Подшипники качения: типы, таблицы размеров и подбор по конструкции

Справочник-навигатор по 7 основным типам подшипников качения с таблицами размеров и ссылками на детальные статьи по каждому. Если знаете нужный тип — переходите сразу к специализированной статье из таблицы ниже. Если не знаете — есть блок «Как выбрать тип по характеру нагрузки» для конструктора и краткий разбор обозначений для тех, у кого уже есть номер подшипника, но непонятно, что это. В конце — отдельные разделы по подшипникам скольжения (это другой класс изделий, не качения) и по корпусным подшипниковым узлам (UCP, UCF) — со ссылками на свои статьи.

Какой подшипник вы ищете?

В зависимости от того, что у вас на руках, нужны разные разделы статьи. Три основных сценария:

Семь основных типов подшипников качения

Все подшипники качения делятся на типы по конструкции тел качения и направлению воспринимаемой нагрузки. В таблице ниже — семь основных типов с краткой характеристикой и ссылкой на детальную статью с полной таблицей размеров.

Это семь основных типов, на которые приходится подавляющее большинство применений. Существуют ещё более специализированные конструкции (двухрядные радиально-упорные, четырёхточечные, пружинные, тороидальные и так далее) — для типовых задач они почти не нужны и здесь не разбираются.

Как выбрать тип подшипника по характеру нагрузки

Если вы конструктор или инженер, и нужно выбрать тип подшипника под конкретный узел — иначе говоря, не знаете, шариковый брать или роликовый, обычный радиальный или конический — отталкивайтесь от характера нагрузки. Именно она в первую очередь определяет тип, остальные параметры (размеры, серии, классы точности) уточняются после.

Только радиальная нагрузка, обычные обороты

Самая распространённая ситуация. Берут шариковый радиальный однорядный — он дёшев, надёжен, выдерживает высокие обороты, требует минимум обслуживания. Если радиальная нагрузка большая (например, тяжёлый ротор, прокатный валок) — переходят на роликовый цилиндрический: он держит в 2-3 раза больше при тех же габаритах, но шумнее и требует точной соосности.

Радиальная + осевая нагрузка одновременно (комбинированная)

Здесь два варианта по тяжести нагрузки и точности. Для лёгкой и средней комбинированной нагрузки на высоких оборотах берут радиально-упорный шариковый — обычно в паре, с предварительным натягом. Для тяжёлой комбинированной нагрузки (автомобильные ступицы, дифференциалы, редукторы тракторов) — конический роликовый, тоже в паре. Шариковый радиальный однорядный тоже способен принять небольшую осевую нагрузку (до 30% от радиальной), но не специально, а как «бонус» — рассчитывать на неё в расчёте узла нельзя.

Преимущественно осевая нагрузка

Радиальный подшипник на осевую работу не годится — нужен упорный. Для лёгких осевых усилий и относительно высоких оборотов — упорный шариковый (рулевые колонки, лёгкие домкраты). Для больших осевых усилий и низких оборотов — упорный роликовый (прессы, экструдеры, тяжёлые опоры). Важно: упорные подшипники не держат радиальную нагрузку вообще — их всегда ставят в паре с радиальным, который воспринимает поперечную силу.

Перекос вала или возможная несоосность опор

Если две опоры могут оказаться не соосными (длинный вал с прогибом, отдельные корпуса опор, монтаж на сварных рамах), обычный шариковый или роликовый подшипник работать не будет — он не терпит перекоса больше нескольких угловых минут. В таких случаях ставят двухрядный сферический шариковый (самоцентрирующийся) — он работает при перекосе до 2-3° за счёт сферической дорожки качения. Для тяжёлых нагрузок аналог — двухрядный сферический роликовый.

Большая радиальная нагрузка в малом радиальном габарите

Если радиальное место под подшипник ограничено (карданная крестовина, поршневой палец, узел в коробке передач) — берут игольчатый. У него тонкое наружное кольцо или вообще игольчатый венец прямо в корпусе, при этом радиальная грузоподъёмность сравнима с обычным роликовым.

Нужны высокие обороты, точность и тишина

Шариковые типы предпочтительнее роликовых: меньшее трение, меньше шум, выше предельные обороты. Если требуется точность — повышаем класс точности (см. ниже). Для шпинделей станков — пары радиально-упорных шариковых с предварительным натягом.

Как читать номер подшипника

Если у вас на руках есть номер подшипника (выбит на торце кольца или указан в документации), и нужно понять, что это за тип и какие у него размеры — пользуйтесь следующей схемой. Это упрощённая расшифровка по системе ГОСТ 3189. Производители, работающие по ISO (SKF, FAG, NSK, NTN, SNR), используют похожую логику с теми же позициями цифр (внутренний диаметр × 5 в правых цифрах, серия диаметров, тип подшипника), но с другими буквенными префиксами и индексами для конструктивных особенностей. Поэтому коды цифр в основном «читаются» одинаково и для российских, и для импортных обозначений.

Номер читается справа налево:

• Две правые цифры — посадочный (внутренний) диаметр. Для номеров с внутренним диаметром от 20 мм нужно умножить эти две цифры на 5. Например, у подшипника 6204 правые цифры «04», диаметр = 04 × 5 = 20 мм. Для маленьких диаметров (от 10 до 17 мм) используется специальное кодирование: 00 = 10 мм, 01 = 12 мм, 02 = 15 мм, 03 = 17 мм. Для диаметров меньше 10 мм цифра показывает диаметр в миллиметрах напрямую (608 — диаметр 8 мм).
• Третья цифра справа — серия диаметров. Показывает, насколько «толстый» подшипник по наружному кольцу при том же внутреннем диаметре: 1 — особо лёгкая серия, 2 — лёгкая, 3 — средняя, 4 — тяжёлая. Один и тот же внутренний диаметр в разных сериях даёт разные наружные диаметры и грузоподъёмности.
• Четвёртая цифра справа (для четырёхзначных номеров — крайняя слева) — тип подшипника. 0 — радиальный шариковый однорядный, 1 — двухрядный сферический шариковый, 2 — роликовый цилиндрический с короткими роликами, 3 — двухрядный сферический роликовый, 4 — игольчатый, 5 — роликовый с витыми роликами, 6 — радиально-упорный шариковый, 7 — роликовый конический, 8 — упорный шариковый, 9 — упорный роликовый.
• Цифры левее четвёртой (если есть) — серия по ширине, конструктивные особенности.
• Буквы и цифры до основного номера через дефис — класс точности (0, 6, 5, 4, 2 — обычно класс 0 не указывается).
• Буквы и цифры после номера — конструктивные особенности: Е — усиленный сепаратор, Р — пластмассовый сепаратор, 2RS / 2RSR — двусторонние резиновые уплотнения, ZZ / 2Z — двусторонние металлические защитные шайбы, K — конический канал внутреннего кольца, N — канавка под стопорное кольцо, и так далее.

Пример полной расшифровки: 6-180204С17 — класс точности 6, тип «0» (радиальный шариковый однорядный), серия диаметров «2» (лёгкая), серия по ширине «18» (узкая, со специальной конструкцией уплотнения), внутренний диаметр 04 × 5 = 20 мм, конструктивный индекс «С17» (вариант смазки). На практике для большинства массовых подшипников номер четырёхзначный — например, 6204, 6308, 7212.

Подробная расшифровка с разбором всех цифр и букв — большая отдельная тема, и часто проще найти подшипник по его номеру в каталоге производителя или в одной из специализированных таблиц по типу из таблицы выше.

ГОСТы, ISO и классы точности — короткая справка

Размеры подшипников качения регламентированы как российскими ГОСТами, так и международными стандартами ISO. Это два параллельных свода стандартов, которые в основном гармонизированы по размерам: подшипник 6204 советского, российского, японского (NSK) или немецкого (FAG) производства имеет одинаковые внутренний диаметр, наружный диаметр и ширину. Отличается только система обозначений и буквенные индексы для конструктивных особенностей. Поэтому, если у вас в каталоге импортного производителя ссылка на ISO — соответствующий ГОСТ описывает тот же подшипник.

Соответствие ГОСТ и ISO по типам

Классы точности

По ГОСТ 520 различают пять классов точности подшипников качения, обозначаемых цифрами в порядке возрастания точности: 0, 6, 5, 4, 2. По международному стандарту ISO 492 используются эквивалентные обозначения с буквой «P»: P0 (Normal), P6, P5, P4, P2. Соответствие прямое: ГОСТ-класс 0 = ISO P0 (Normal), 6 = P6 и так далее. Цифра в обозначении подшипника пишется перед основным номером через дефис (нулевой класс / Normal обычно не указывается).

Подробная таблица допусков, посадок и зазоров — в отдельной статье «Таблица допусков подшипников качения ISO 492, ISO 199, ГОСТ 520». Там же — соответствие международных и российских классов точности.

Главное правило: завышение класса точности без обоснованной необходимости — это лишние деньги на ровном месте. Класс выше «нулевого» имеет смысл только тогда, когда требования к биению, шуму или ресурсу узла действительно таковы, что нормальный класс не справляется. И ещё: высокий класс точности подшипника требует столь же высокой точности изготовления посадочных мест в корпусе и на валу — иначе вы потеряете точность подшипника на сборке.

Если вам нужен подшипник скольжения

Если в задаче нужен подшипник, в котором нет тел качения (вал скользит непосредственно по поверхности втулки) — это уже не подшипник качения, а другой класс изделий. Сюда относятся:

• Бронзовые втулки (ГОСТ 1978) и биметаллические (ГОСТ 24832) — простейшие подшипники скольжения для тихоходных узлов с обильной смазкой.
• Композитные сухие втулки (полимерные, металлокерамические) — для узлов без смазки или с минимальной смазкой.
• Шарнирные подшипники ШС, ШСП (ГОСТ 3635) — сферические подшипники скольжения, работают при значительных перекосах вала и качательных движениях. Применяются в гидроцилиндрах, рулевых тягах, поршневых шатунах.

Подшипники скольжения работают по принципиально другому механизму трения и имеют свои таблицы размеров, ГОСТы и правила подбора. Подробная таблица размеров и применение — в статье «Подшипники скольжения (ШС, ШСП, втулки): таблица размеров и применение».

Если вам нужен готовый узел в корпусе

Если в задаче не подшипник как деталь, а готовый узел, который крепится болтами к раме или станине (с уже встроенным подшипником и корпусом) — это корпусный подшипниковый узел. Самые массовые серии:

• UCP — узел в чугунном корпусе на «лапах» для крепления сверху на горизонтальную поверхность.
• UCF — узел в квадратном фланцевом корпусе для крепления на вертикальную стенку четырьмя болтами.
• UCFL — то же, но в овальном двухболтовом фланце.
• UCT — натяжной узел для конвейеров и приводов.

Внутри корпуса стоит обычный шариковый радиальный подшипник со сферическим наружным кольцом, что позволяет компенсировать небольшие перекосы при монтаже. Корпус — чугунный, штампованный или из термопласта. Подробная таблица размеров и подбор по диаметру вала — в статье «Корпусные подшипниковые узлы (UCP, UCF, UCFL): таблица размеров и подбор».

Краткие ответы на частые вопросы