Радиальные шарикоподшипники ISB: как выбрать серию и исполнение

Эта статья для инженеров, технологов и специалистов по закупкам, которым нужно подобрать радиальные шарикоподшипники ISB для узла с вращающимся валом и не ошибиться с типоразмером и исполнением. Мы разберём, как читать обозначение, чем отличаются серии размеров, какие бывают исполнения радиальных шарикоподшипников и на какие параметры смотреть прежде всего.

Радиальные шарикоподшипники — основной тип в группе шариковых подшипников каталога. Однорядные радиальные шарикоподшипники просты по конструкции, неразборны и не нуждаются в особом техническом обслуживании. Желоба у них глубокие, поэтому помимо радиальной нагрузки подшипник воспринимает осевую в обоих направлениях и подходит для высоких скоростей.

Как читать обозначение радиального шарикоподшипника

Код подшипника делится слева направо на три части: тип конструкции, размерная серия и диаметр отверстия. Возьмём подшипник 6205:

• 6 — однорядный радиальный шарикоподшипник;
• 2 — серия диаметров, она задаёт наружный диаметр и ширину при данном отверстии;
• 05 — код диаметра отверстия: 25 мм (25 : 5 = 05).

Для отверстий от 20 до 480 мм действует простое правило: диаметр делят на 5. Исключения — коды 00 (10 мм), 01 (12 мм), 02 (15 мм) и 03 (17 мм). Если отверстие 500 мм и больше, серия отделяется косой чертой, например 62/500. Неизменная часть кода — тип и размерная серия — называется серией подшипника.

После номера идут суффиксы. Основные из них: Z и ZZ — металлическая защитная шайба с одной или двух сторон, RS и 2RS — контактное резиновое уплотнение, N и NR — канавка под стопорное кольцо и сама канавка с кольцом, C2, C3, C4 — группы радиального зазора, P6 и P5 — классы точности, M и TN — латунный и полиамидный сепараторы. Полный список — в справочнике «Суффиксы подшипников» справочника сайта.

Серии размеров радиальных шарикоподшипников при одном отверстии

При одном диаметре отверстия радиальные шарикоподшипники разных серий различаются наружным диаметром, шириной и нагрузкой. Ниже — шесть однорядных подшипников ISB с отверстием 25 мм, значения взяты из таблицы серии однорядные радиальные шарикоподшипники.

Здесь C — динамическая грузоподъёмность, C0 — статическая, скорость указана для консистентной смазки. Закономерность понятна: чем больше наружный диаметр и ширина, тем выше нагрузка и тем ниже допустимая скорость. Поэтому радиальные шарикоподшипники лёгких серий 618 и 619 выбирают, когда мало места, а серий 63 и 64 — когда при том же вале нужна нагрузочная способность.

Исполнения радиальных шарикоподшипников: открытые, с шайбами, с уплотнениями

Стандартные радиальные шарикоподшипники ISB выпускаются открытыми, без боковых уплотнений. Для наиболее распространённых размеров есть закрытые исполнения со смазкой на весь срок службы. Закрытые подшипники не следует промывать до монтажа и нагревать выше 80 °C.

В таблице сравнены исполнения подшипника 6205. Размеры и нагрузка у всех одинаковы (d = 25 мм, D = 52 мм, B = 15 мм, C = 14,5 кН); различается защита и предельная скорость.

Подшипники с шайбами Z и ZZ рассчитаны на узлы, где вращается внутреннее кольцо: при вращении наружного кольца на высоких частотах смазка может вытекать. Исполнения RZ и 2RZ имеют уплотнение из NBR с низким трением и работают на тех же скоростях, что и с шайбами Z; рабочий диапазон уплотнений из NBR — от −40 до +100 °C, кратковременно до +120 °C. Контактные уплотнения RS и 2RS надёжнее герметизируют посадочное место, но, как видно по таблице, ограничивают скорость.

Канавка под стопорное кольцо

Радиальные шарикоподшипники с канавкой на наружном кольце упрощают конструкцию узла: подшипник фиксируется в корпусе пружинным кольцом, а корпус не нужно делать с упорным буртом. Бывают открытые подшипники с канавкой (N), с установленным кольцом (NR), с одной шайбой и кольцом (ZNR) и с двумя шайбами и кольцом (ZZNR). Размеры канавки и обозначение кольца указаны в таблице серии: для 6205 N это кольцо SP 52. Эти исполнения собраны в сериях с канавкой под пружинное кольцо и с защитной шайбой и пружинным кольцом.

Радиальные шарикоподшипники из нержавеющей стали

Если в узле есть влага, подойдут радиальные шарикоподшипники из нержавеющей стали. Они обозначаются префиксом SS: кольца и шарики сделаны из стали AISI 440C, шайбы и сепараторы — из AISI 302. Геометрия и принцип работы те же, что у стандартных подшипников, но грузоподъёмность ниже. Сравните: у SS 6205 динамическая грузоподъёмность 11,662 кН против 14,5 кН у обычного 6205, а предельная скорость на консистентной смазке — 12 960 против 13 770 об/мин. Диапазон нержавеющих серий — однорядные из нержавеющей стали и с защитной шайбой.

Низкошумные радиальные шарикоподшипники для электродвигателей

Для узлов, где важны тишина и минимальная вибрация, в каталоге есть низкошумные однорядные радиальные шарикоподшипники серии Electrical Motors Standard. Они изготовлены из стали 100Cr6 (GCr15) с твёрдостью колец 60–62,5 HRC, обычно по классу точности P6 (по заказу возможны P5 и P4) и поставляются с заложенной смазкой. Серии 60xx, 62xx, 63xx и другие представлены исполнениями Z, ZZ, RS, 2RS, RZ, 2RZ и 2RV. Подробнее о таких подшипниках — в статье о подшипниках для особых условий.

Как выбрать радиальные шарикоподшипники по нагрузке и скорости

Выбор определяют размер и нагрузка, и они обычно заданы проектом машины. Общее правило каталога: шарикоподшипник выдерживает высокую скорость и небольшую нагрузку, роликоподшипник — повышенную нагрузку, но более низкие скорости. Порядок действий такой:

1. Определите диаметр вала — он задаёт код отверстия.
2. Оцените нагрузку и сравните её с C и C0 из таблицы серии. C используется для расчёта ресурса (1 000 000 оборотов при C), C0 — для статических и малооборотных режимов.
3. Проверьте осевую составляющую: если подшипник нагружен только осевой силой, она не должна превышать 0,5 C0, а для малых подшипников (отверстие около 12 мм) и лёгких серий (серии диаметров 8, 9, 0 и 1) — 0,25 C0. Для 6205 это не более 3,85 кН, а для 6005 — не более 1,625 кН (расчёт по правилу каталога, а не проверка конкретного узла).
4. Сверьте скорость. Если условия работы и качество смазки известны недостаточно, рабочая скорость не должна превышать 75 % каталожного значения: для 6205 на консистентной смазке это около 10 300 об/мин.
5. Выберите исполнение: открытое, с шайбами, с уплотнениями, с канавкой или из нержавеющей стали.
6. Определите зазор и класс точности. В стандартном исполнении зазор нормальный, увеличенные C3, C4 и уменьшенный C2 поставляются по предварительному заказу.

Две вещи часто упускают. Радиальные шарикоподшипники работают правильно только под постоянной минимальной нагрузкой, особенно при высокой скорости и быстрой смене режимов: иначе шарики могут проскальзывать по дорожке. И любой перекос заметно повышает шум и сокращает срок службы, поэтому точную таблицу допустимых перекосов каталог не даёт.

Типичные ошибки подбора

• Выбирают радиальные шарикоподшипники только по диаметру вала и не сверяют серию, а значит, нагрузку и скорость.
• Берут уплотнения 2RS для высокооборотного узла, не проверив, что предельная скорость падает.
• Не учитывают, какое кольцо вращается: шайбы Z и ZZ рассчитаны на вращение внутреннего кольца.
• Ожидают, что радиальные шарикоподшипники из нержавеющей стали выдержат ту же нагрузку, что стандартные.
• Не учитывают перекос: радиальные шарикоподшипники его почти не компенсируют, а любой перекос повышает шум.

Что дальше

Радиальные шарикоподшипники ISB представлены лёгкими сериями 618 и 619 и сериями 60, 62, 63, 64, открытыми, уплотнёнными, нержавеющими и низкошумными исполнениями. Полные таблицы размеров и нагрузок смотрите на страницах серий, перечисленных выше.

Если вы определились с типоразмером радиальных шарикоподшипников или хотите сверить подбор, направьте запрос на почту zapros@vsekaruseli.ru: укажите обозначение или размеры, условия работы и нужное исполнение.