технические характеристики, применение и специфика подбора

Подшипники шариковые радиальные однорядные с размерами 40×72 мм представляют собой стандартизированный узел качения, широко применяемый в электромеханических системах энергетического оборудования. Данный типоразмер, соответствующий общепринятой системе обозначений, имеет внутренний диаметр (d) 40 мм, наружный диаметр (D) 72 мм. Ширина (B) подшипника может варьироваться в зависимости от серии: для наиболее распространенной серии 208 (нормальной серии) она составляет 18 мм. Основное функциональное назначение – восприятие радиальных нагрузок, а также комбинированных (радиально-осевых) нагрузок умеренной величины, обеспечение точного вращения вала с минимальными потерями на трение.

Конструкция и материалы

Конструкция подшипника данного типоразмера является классической для радиальных шарикоподшипников. Она включает наружное и внутреннее кольца с дорожками качения, сепаратор, удерживающий шарики, и комплект шариков. Сепараторы могут изготавливаться из штампованной стали (чаще всего), полиамида (PA66, реже PEEK для специальных условий), латуни. Стальные штампованные сепараторы отличаются высокой прочностью и термостойкостью. Полиамидные сепараторы обеспечивают низкий шум, хорошие смазывающие свойства и применяются в диапазоне рабочих температур от -40°C до +120°C.

Кольца и шарики изготавливаются из подшипниковых сталей марок SHХ-15, 100Cr6 (аналог AISI 52100) или их модификаций. Сталь подвергается объемной закалке до высокой твердости (60-66 HRc). Для работы в агрессивных средах или при повышенных температурах используются стали с добавлением молибдена, хрома, а также нержавеющие стали AISI 440C. В энергетике, особенно в системах с высокими требованиями к надежности, применяются подшипники с вакуумно-дегазированной стали, что повышает усталостную долговечность.

Основные серии и обозначения

Типоразмер 40×72 мм соответствует нескольким сериям по ширине и конструктивным особенностям, что отражено в системах обозначений SKF, FAG, NSK, Timken и других производителей, а также в ГОСТ 8338-75. Основные серии:

• Серия 208 (6208): Нормальная серия. Ширина 18 мм. Наиболее универсальный и распространенный вариант.
• Серия 308 (6308): Средняя широкая серия. Ширина 23 мм. Обладает повышенной грузоподъемностью.
• Серия 608 (1608): Серия без канавки на наружном кольце. Предназначена для установки в корпусы с закрепительными кольцами.
• Серия 208 E (6208 E): Оптимизированная серия с увеличенным количеством шариков большего диаметра, что существенно повышает радиальную грузоподъемность.
• Серия C3, C4: Обозначение радиального зазора, большего, чем нормальный. Критически важно для применений с повышенным нагревом вала или корпуса.

Сводная таблица характеристик подшипников 40×72 мм (основные серии)

Обозначение (на примере SKF)	Серия по ширине	Ширина, B (мм)	Динамическая грузоподъемность, C (кН)	Статическая грузоподъемность, C0 (кН)	Предельная частота вращения (смазка пластичная), об/мин	Примечание
6208-2Z/C3	208 (нормальная)	18	29.1	17.8	8000	С двухсторонним металлическим защитным щитком, зазор C3
6308-2RS1	308 (средняя широкая)	23	40.7	24.0	7000	С двухсторонним контактным резиновым уплотнением
6208 E/C4	208 E (оптимизированная)	18	34.0	19.2	8500	Повышенная грузоподъемность, увеличенный зазор C4
1608	608	15	~12.5	~7.8	10000	Узкая серия, для установки с закрепительными кольцами

Сферы применения в энергетике и смежных отраслях

Данный типораземер является одним из базовых для электродвигателей малой и средней мощности (от 5 до 50 кВт), что предопределяет его повсеместное использование в энергетике.

• Электродвигатели и генераторы: Установка на валах роторов асинхронных и синхронных машин. Часто применяются в паре: на приводном конце вала (со стороны нагрузки) может устанавливаться подшипник 308-й серии для большей нагрузки, а на противоположном конце (со стороны вентилятора) – 208-й серии.
• Насосное оборудование: Циркуляционные, питательные, конденсатные насосы ТЭС и АЭС. В условиях работы с перекачиваемой средой в качестве смазки часто применяется консистентная смазка, а подшипники комплектуются эффективными лабиринтными уплотнениями или уплотнениями 2RS.
• Вентиляторы и дымососы: Подшипниковые узлы вентиляторов систем охлаждения, рекуперации, тягодутьевых машин. Требуют стойкости к вибрациям и повышенным температурам окружающей среды.
• Редукторы и механические передачи: В качестве опор быстроходных валов в редукторах малой мощности, применяемых в системах управления задвижками, регуляторами.
• Турбинная вспомогательная аппаратура: В системах маслоснабжения, регулирования.

Критерии выбора и монтажные особенности

Выбор конкретного исполнения подшипника 40×72 мм для ответственного применения в энергетике требует учета множества факторов.

• Нагрузочный режим: Расчет эквивалентной динамической P и статической P0 нагрузок. Для чистых радиальных нагрузок P = Fr. При наличии осевой составляющей Fa используется формула P = XFr + YFa, где коэффициенты X и Y зависят от соотношения Fa/Fr и типа подшипника. Для серии 208 при Fa/Fr ≤ e, X=1, Y=0; при превышении этого соотношения коэффициенты меняются.
• Температурный режим: Определяет тип смазки (минеральная, синтетическая, консистентная) и необходимый радиальный зазор. При нагреве вала или корпуса более чем на 80°C относительно окружающей среды стандартно требуется зазор группы C3 или C4 для компенсации теплового расширения и предотвращения заклинивания.
• Требования к герметизации: Для защиты от влаги, абразивной пыли (угольной, цементной) применяются подшипники с контактными резиновыми уплотнениями (2RS1, 2RSH). В чистых условиях или при необходимости высоких частот вращения предпочтительны неконтактные металлические щитки (2Z, ZZ).
• Способы монтажа: Наиболее распространена посадка внутреннего кольца на вал с натягом (поля допусков k6, m6), а наружного кольца в корпус – с небольшим зазором (H7). Нагрев подшипника перед установкой (индукционный или в масляной ванне до 110-120°C) – стандартная практика для безударного монтажа на вал. Запрессовка должна производиться с усилием, передаваемым через кольцо, садящееся с натягом.

Рекомендуемые поля допусков для посадки подшипника 40×72 мм

Условия нагружения	Посадка внутреннего кольца на вал	Посадка наружного кольца в корпус
Вращающаяся радиальная нагрузка на внутреннем кольце, нормальные условия	k6	H7
Тяжелые условия, ударные нагрузки, повышенная вибрация	m6	J7 или H7 с дополнительным креплением
Наружное кольцо вращается, нагрузка на нем	h6 или js6	M7
Плавающая опора в электродвигателе (незакрепленное наружное кольцо)	k6	H7 (с зазором для осевого перемещения)

Смазывание и техническое обслуживание

Смазка является определяющим фактором для ресурса подшипника. В энергетике применяются два основных метода:

• Консистентная (пластичная) смазка: Преобладающий метод для электродвигателей и насосов. Используются литиевые (Litol-24, ELGI), комплексные кальциевые, полимочевинные смазки. Критически важны стойкость к окислению, температурный диапазон (NLGI класс 2 или 3), антикоррозионные свойства. Объем заполнения полости подшипникового узла – 30-50%, избыток приводит к перегреву.
• Жидкая (масляная) смазка: Применяется в редукторах и высокоскоростных узлах. Методы: картерная ванна, циркуляционная система, масляный туман. Используются индустриальные масла ISO VG 68, 100, 150 с антиокислительными и противоизносными присадками.

Мониторинг состояния подшипника в процессе эксплуатации включает контроль вибрации (измерение среднеквадратичного значения скорости вибрации и пиковых значений на частотах вращения), акустической эмиссии, температуры (превышение температуры окружающей среды более чем на 45-50°C часто свидетельствует о проблеме).

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Чем отличается подшипник 208 от 308 при одинаковом внутреннем и наружном диаметре?

Подшипник серии 308 (6308) имеет большую ширину (23 мм против 18 мм у 208) и, как следствие, увеличенную статическую и динамическую грузоподъемность примерно на 30-40%. Он способен воспринимать несколько большие осевые нагрузки и лучше работает в условиях ударных и вибрационных нагрузок. Однако он имеет несколько меньшую предельную частоту вращения и требует большего монтажного пространства по ширине.

Какой радиальный зазор (C3 или нормальный) выбрать для электродвигателя?

Для большинства стандартных асинхронных электродвигателей общепромышленного исполнения, работающих в нормальных температурных условиях, производители изначально закладывают подшипники с нормальным зазором (CN). Однако для двигателей, работающих в условиях повышенного нагрева (насосы горячих сред, установки в жарком климате, двигатели с частотным преобразователем, где возможны дополнительные гармоники нагрева), а также при использовании в насосах с подогревом корпуса, обязательным является применение подшипников с увеличенным зазором C3. Это предотвращает предварительный натяг и заклинивание из-за теплового расширения.

Что означает обозначение 6208-2RS1/C3 и как его расшифровать?

• 6: Тип – радиальный однорядный шарикоподшипник.
• 2: Серия ширины и конструктивных особенностей (2 – легкая серия, но в данном контексте это часть кода 208).
• 08: Код внутреннего диаметра: 08 означает d = 40 мм (умножение на 5).
• 2RS1: Оснащен двумя контактными резиновыми уплотнениями улучшенного типа (RS1).
• C3: Группа радиального зазора, большая, чем нормальная.

Можно ли заменить подшипник с металлическими щитками (2Z) на подшипник с резиновыми уплотнениями (2RS) в действующем оборудовании?

Да, такая замена технически возможна и часто является целесообразной для повышения степени защиты узла от влаги и загрязнений. Однако необходимо учитывать два важных фактора: во-первых, контактные уплотнения создают дополнительный момент трения, что может быть критично для высокоскоростных применений (свыше 7000 об/мин); во-вторых, они имеют более низкий предельный температурный режим работы (как правило, до 120°C для стандартной резины NBR) по сравнению с металлическими щитками.

Как правильно определить межремонтный интервал замены подшипников данного типоразмера?

Межремонтный интервал не является фиксированной величиной и определяется расчетным ресурсом L10 (в часах) по динамической грузоподъемности, скорректированным на коэффициенты условий работы (надежности, смазки, загрязнения, вибрации). На практике для электродвигателей средней мощности, работающих в нормальных условиях, плановая замена часто проводится во время капитального ремонта каждые 25-40 тыс. часов. Однако основой должна быть система предиктивного (прогнозного) технического обслуживания, основанная на регулярном виброконтроле и анализе смазки. При появлении признаков усталости материала, загрязнения смазки или повышенного износа замена производится внепланово.