Смазка для игольчатых и закрытых подшипников: подбор SKF и аналоги ВНИИСМ

В отдельный класс задач выделяются два специфических типа подшипников: игольчатые и закрытые. У них принципиально разные конструкции, но одинаково специфические требования к смазке. Игольчатый подшипник — это тонкий ролик-«игла» большой длины относительно диаметра, работающий с высокой удельной нагрузкой и часто при малых углах колебания (ШРУСы, шарниры, рычаги подвески). Закрытый подшипник — это шарикоподшипник с двусторонними уплотнениями (2RS) или защитными шайбами (2Z), куда смазка заложена при производстве и формально не должна обновляться. На практике с обоими типами часто возникают вопросы при ремонте: какой смазкой набить, как перепаковать, можно ли вообще трогать. В статье разберёмся с обоими случаями: рекомендации SKF (LGEP 2, LGWA 2, LGHB 2) и российские аналоги ВНИИСМ — ВНИИСМ 181, ВНИИСМ 222, ВНИИНП 232.

Что такое игольчатый подшипник и где он применяется

Игольчатый подшипник — это разновидность подшипника качения, где роль тел качения выполняют тонкие длинные ролики, называемые «иглами». Соотношение длины иглы к её диаметру обычно от 4:1 до 10:1. Внешний диаметр такого подшипника при той же грузоподъёмности значительно меньше, чем у шарикоподшипника или цилиндрического роликоподшипника. Это позволяет применять игольчатые подшипники там, где радиальный размер критичен.

Типичные применения:

• ШРУСы (шарниры равных угловых скоростей) в трансмиссии переднеприводных автомобилей. Передают крутящий момент на повернутые колёса.
• Кардан и шарниры карданных валов. Игольчатые подшипники в крестовинах карданов несут ударные нагрузки.
• Маятник задней подвески мотоцикла, рычаги подвески (линки). Малые углы колебания при больших ударных нагрузках.
• Поршневые пальцы двухтактных двигателей (бензопилы, мопеды, мотоциклы старого типа).
• Промышленные шарниры малого углового хода (рычаги автоматов, передаточные звенья).
• Подшипники коромысел клапанного механизма в некоторых типах двигателей.
• Шестерни планетарных редукторов — игольчатый подшипник в осях сателлитов.

Особенности работы игольчатого подшипника

Несмотря на то, что игольчатый подшипник — это тоже подшипник качения, условия его работы существенно отличаются от классического шарикоподшипника. Из-за этого требования к смазке тоже специфические.

Высокая удельная нагрузка

Площадь контакта иглы с дорожкой — это очень узкая полоска. Хотя длина контакта больше, чем у шарика, при близкой нагрузке удельное давление может быть выше. Поэтому смазка должна выдерживать высокие контактные напряжения и обеспечивать надёжную плёнку.

Малые углы колебания (характерно для шарниров и подвески)

В классическом подшипнике качения весь подшипник делает полный оборот, и каждая точка дорожки циклически проходит через зону максимальной нагрузки и зону покоя. Смазка постоянно обновляется в зоне контакта. В шарнире карданного вала, в маятнике задней подвески, в линках — нет полного оборота, есть только небольшие колебания вокруг нейтрального положения. Иглы крутятся туда-обратно в одной и той же зоне.

Это создаёт две специфические проблемы:

• Фреттинг-коррозия. При вибрации и микроперемещениях иглы натирают одно и то же место на дорожке. Смазочная плёнка постепенно выдавливается, начинается граничное трение. На дорожке образуются характерные ржаво-коричневые следы (отсюда «фреттинг» — от англ. fret). При длительной работе формируются ямки, шум, разрушение узла.
• Локальное окисление смазки. Работающая в одном и том же месте смазка нагревается, окисляется быстрее, а в зоны без нагрузки свежая смазка почти не поступает.

Ударные нагрузки

В крестовинах карданных валов, в маятнике мотоцикла, в шарнирах сельхозтехники игольчатые подшипники работают при ударных нагрузках. Каждый удар — это пик контактного давления. Смазка должна иметь высокую несущую способность, EP-присадки, желательно с твёрдыми смазочными добавками (MoS₂) для удержания плёнки в моменты пика.

Часто закрытая или полузакрытая конструкция

Большинство игольчатых подшипников — это закрытые сборки с пластиковым или металлическим сепаратором. Смазка закладывается при производстве. В крестовинах карданов и аналогичных узлах — есть прессмасленки для периодической дозаправки. В подвеске мотоцикла часто есть пресс-маслёнки для шприцевания.

Ключевые требования к смазке для игольчатых подшипников

Противозадирные (EP) свойства

Главное требование. Нагрузка сваривания на четырёхшариковой машине должна быть не менее 2600 Н, желательно 3000 Н и выше. Это обеспечивается либо EP-присадками (соединения серы и фосфора), либо твёрдыми добавками (MoS₂). Без EP-свойств любая смазка в шарнире карданного вала или в линках мотоцикла быстро выдавится и узел начнёт разрушаться.

Высокая адгезия

Смазка должна прилипать к иглам и дорожкам, а не выдавливаться при ударных нагрузках. Литиево-комплексные смазки и смазки на сульфонате кальция здесь работают лучше, чем простые литиевые. Адгезия — параметр, не часто указываемый в паспортах напрямую, но косвенно характеризуемый предельной нагрузкой выдавливания и стойкостью к вымыванию водой.

Стойкость к фреттинг-коррозии

Лучше всего работают смазки с твёрдыми добавками (MoS₂, графит) — они формируют плёнку, не разрушающуюся при вибрации. Также эффективны смазки на основе литиево-кальциевого комплекса с противокоррозионным пакетом присадок. Простые литиевые смазки общего назначения от фреттинга защищают плохо.

Совместимость с конструкцией

Если узел имеет резиновые манжеты (большинство современных шарниров и крестовин — да), смазка должна быть совместима с NBR/HNBR. Молибденовые пасты типа ВНИИНП 232 могут окрашивать резину. Литиевые и литиево-комплексные смазки — обычно совместимы.

Температурный диапазон

Для большинства применений достаточно стандартного промышленного диапазона –30…+120 °C. В крестовинах карданов высокоскоростных валов температура может быть выше из-за внутреннего трения — нужны смазки до +140 °C. Для горячих узлов (например, тележки печей с игольчатыми подшипниками) — термостойкие до +180…+200 °C.

Водостойкость

Для уличной техники, сельхозтехники, мотоциклов с эксплуатацией в грязи и воде — водостойкость обязательна. Литиево-комплексные смазки и на сульфонате кальция отвечают этому требованию.

Рекомендации SKF для игольчатых подшипников

Российские аналоги ВНИИСМ для игольчатых подшипников

ВНИИСМ 181 — главный аналог SKF LGEP 2

Литиевая смазка с противозадирными присадками. Нагрузка сваривания 3000 Н — выше, чем у SKF LGEP 2 (2600 Н). Производитель напрямую рекомендует её для «техники с высокими ударными нагрузками и удельным давлением — подшипники качения, муфты, зубчатые передачи». Это именно то, что нужно игольчатому подшипнику в шарнире, маятнике, линках. Диапазон –20…+130 °C, стойкость к вымыванию водой. Базовое решение для большинства игольчатых применений.

ВНИИСМ 222 «синяя» — для общего применения с водой

Литиево-комплексная смазка, аналог Mobilgrease XHP 222 и SKF LGWA 2. Для игольчатых применений рекомендуется в случаях, где важна водостойкость и работа при повышенной температуре (до +180 °C). Подходит для крестовин карданных валов автомобилей, шарниров колёсной техники, узлов сельхозоборудования. Точка каплепадения от +250 °C обеспечивает запас по тепловому пику.

ВНИИСМ 301 — для тяжёлых условий с водой и ударами

Водостойкая высокотемпературная смазка для эндуро-мотоциклов, грузовиков, сельхозтехники. Диапазон –25…+180 °C. Для маятника и линков мотоцикла с активной off-road эксплуатацией, для шарниров строительной и сельскохозяйственной техники, работающей в воде и грязи.

ВНИИНП 232 — для тяжелонагружённых узлов с фреттингом и ударами

Паста с MoS₂ по ГОСТ 14068-79. В исходных областях применения по ГОСТу — «шлицевые соединения, прессовые посадки, шарниры зубчатых и винтовых передач, тяжелонагружённые тихоходные узлы трения». Это полное описание задач шкворня, шлица, шарнира тяжёлой техники, подшипника подвески. Дисульфид молибдена обеспечивает надёжную граничную смазку при фреттинге, обеспечивает работу даже при разрыве масляной плёнки. Применима в открытых и полуоткрытых узлах с ударными нагрузками, в шарнирах тракторов, экскаваторов, в шлицах карданных валов.

Технические характеристики аналогов

Прямое сопоставление SKF ↔ ВНИИСМ для игольчатых подшипников

Закрытые подшипники: 2RS, 2Z и проблема обслуживания

Большинство современных стандартных шарикоподшипников выпускается в закрытом исполнении с двусторонней защитой:

• 2RS (или RS, RSR, DDU) — двухсторонние резиновые контактные уплотнения. Полностью герметичные, защищают от пыли и воды.
• 2Z (или ZZ) — двухсторонние стальные защитные шайбы (без контакта с внутренним кольцом). Защищают от крупной пыли, но не герметизируют подшипник полностью.
• Открытые — без уплотнений вообще, для применений в масляной ванне или с собственным внешним уплотнением узла.

Зачем подшипники закрывают

Производители делают закрытые подшипники для двух целей:

• Заводская смазка на весь срок службы. В подшипник на этапе производства закладывается строго рассчитанное количество качественной смазки. При нормальной эксплуатации в стандартных условиях этой смазки хватает на весь ресурс — обычно 5–15 лет работы.
• Защита от внешнего воздействия. Уплотнения предотвращают попадание грязи и воды внутрь. Это особенно важно в открытых узлах (вентиляторы, ролики конвейеров, подшипники колёс).

Можно ли смазывать закрытый подшипник

Формально — нет. Закрытый подшипник — это законченное изделие, не предназначенное для перепаковки. Производитель не гарантирует ресурс после вскрытия уплотнения.

На практике — иногда да. Существует три типичные ситуации, в которых перепаковка имеет смысл:

• Капитальный ремонт оборудования. Если двигатель/насос/станок разбирается, имеет смысл одновременно пересобрать подшипники со свежей термостойкой смазкой. Особенно если в ремонтных партиях стоят подшипники с дешёвой заводской смазкой общего назначения, а узел работает в нагружённых режимах.
• Восстановление редких или дорогих подшипников. Для крупных или нестандартных подшипников, замена которых требует длительного ожидания и значительных затрат, перепаковка свежей смазкой может продлить срок службы на 2–3 года.
• Подшипник в нестандартных условиях. Если оборудование эксплуатируется в условиях, отличающихся от стандартных (повышенная температура, агрессивная среда, экстремально низкие температуры), заводская смазка может не подходить — стоит переложить.

Когда перепаковка бессмысленна или вредна

• Подшипник уже изношен. Появился шум, люфт, изменение цвета дорожек — никакая смазка не вернёт ресурс. Только замена.
• Маленькие массовые подшипники (6000–6204). Замена в сборе экономически обоснована — стоит копейки, легко доступны, перепаковка нерациональна.
• Подшипники гарантийного оборудования. Вскрытие = потеря гарантии.
• Подшипники с ограниченной герметичностью после первого вскрытия. Особенно у дешёвых ремонтных партий — там уплотнение может уже не вернуться на место.

Как правильно перепаковать закрытый подшипник

Тип 2Z (со стальными защитными шайбами)

Эти подшипники — самые удобные для перепаковки. Стальные шайбы зафиксированы в проточке наружного кольца через стопорное пружинное кольцо или развальцовкой. Процедура:

• Снять одну защитную шайбу. Тонким шилом или специальным крючком поддеть пружинное стопорное кольцо в проточке наружного кольца. Аккуратно снять кольцо. Снять шайбу.
• Промыть подшипник. В чистом керосине или специальном промывочном составе. Покрутить вручную для удаления старой смазки. Продуть сжатым воздухом, не раскручивая струёй (иначе можно повредить тела качения).
• Осмотреть. Проверить отсутствие шума при вращении, отсутствие изменения цвета дорожек (побежалость = был перегрев), отсутствие питтинга. При любых дефектах — подшипник на замену.
• Заложить свежую смазку. Объём — 25–35 % свободного внутреннего пространства подшипника. Для подшипников 6202–6205 — обычно 1,5–3 г. Распределить смазку равномерно по сепаратору, прокрутить руками для распределения.
• Установить шайбу. Аккуратно вернуть на место, защёлкнуть стопорное кольцо в проточку. Проверить, что шайба сидит без перекоса.

Тип 2RS (с резиновыми уплотнениями)

С резиновыми уплотнениями сложнее. Они не имеют стопорного кольца, удерживаются завальцовкой металлического каркаса в проточке наружного кольца, либо просто прижимаются к беговой дорожке внутреннего кольца за счёт натяга резины.

В большинстве случаев попытка снять уплотнение 2RS приводит к его повреждению. Восстановить герметичность после этого практически невозможно — резина теряет посадку. Поэтому:

• В большинстве случаев — лучше не вскрывать 2RS, а заменить подшипник.
• Если всё же необходимо вскрывать (для редких или дорогих подшипников): подцеплять уплотнение строго по периферии, в зоне, где оно фиксируется в проточке. Аккуратно отжать. После перепаковки можно посадить на место с лёгким натягом или с применением каплепадение тонкого слоя силиконового герметика по контуру.
• Альтернатива — сменить уплотнение типа. При перепаковке 2RS можно заменить резиновое уплотнение на 2Z (если есть подходящие шайбы того же типоразмера), но это нарушает изначальные параметры подшипника.

Какую смазку закладывать

Для большинства промышленных закрытых подшипников: SKF LGHP 2 или ВНИИНП 207 / ЦИАТИМ 221 / ВНИИСМ 221. Это термостойкие смазки для подшипников электромашин, с длительным ресурсом. Они закладываются в основную часть закрытых подшипников, идущих в электродвигатели, ролики, насосы и другую промышленную технику.

Для подшипников в условиях с водой: SKF LGWA 2 или ВНИИСМ 222 «синяя».

Для подшипников в горячих узлах: SKF LGHP 2 или ВНИИНП 207 (расширенный диапазон до +200 °C).

Подробнее — в нашей статье о смазке для подшипников электродвигателей.

Нюансы для конкретных применений игольчатых подшипников

Крестовины карданных валов автомобилей

Большинство современных автомобильных крестовин — необслуживаемые с заводской смазкой. Те, что имеют пресс-маслёнку — обслуживаемые. Стандарт ремонтной набивки — литиевая EP-смазка с MoS₂ или без. Для лёгких легковых машин — ВНИИСМ 181 или SKF LGEP 2. Для грузовиков и тяжёлой техники — ВНИИНП 232 (с MoS₂) или SKF LGEM 2. Объём — 5–15 г на крестовину в зависимости от размера.

ШРУСы (наружный и внутренний)

Внутри пыльника ШРУСа стоит специальная смазка, обычно с MoS₂. Это либо заводская смазка ШРУС-4 (российский стандарт), либо специализированный продукт типа Molykote LongTerm. ВНИИНП 232 в чистом виде в ШРУС не закладывается — слишком густая и не оптимизирована именно под ШРУС. Тем не менее, при ремонте за неимением специализированной смазки можно использовать ВНИИСМ 181 (литиевая EP) или ВНИИНП 232 в смеси с базовой литиевой. ШРУС-4 — отдельная позиция, в этой статье не рассматривается.

Маятник и линки мотоцикла

Игольчатые подшипники в маятнике и в рычагах задней подвески мотоцикла — типичные кандидаты на смазку с EP-присадками. Для дорожного мотоцикла — ВНИИСМ 181 или SKF LGEP 2. Для эндуро / кросса / adventure — ВНИИСМ 301 или SKF LGHB 2 (водостойкая). При шприцевании через прессмасленку: до первых капель свежей смазки на выходе, не до выдавливания (это разрывает манжеты).

Шкворни тяжёлых грузовиков

Шкворень моста тяжёлого грузовика — самый «тяжёлый» из игольчатых применений. Высокая нагрузка от веса автомобиля, удары на неровностях, малые углы поворота. Обязательна смазка с MoS₂: ВНИИНП 232 или SKF LGEV 2.

Поршневые пальцы двухтактных двигателей

Игольчатый подшипник в верхней головке шатуна двухтактника. Смазка попадает с топливной смесью (масло смешано с бензином), поэтому отдельная пластичная смазка не закладывается. Здесь работает совсем другая логика — это масляная смазка через пары топливо-масло, а не пластичная.

Частые ошибки

• Использование Литола-24 в игольчатых подшипниках с ударными нагрузками. Без EP-присадок Литол быстро выдавливается из зоны контакта. Ресурс шарнира — в 2–3 раза меньше расчётного.
• Закладка ВНИИНП 232 в крестовину легкового автомобиля. Слишком густая паста, для лёгких режимов перебор. Лучше литиевая EP без твёрдых добавок (ВНИИСМ 181, LGEP 2).
• Шприцевание линков мотоцикла через прессмасленку до выдавливания. Манжеты разрываются под давлением, и в подшипник попадает вода и грязь. Правильно — до первых капель свежей смазки на выходе.
• Перепаковка закрытого 2RS подшипника без правильного инструмента. Уплотнение повреждается, не возвращается на место, подшипник теряет защиту. Если нет уверенности в инструменте и опыте — лучше заменить.
• Полная набивка закрытого подшипника при перепаковке. 25–35 % свободного объёма — это норма. Полная набивка приводит к перегреву, выдавливанию через уплотнения, ускоренному отказу.
• Использование графитной смазки в игольчатых подшипниках. Графит — абразив для дорожек качения. Графитные смазки — для скольжения, не для качения.
• Игнорирование симптомов фреттинга. «Хруст» при покачивании руля мотоцикла, ступенчатые отметины при движении в шарнирах подвески — это уже последствия фреттинг-коррозии. Замена смазки не вернёт пострадавшие дорожки качения, нужна замена подшипника.
• Смешивание смазок с разными загустителями при дозаправке. Если в крестовину карданного вала через прессмасленку добавлять смазку другого типа, чем там была изначально, может произойти расслоение. Лучше промывать узел и заполнять заново.

Алгоритм выбора

1. Определите узел. Игольчатый подшипник в шарнире, крестовине, маятнике — нужны EP-смазки. Закрытый подшипник в электродвигателе/ролике/насосе — нужны термостойкие на полимочевине / комплексном Ca.
2. Оцените нагрузки. Лёгкие/средние — литиевая EP без MoS₂ (ВНИИСМ 181, LGEP 2). Тяжёлые с фреттингом — с MoS₂ (ВНИИНП 232, LGEM 2/LGEV 2).
3. Учтите наличие воды. Сухие условия — обычная литиевая EP. Постоянный контакт с водой — литиево-комплексная или сульфонат кальция (ВНИИСМ 222, ВНИИСМ 301, LGWA 2, LGHB 2).
4. Проверьте температурный режим. До +120 °C — стандарт. Выше — термостойкие (ВНИИНП 207, LGHP 2 для закрытых; ВНИИНП 232 для игольчатых в горячих узлах).
5. Для закрытых подшипников при перепаковке. Базовый выбор — термостойкая смазка для электромашин (ВНИИНП 207 / LGHP 2). С водой — водостойкая (ВНИИСМ 222 / LGWA 2). С EP-нагрузками — EP-литиевая (ВНИИСМ 181 / LGEP 2).

Краткие рекомендации по типичным задачам

• Игольчатые подшипники общего назначения, шарниры: SKF LGEP 2 или ВНИИСМ 181.
• Крестовины карданов легковых автомобилей: ВНИИСМ 181 или SKF LGEP 2.
• Крестовины карданов грузовиков, тяжёлой техники: ВНИИНП 232 или SKF LGEM 2.
• Шкворни грузовиков: ВНИИНП 232 или SKF LGEV 2.
• Маятник, линки мотоцикла дорожного: ВНИИСМ 181 или SKF LGEP 2.
• Маятник, линки мотоцикла эндуро / кросс: ВНИИСМ 301 или SKF LGHB 2.
• Игольчатые подшипники сельхозтехники: ВНИИСМ 181 или ВНИИСМ 222.
• Перепаковка закрытого подшипника электродвигателя: ВНИИНП 207 или SKF LGHP 2.
• Перепаковка закрытого подшипника в условиях с водой: ВНИИСМ 222 или SKF LGWA 2.
• Перепаковка закрытого подшипника тяжелонагружённого: ВНИИСМ 181 или SKF LGEP 2.

Заключение

Игольчатые подшипники — это «тёмная лошадка» среди подшипников качения: внешне они похожи на классические шарикоподшипники, но требования к смазке у них больше похожи на узлы скольжения с малыми углами колебания. Главное здесь — EP-присадки и стойкость к фреттинг-коррозии. Литиевая EP-смазка вроде ВНИИСМ 181 или SKF LGEP 2 закрывает большинство задач. Для тяжёлых ударных нагрузок и фреттинга — паста с MoS₂ (ВНИИНП 232 или SKF LGEM 2/LGEV 2).

Закрытые подшипники в большинстве случаев не требуют обслуживания — заводская смазка рассчитана на весь срок службы. Перепаковка имеет смысл только при капитальном ремонте крупного оборудования, восстановлении дорогих подшипников или при необходимости использовать смазку, отличную от заводской (например, для нестандартных условий эксплуатации). Стандарт перепаковочной смазки — термостойкая для электромашин (ВНИИНП 207 или SKF LGHP 2). При работе с уплотнениями 2RS требуется аккуратность — повреждение уплотнения сводит на нет всю работу по перепаковке.

Линейка ВНИИСМ закрывает все задачи этой статьи: ВНИИСМ 181 как универсальный аналог SKF LGEP 2 для большинства игольчатых применений, ВНИИНП 232 как российский эталон для тяжёлых нагрузок с MoS₂ (превосходит SKF LGEM 2 по температурному диапазону), ВНИИСМ 222 и ВНИИСМ 301 для условий с водой, ВНИИНП 207 и ЦИАТИМ 221 для перепаковки закрытых подшипников электромашин.