Шариковые подшипники с внутренним диаметром 39 мм
Шариковые подшипники с внутренним диаметром 39 мм: технические характеристики, применение и подбор
Шариковые подшипники с внутренним диаметром (d) 39 мм представляют собой стандартизированный и широко востребованный типоразмер в промышленности. Данный диаметр не является основным в стандартных рядах (например, 30, 35, 40 мм), что указывает на его специфическое, часто оптимизированное под конкретные задачи применение. В энергетике, тяжелом машиностроении, вентиляторостроении и других отраслях подшипники этого размера обеспечивают работу ответственных узлов. Основное обозначение серий с d=39 мм – это 61907, 6007, 6207, 6307, 16007, 16007 и их модификации с различными типами защитных крышек или контактных уплотнений (например, 6207-2RS1, 6307-ZZ).
Конструктивные особенности и типы
Подшипники с внутренним диаметром 39 мм, как правило, выполняются в однорядном радиальном или радиально-упорном исполнении. Конструктивно они состоят из внутреннего и внешнего колец с дорожками качения, сепаратора, удерживающего шарики, и набора шариков. Ключевые различия между сериями заключаются в габаритных размерах, грузоподъемности и допустимых скоростях вращения.
- Серия 6007 (сверхлегкая серия): Обладает минимальными сечениями. Применяется в узлах с ограниченными габаритами, но при небольших радиальных нагрузках.
- Серия 6207 (легкая серия): Наиболее распространенный и универсальный вариант. Оптимальное соотношение размеров и грузоподъемности.
- Серия 6307 (средняя серия): Имеет увеличенное поперечное сечение и, как следствие, существенно более высокую статическую и динамическую грузоподъемность. Применяется в узлах с высокими нагрузками и умеренными скоростями.
- Серия 16007 (бесстыковая серия с глубокими канавками): Отличается увеличенным радиусом желоба, что позволяет разместить больше шариков. Повышает радиальную грузоподъемность, но снижает допустимую осевую.
- Серия 61907 (сверхлегкая серия 9): Имеет очень малую высоту сечения. Используется в прецизионных и высокоскоростных применениях, где критичны малые габариты и вес.
- Электродвигатели средних мощностей: Часто используются в качестве опор вала ротора в двигателях мощностью от 5 до 30 кВт. Серия 6207-2RS1 является типовым решением для закрытых, необслуживаемых двигателей.
- Вентиляторы и дымососы энергоблоков: Вентиляторное оборудование систем охлаждения, градирен, систем дымоудаления. Здесь критична надежность и способность работать при повышенных температурах, часто применяются подшипники серии 6307 с усиленными лабиринтными уплотнениями.
- Насосное оборудование: Циркуляционные, питательные, конденсатные насосы. Требуется стойкость к вибрациям и осевым нагрузкам, возможна установка радиально-упорных пар.
- Редукторы и приводы механизмов собственных нужд электростанций: В редукторах привода задвижек, мельничных вентиляторов, конвейерных линий топливоподачи.
- Измерительное и испытательное оборудование: В высокоскоростных опорах, где требуются минимальные потери на трение, могут применяться прецизионные подшипники серии 61907 или 6007 с керамическими шариками.
- Пластичные консистентные смазки: Литиевые (LGI-2, 3), комплексные (Li-Complex), полимочевинные. Заполняют 1/3 — 1/2 свободного пространства в подшипнике. Интервалы пересмазки определяются условиями работы (температура, скорость, запыленность).
- Жидкие масла: Индустриальные масла ISO VG 68 или 100. Применяются в системах циркуляционной или капельной смазки в высокоскоростных редукторах.
- Характер и величину нагрузок: Преобладание радиальной нагрузки указывает на выбор радиальных серий (6207, 6307). При наличии значительной осевой составляющей рассматриваются радиально-упорные подшипники (например, 7207B).
- Габаритные ограничения: Наружный диаметр (D) и ширина (B) должны соответствовать посадочным местам в узле.
- Частоту вращения: Каждая серия имеет предельную частоту, которую не следует превышать.
- Условия среды: Наличие абразива, влаги, высоких температур диктует требования к материалу и типу уплотнения.
- Режим обслуживания: Для необслуживаемых узлов выбираются подшипники с пожизненной заводской смазкой и качественными уплотнениями (2RS, 2Z/RSH).
Основные размеры и технические характеристики
Геометрические параметры подшипников с d=39 мм строго регламентированы стандартами ISO 15:2011 (радиальные подшипники) и ISO 104:2015 (упорные подшипники). Основные размеры для наиболее популярных серий приведены в таблице.
| Обозначение (пример) | Внутренний диаметр, d (мм) | Наружный диаметр, D (мм) | Ширина, B (мм) | Радиус закругления, r (мм) |
|---|---|---|---|---|
| 6007 | 39 | 72 | 17 | 1.1 |
| 6207 | 39 | 80 | 21 | 1.5 |
| 6307 | 39 | 100 | 25 | 2.0 |
| 16007 | 39 | 68 | 9 | 0.6 |
| 61907 | 39 | 55 | 9 | 0.6 |
Грузоподъемность является ключевым эксплуатационным параметром. Динамическая грузоподъемность (C) – это постоянная радиальная нагрузка, которую подшипник может выдержать в течение расчетного срока службы в 1 миллион оборотов. Статическая грузоподъемность (C0) – это нагрузка, вызывающая в наиболее нагруженном контакте шарик-дорожка общую деформацию 0.0001 от диаметра шарика.
| Обозначение | Динамическая грузоподъемность, C (кН) | Статическая грузоподъемность, C0 (кН) | Предельная частота вращения (об/мин) (для смазки пластичной) |
|---|---|---|---|
| 6007 | 12.5 | 8.3 | 13000 |
| 6207 | 25.5 | 15.2 | 11000 |
| 6307 | 33.4 | 19.2 | 9000 |
| 16007 | 7.8 | 4.75 | 19000 |
Материалы и условия эксплуатации
Подавляющее большинство подшипников данного типоразмера изготавливается из подшипниковой стали марки 100Cr6 (аналог ШХ15) или ее улучшенных модификаций. Для работы в агрессивных средах (повышенная влажность, наличие химических агентов) применяются подшипники из нержавеющей стали AISI 440C (марка 95Х18). Для экстремальных температур или специальных условий могут использоваться материалы на основе керамики (гибридные подшипники с керамическими шариками Si3N4) или специальные сплавы.
Рабочий температурный диапазон для стандартных стальных подшипников со смазкой общего назначения составляет от -30°C до +120°C. При использовании высокотемпературных масел или консистентных смазок верхний предел может быть повышен до +150°C… +200°C. Для нержавеющих подшипников диапазон часто ограничен -30°C…+150°C из-за свойств смазки.
Области применения в энергетике и смежных отраслях
Подшипники с внутренним диаметром 39 мм находят применение в широком спектре оборудования:
Монтаж, смазка и обслуживание
Правильный монтаж на вал диаметром 39h6 или в корпус с соответствующим посадочным размером – залог долговечности. Для серий 6007, 6207, 6307 рекомендуется нагрев до 80-100°C перед посадкой на вал для обеспечения натяга без применения ударных нагрузок. Бесстыковые подшипники серий 16007 и 61907 требуют особой осторожности из-за малой высоты сечения.
Смазка является критическим фактором. Для данных подшипников применяются:
Система уплотнения выбирается исходя из условий: ZZ (металлические штампованные крышки) для чистых сред, 2RS (резиновые контактные уплотнения) для защиты от влаги и пыли, открытое исполнение для работы в масляной ванне или при необходимости частой промывки.
Критерии выбора и взаимозаменяемость
При выборе подшипника с d=39 мм необходимо последовательно оценить:
Взаимозаменяемость между сериями, как правило, невозможна из-за различий в габаритах. Однако, подшипники одного типоразмера от разных производителей (SKF, FAG, NSK, Timken, NTN) являются взаимозаменяемыми при условии соответствия классам точности и зазорам.
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
Вопрос 1: Почему внутренний диаметр 39 мм, а не стандартные 35 или 40 мм?
Диаметр 39 мм часто является результатом оптимизации конструкции вала под конкретные нагрузки и частоты вращения. Он позволяет использовать вал большего диаметра (по сравнению с 35 мм) для повышения жесткости, но при этом сохранить меньшие габариты узла в сборе по сравнению с подшипником на 40 мм. Это компромиссное инженерное решение.
Вопрос 2: Можно ли заменить подшипник 6207 на 6307, если посадочное место в корпусе позволяет?
Да, такая замена возможна и часто практикуется для повышения надежности и ресурса узла, так как подшипник 6307 имеет значительно более высокую грузоподъемность. Однако необходимо убедиться, что не будет превышена предельная частота вращения для более тяжелой серии, и что ширина подшипника (25 мм против 21 мм у 6207) также соответствует корпусу. Необходима проверка посадочных размеров вала и корпуса.
Вопрос 3: Какие классы точности доступны для подшипников с d=39 мм и где они применяются?
Помимо стандартного класса P0 (нормальная точность), доступны классы повышенной точности: P6, P5, P4, P2. Чем выше класс, тем меньше допуски на геометрию и биения. В энергетике класс P6 может использоваться в ответственных редукторах, P5/P4 – в высокоскоростных шпинделях вспомогательного оборудования или прецизионных измерительных приборах.
Вопрос 4: Как определить необходимый радиальный зазор для работы при повышенных температурах?
При работе с нагревом вала или корпуса более 70°C стандартный зазор C0 может оказаться недостаточным, что приведет к заклиниванию. Необходимо выбирать подшипники с увеличенным зазором C3, C4 или C5. Конкретный выбор (C3 или C4) производится на основе расчета температурных расширений материалов вала, корпуса и самого подшипника. Для большинства применений в энергетике с нагревом до 100-120°C часто достаточно зазора C3.
Вопрос 5: Что означает маркировка 6207-2Z/C3 и как ее расшифровать?
Данная маркировка расшифровывается следующим образом: 6207 – легкая серия, d=39 мм, D=80 мм, B=21 мм; 2Z – наличие двух металлических защитных крышек (экранов) с зазором; C3 – группа радиального зазора, большая, чем нормальная. Такой подшипник предназначен для работы в условиях повышенных температур или интерференционных посадок, где требуется компенсация теплового расширения.