Радиально-упорные шариковые подшипники: однорядные (7000, 7200, 7300, 7900) и двухрядные (3200, 3300)
Радиально-упорный шариковый подшипник — это гибридный тип: он одновременно воспринимает радиальную нагрузку (как обычный радиальный) и осевую (как упорный). Достигается это смещением дорожек качения относительно друг друга, что создаёт контактный угол. Стандартных углов четыре: 15°, 25°, 30°, 40° — каждый со своими свойствами. Однорядный подшипник держит осевую нагрузку только в одном направлении, поэтому для двусторонней нагрузки применяется парная установка (схемы DB, DF, DT) или двухрядные конструкции (серии 3200, 3300 — известные также как 5200, 5300 по старой советской номенклатуре). В статье — конструкция, контактные углы, расшифровка обозначений, парная установка с преднатягом, таблицы основных типоразмеров. По ISO 15. Обзор всех типов — в справочнике по типам.
Что такое радиально-упорный шариковый подшипник
В обычном радиальном шариковом подшипнике (типа 6000, 6200, 6300) дорожки качения симметричны и расположены строго по центру шарика. Такой подшипник хорошо воспринимает радиальную нагрузку, осевую — лишь в очень ограниченных пределах.
В радиально-упорном подшипнике дорожки качения на внутреннем и наружном кольцах смещены друг относительно друга по оси. Линия, соединяющая точки контакта шарика с дорожками, проходит под углом к плоскости, перпендикулярной оси вала. Этот угол называется контактным углом и обозначается греческой буквой α. Чем больше угол — тем больше осевая нагрузка, которую может выдержать подшипник, и тем меньше радиальная (при тех же шариках).
Конструктивные особенности:
- Асимметричные кольца. Одно из колец имеет высокий буртик с одной стороны и низкий с другой, что и формирует контактный угол. На рисунках в каталогах хорошо видна эта асимметрия.
- Осевая нагрузка только в одну сторону. Однорядный радиально-упорный держит осевую нагрузку только в направлении, противоположном высокому буртику. Поэтому для двусторонней осевой нагрузки нужна пара подшипников или двухрядная конструкция.
- Большое количество шариков. Поскольку сборка подшипника возможна через смещённые кольца (а не «по дуге», как в радиальных), в радиально-упорный помещается больше шариков → выше грузоподъёмность.
- Жёсткость. Радиально-упорные значительно жёстче радиальных шариковых того же размера, особенно в осевом направлении. Это критично для шпинделей станков.
Контактные углы: 15°, 25°, 30°, 40°
Четыре стандартных контактных угла дают четыре разных баланса между осевой нагрузкой и предельными оборотами:
| Угол | Суффикс | Свойства | Типичное применение |
|---|---|---|---|
| 15° | C | Малая осевая нагрузка, очень высокие обороты. Минимальный нагрев. Высокая радиальная грузоподъёмность при том же шарике. | Шпиндели станков, особенно прецизионных. Высокоскоростные опоры с малой осевой нагрузкой. |
| 25° | A5 | Компромисс между осевой грузоподъёмностью и оборотами. Прецизионные применения. | Прецизионные шпиндели, опоры точных приводов. |
| 30° | A | Стандартный массовый угол. Хорошо держит и радиальную, и осевую нагрузку. Универсальный. | Главные опоры редукторов, насосы, вентиляторы, электродвигатели, опоры червячных передач. |
| 40° | B | Максимальная осевая грузоподъёмность. Обороты на 20-30% ниже, чем у 30°. Радиальная грузоподъёмность снижается. | Применения с преобладанием осевой нагрузки: винтовые насосы, червячные опоры под нагрузкой, тяжёлые редукторы. |
Соотношение осевой и радиальной нагрузки. При преобладании радиальной нагрузки (Fa/Fr небольшое) использовать угол 40° невыгодно — большой контактный угол не даёт преимущества, а обороты снижены. И наоборот, при преобладании осевой нагрузки малый угол (15°) приведёт к перегрузке и быстрому разрушению. В каталогах для каждого угла указан граничный параметр e, при превышении которого формула расчёта эквивалентной нагрузки меняется (для угла 30° это около e = 0,68; для 40° — около e = 1,14).
Влияние на обороты: при d = 60 мм и угле 30° (7212 A) предельные обороты на масляной смазке 7100 об/мин. При угле 40° (7212 B) — 5300 об/мин. При угле 15° (7212 C) — 11000 об/мин. Разница более чем двукратная.
Однорядные серии: 7900, 7000, 7200, 7300
Стандартные серии диаметров для однорядных радиально-упорных шариковых по ISO 15. Принцип нумерации тот же, что у радиальных шариковых: первые две цифры — серия диаметров, последние две — код посадочного диаметра d.
| Серия | Название | Характеристика | Применение |
|---|---|---|---|
| 7900 | Особо лёгкая | Минимальные D и B при одинаковом d. Малая грузоподъёмность, но высокие обороты. Компактные размеры. | Шпиндели станков, малые электродвигатели, прецизионная оптика |
| 7000 | Лёгкая | Малое сечение, средняя грузоподъёмность. Доступны все четыре контактных угла. | Шпиндели, электродвигатели, опоры с ограниченным пространством |
| 7200 | Средняя | Стандартная массовая серия. Лучший баланс грузоподъёмности и габаритов. Самая широкая номенклатура. | Редукторы, насосы, вентиляторы, опоры рулевых колонок мотоциклов |
| 7300 | Тяжёлая | Максимальные D и B. Грузоподъёмность Cr примерно в 2 раза выше, чем у 7000 того же d. Обороты ниже. | Главные опоры тяжёлых редукторов, мощные насосы, опоры червячных пар |
Сравнение при d = 50 мм:
- 7910 A (особо лёгкая, угол 30°): D = 72, B = 12, Cr ≈ 16 кН
- 7010 A (лёгкая, угол 30°): D = 80, B = 16, Cr ≈ 24,5 кН
- 7210 A (средняя, угол 30°): D = 90, B = 20, Cr ≈ 41,5 кН
- 7310 A (тяжёлая, угол 30°): D = 110, B = 27, Cr ≈ 74 кН
Видно, что при том же d = 50 мм грузоподъёмность тяжёлой серии примерно в 4,6 раза выше особо лёгкой — за счёт большего наружного диаметра и более крупных шариков.
Двухрядные радиально-упорные: серии 3200, 3300 (= 5200, 5300)
Двухрядные радиально-упорные шариковые — это, по сути, пара однорядных в схеме back-to-back, выполненная как один узел с интегрированными кольцами. Один внутренний кольцо, один наружный, два ряда шариков с противоположно направленными контактными углами.
Важно про обозначения: по современному стандарту ISO 15 двухрядные радиально-упорные шариковые имеют обозначение 3200 и 3300. В советских и российских справочниках встречается старое обозначение 5200 и 5300 — это одни и те же подшипники. 5202 = 3202, 5305 = 3305 и так далее. Размеры и характеристики полностью идентичны, разница только в номенклатуре.
Преимущества двухрядных:
- Один узел заменяет пару. Не нужно подбирать пару подшипников с подогнанными торцами — двухрядный устанавливается как обычный подшипник в одно посадочное место.
- Осевая нагрузка в обе стороны. Один подшипник держит осевую нагрузку и слева, и справа.
- Высокая жёсткость к моментам. Два ряда шариков, разнесённых по оси, дают большое плечо — подшипник эффективно сопротивляется опрокидывающим моментам.
- Контактный угол. У двухрядных серий 3200/3300 стандартный угол около 30° (в обозначении не указывается отдельно — единый для всей серии).
Ограничения: двухрядные радиально-упорные дороже эквивалентной пары однорядных, не предполагают разборного монтажа и не позволяют менять преднатяг (он задан конструкцией). Применяются там, где компактность и удобство монтажа важнее точной регулировки.
Типичные применения: опоры рулевых колонок мотоциклов и велосипедов (классические применения), малые редукторы, опоры малых насосов и вентиляторов, опоры червячных передач компактного типа, опоры шкивов с осевой нагрузкой.
Парная установка однорядных: схемы DB, DF, DT
Для восприятия осевой нагрузки в обе стороны (либо для увеличения жёсткости) однорядные радиально-упорные шариковые устанавливаются парой по одной из трёх стандартных схем. Это центральный приём проектирования шпиндельных узлов и опор валов.
| Схема | Альт. название | Принцип | Особенности |
|---|---|---|---|
| DB | Back-to-back, О-схема, «спина-к-спине» | Подшипники развёрнуты толстыми торцами (с высоким буртиком) друг к другу. Линии действия нагрузок расходятся наружу. | Высокая жёсткость к моментам (большое плечо между точками приложения нагрузок). Применяется как фиксированная опора. Главная схема для шпинделей. |
| DF | Face-to-face, X-схема, «лицом-к-лицу» | Подшипники развёрнуты узкими торцами друг к другу. Линии действия нагрузок сходятся внутрь. | Меньшая жёсткость к моментам, но лучше компенсирует перекосы и неточности сборки. Хорошая «самоустанавливаемость». |
| DT | Tandem, тандем | Оба подшипника развёрнуты в одну сторону. Осевая нагрузка делится между ними примерно поровну. | Удваивает осевую грузоподъёмность в одном направлении. Не воспринимает осевую в обратную сторону — для этого нужен третий подшипник (часто схема DT + 1). |
В обозначении подшипника схема установки указывается после кода угла: 7208 A DB — пара 7208 угол 30° в схеме back-to-back. 7310 B DT — пара 7310 угол 40° в схеме тандем.
Universal matching. Радиально-упорные шариковые часто поставляются как «универсально совмещаемые» (universal matching) — посадочные торцы колец на заводе шлифуются так, что любые два подшипника одной партии при сборке дают одинаковый преднатяг. Это упрощает монтаж и обеспечивает повторяемость характеристик пары.
Преднатяг (преднагружение)
Преднатяг — это предварительное осевое поджатие пары подшипников до приложения внешней нагрузки. Делается несколькими способами:
- Подшлифовка торцов колец на заводе. Universal matching — внутренние или наружные кольца имеют точно подгоненные торцы. При сборке пары до соприкосновения торцов автоматически создаётся заданный преднатяг.
- Прокладки (shims). Между торцами наружных колец устанавливаются калиброванные прокладки нужной толщины.
- Пружинная подгрузка. Тарельчатые пружины поджимают наружные кольца с постоянным усилием. Применяется на высоких оборотах, где нужно компенсировать тепловое расширение.
- Гайка вала. При сборке гайка затягивается до заданного момента, создавая преднатяг через смещение внутренних колец.
Стандартные классы преднатяга:
- L (Light, лёгкий) — для высокоскоростных применений, минимизирует тепловыделение.
- M (Medium, средний) — массовый стандарт. Баланс жёсткости и оборотов.
- H (Heavy, тяжёлый) — для максимальной жёсткости. Применяется в тяжёлых шпинделях и опорах, где точность вращения критична. Снижает предельные обороты.
Зачем нужен преднатяг:
- Повышение жёсткости узла — особенно важно в шпинделях станков, где даже малые упругие деформации опор приводят к ухудшению точности обработки.
- Устранение осевого люфта — без преднатяга пара подшипников может иметь несколько микрон зазора, что неприемлемо в прецизионных применениях.
- Повышение точности вращения — стабилизация положения шариков на дорожках.
- Снижение вибраций и шума на высоких оборотах.
Опасность избыточного преднатяга: чрезмерный преднатяг вызывает повышенное трение, нагрев, деградацию смазки и ускоренный износ. При проектировании нужно учитывать тепловое расширение — горячий узел имеет больший преднатяг, чем холодный. Для высокоскоростных шпинделей обычно применяют пружинную подгрузку, которая компенсирует тепловое расширение и сохраняет преднатяг постоянным.
Расшифровка обозначений
Формат: серия + код диаметра + контактный угол + парная схема + класс преднатяга.
- Серия: 79 (= 7900), 70 (= 7000), 72 (= 7200), 73 (= 7300) для однорядных; 32 (= 3200), 33 (= 3300) для двухрядных.
- Код диаметра — две цифры по той же схеме, что у шариковых: 00 = 10 мм, 01 = 12 мм, 02 = 15 мм, 03 = 17 мм; 04 и далее = код × 5 мм.
- Контактный угол: A = 30°, A5 = 25°, B = 40°, C = 15°. Для двухрядных не указывается (стандартный угол серии).
- Парная схема: DB, DF, DT — после кода угла.
- Класс преднатяга: L, M, H — последний суффикс.
Примеры:
7208 A— однорядный, серия 72, d = 40 мм, угол 30°.7208 B DB— то же, но угол 40°, поставка парой в схеме back-to-back.7208 C DT M— угол 15°, тандем, средний преднатяг.7310 B— серия 73 (тяжёлая), d = 50 мм, угол 40°. Размеры: d = 50, D = 110, B = 27 мм.3208(или5208в старых справочниках) — двухрядный, серия 32, d = 40 мм. Размеры: d = 40, D = 80, B = 30,2 мм.3308(или5308) — двухрядный, серия 33 (тяжёлая), d = 40 мм. Размеры: d = 40, D = 90, B = 36,5 мм.
Таблицы размеров
В таблицах: d — посадочный диаметр на вал (мм), D — наружный диаметр (мм), B — ширина (мм). Cr — динамическая, C0r — статическая грузоподъёмность одного подшипника (кН). n lim — предельные обороты на масляной смазке (об/мин); для пластичной смазки — примерно на 25% меньше.
Однорядные серии 7000 (лёгкая) — углы 30° (A) и 40° (B)
| Обозначение | d | D | B | Cr, кН | C0r, кН | n lim |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 7000 A | 10 | 26 | 8 | 5,35 | 2,60 | 43 000 |
| 7001 A | 12 | 28 | 8 | 5,80 | 2,98 | 38 000 |
| 7002 A | 15 | 32 | 9 | 6,10 | 3,45 | 32 000 |
| 7003 A | 17 | 35 | 10 | 6,40 | 3,80 | 30 000 |
| 7004 A | 20 | 42 | 12 | 10,8 | 6,60 | 24 000 |
| 7005 A | 25 | 47 | 12 | 11,3 | 7,40 | 22 000 |
| 7006 A | 30 | 55 | 13 | 14,5 | 10,1 | 18 000 |
| 7007 A | 35 | 62 | 14 | 18,3 | 13,4 | 16 000 |
| 7008 A | 40 | 68 | 15 | 19,5 | 15,4 | 14 000 |
| 7009 A | 45 | 75 | 16 | 23,1 | 18,7 | 13 000 |
| 7010 A | 50 | 80 | 16 | 24,5 | 21,1 | 12 000 |
| 7011 A | 55 | 90 | 18 | 32,5 | 27,7 | 11 000 |
| 7012 A | 60 | 95 | 18 | 33,0 | 29,5 | 10 000 |
| 7014 A | 70 | 110 | 20 | 44,0 | 41,5 | 8 500 |
| 7016 A | 80 | 125 | 22 | 55,0 | 53,0 | 7 500 |
| 7018 A | 90 | 140 | 24 | 67,5 | 66,5 | 6 700 |
| 7020 A | 100 | 150 | 24 | 68,5 | 70,5 | 6 000 |
| 7022 A | 110 | 170 | 28 | 96,5 | 95,5 | 5 300 |
| 7024 A | 120 | 180 | 28 | 102 | 107 | 5 000 |
| 7026 A | 130 | 200 | 33 | 117 | 125 | 4 500 |
| 7028 A | 140 | 210 | 33 | 120 | 133 | 4 300 |
| 7030 A | 150 | 225 | 35 | 137 | 154 | 3 800 |
| 7032 A | 160 | 240 | 38 | 155 | 176 | 3 600 |
| 7034 A | 170 | 260 | 42 | 186 | 214 | 3 400 |
| 7036 A | 180 | 280 | 46 | 207 | 252 | 3 200 |
| 7040 A | 200 | 310 | 51 | 240 | 310 | 2 800 |
Однорядные серии 7200 (средняя) — углы 30° (A) и 40° (B)
| Обозначение | d | D | B | Cr, кН | C0r, кН | n lim |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 7200 A | 10 | 30 | 9 | 5,40 | 2,71 | 38 000 |
| 7200 B | 10 | 30 | 9 | 5,00 | 2,50 | 28 000 |
| 7201 A | 12 | 32 | 10 | 8,00 | 4,05 | 34 000 |
| 7202 A | 15 | 35 | 11 | 8,65 | 4,65 | 30 000 |
| 7203 A | 17 | 40 | 12 | 10,8 | 6,00 | 28 000 |
| 7204 A | 20 | 47 | 14 | 14,5 | 8,30 | 22 000 |
| 7205 A | 25 | 52 | 15 | 16,2 | 10,3 | 20 000 |
| 7206 A | 30 | 62 | 16 | 22,5 | 14,8 | 17 000 |
| 7207 A | 35 | 72 | 17 | 29,7 | 20,1 | 14 000 |
| 7208 A | 40 | 80 | 18 | 35,5 | 25,1 | 13 000 |
| 7208 B | 40 | 80 | 18 | 32,0 | 23,0 | 11 000 |
| 7209 A | 45 | 85 | 19 | 39,5 | 28,7 | 12 000 |
| 7210 A | 50 | 90 | 20 | 41,5 | 31,5 | 11 000 |
| 7211 A | 55 | 100 | 21 | 51,0 | 39,5 | 10 000 |
| 7212 A | 60 | 110 | 22 | 62,0 | 48,5 | 9 000 |
| 7213 A | 65 | 120 | 23 | 70,5 | 58,0 | 8 500 |
| 7214 A | 70 | 125 | 24 | 76,5 | 63,5 | 8 000 |
| 7215 A | 75 | 130 | 25 | 76,0 | 64,5 | 7 500 |
| 7216 A | 80 | 140 | 26 | 89,0 | 76,0 | 7 100 |
| 7217 A | 85 | 150 | 28 | 103 | 89,0 | 6 700 |
| 7218 A | 90 | 160 | 30 | 118 | 103 | 6 000 |
| 7220 A | 100 | 180 | 34 | 144 | 126 | 5 300 |
| 7222 A | 110 | 200 | 38 | 170 | 158 | 4 800 |
| 7224 A | 120 | 215 | 40 | 183 | 177 | 4 500 |
| 7226 A | 130 | 230 | 40 | 189 | 193 | 4 300 |
| 7228 A | 140 | 250 | 42 | 218 | 234 | 4 000 |
| 7230 A | 150 | 270 | 45 | 248 | 280 | 3 600 |
| 7236 A | 180 | 320 | 52 | 305 | 385 | 3 000 |
| 7240 A | 200 | 360 | 58 | 335 | 450 | 2 600 |
Однорядные серии 7300 (тяжёлая) — углы 30° (A) и 40° (B)
| Обозначение | d | D | B | Cr, кН | C0r, кН | n lim |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 7300 A | 10 | 35 | 11 | 9,30 | 4,30 | 32 000 |
| 7301 A | 12 | 37 | 12 | 9,45 | 4,50 | 28 000 |
| 7302 A | 15 | 42 | 13 | 13,4 | 7,10 | 24 000 |
| 7303 A | 17 | 47 | 14 | 15,9 | 8,65 | 22 000 |
| 7304 A | 20 | 52 | 15 | 18,7 | 10,4 | 19 000 |
| 7305 A | 25 | 62 | 17 | 26,4 | 15,8 | 16 000 |
| 7306 A | 30 | 72 | 19 | 33,5 | 20,9 | 14 000 |
| 7307 A | 35 | 80 | 21 | 40,0 | 26,3 | 12 000 |
| 7308 A | 40 | 90 | 23 | 49,0 | 33,0 | 11 000 |
| 7309 A | 45 | 100 | 25 | 63,5 | 43,5 | 10 000 |
| 7310 A | 50 | 110 | 27 | 74,0 | 52,0 | 9 000 |
| 7311 A | 55 | 120 | 29 | 86,0 | 61,5 | 8 000 |
| 7312 A | 60 | 130 | 31 | 98,0 | 71,5 | 7 500 |
| 7313 A | 65 | 140 | 33 | 111 | 82,0 | 6 700 |
| 7314 A | 70 | 150 | 35 | 125 | 93,5 | 6 000 |
| 7315 A | 75 | 160 | 37 | 136 | 106 | 5 600 |
| 7316 A | 80 | 170 | 39 | 147 | 119 | 5 300 |
| 7317 A | 85 | 180 | 41 | 159 | 133 | 5 000 |
| 7318 A | 90 | 190 | 43 | 171 | 147 | 4 800 |
| 7320 A | 100 | 215 | 47 | 207 | 193 | 4 300 |
| 7322 A | 110 | 240 | 50 | 220 | 215 | 3 800 |
| 7324 A | 120 | 260 | 55 | 246 | 252 | 3 400 |
| 7326 A | 130 | 280 | 58 | 273 | 293 | 3 200 |
| 7328 A | 140 | 300 | 62 | 300 | 335 | 3 000 |
| 7330 A | 150 | 320 | 65 | 315 | 370 | 2 800 |
| 7336 A | 180 | 380 | 75 | 410 | 535 | 2 400 |
| 7340 A | 200 | 420 | 80 | 475 | 660 | 2 000 |
Однорядные серии 7900 (особо лёгкая) — углы 15° (C) и 25° (A5)
Серия 7900 чаще всего применяется в шпиндельных и высокоскоростных применениях, поэтому стандартные углы для неё — 15° и 25°.
| Обозначение | d | D | B | Cr, кН | C0r, кН | n lim |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 7900 A5 | 10 | 22 | 6 | 2,88 | 1,45 | 56 000 |
| 7900 C | 10 | 22 | 6 | 3,00 | 1,52 | 63 000 |
| 7901 C | 12 | 24 | 6 | 3,35 | 1,86 | 63 000 |
| 7902 C | 15 | 28 | 7 | 4,75 | 2,64 | 53 000 |
| 7903 C | 17 | 30 | 7 | 5,00 | 2,94 | 48 000 |
| 7904 C | 20 | 37 | 9 | 6,95 | 4,25 | 38 000 |
| 7905 C | 25 | 42 | 9 | 7,85 | 5,40 | 34 000 |
| 7906 C | 30 | 47 | 9 | 8,30 | 6,25 | 28 000 |
| 7907 C | 35 | 55 | 10 | 12,1 | 9,15 | 24 000 |
| 7908 C | 40 | 62 | 12 | 15,1 | 11,7 | 22 000 |
| 7909 C | 45 | 68 | 12 | 16,0 | 13,4 | 20 000 |
| 7910 C | 50 | 72 | 12 | 16,9 | 15,0 | 18 000 |
| 7912 C | 60 | 85 | 13 | 19,4 | 18,7 | 15 000 |
| 7914 C | 70 | 100 | 16 | 28,1 | 27,8 | 13 000 |
| 7916 C | 80 | 110 | 16 | 29,0 | 30,5 | 12 000 |
| 7918 C | 90 | 125 | 18 | 41,5 | 46,0 | 10 000 |
| 7920 C | 100 | 140 | 20 | 50,0 | 54,0 | 9 000 |
| 7922 C | 110 | 150 | 20 | 52,0 | 59,5 | 8 500 |
| 7924 C | 120 | 165 | 22 | 72,0 | 81,0 | 7 500 |
| 7926 C | 130 | 180 | 24 | 78,5 | 91,0 | 7 100 |
| 7928 C | 140 | 190 | 24 | 79,5 | 95,5 | 6 700 |
| 7930 C | 150 | 210 | 28 | 102 | 122 | 6 000 |
| 7932 C | 160 | 220 | 28 | 106 | 133 | 5 600 |
| 7934 C | 170 | 230 | 28 | 113 | 148 | 5 300 |
| 7936 C | 180 | 250 | 33 | 145 | 184 | 4 800 |
| 7940 C | 200 | 280 | 38 | 189 | 244 | 4 300 |
Двухрядные серии 3200 и 3300 (= 5200, 5300)
Стандартный контактный угол двухрядных — около 30°. Поскольку конструкция уже учитывает осевую нагрузку в обе стороны, отдельный код угла не указывается.
| Обозначение | Старое | d | D | B | Cr, кН | C0r, кН | n lim |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 3200 | 5200 | 10 | 30 | 14,3 | 7,15 | 3,90 | 22 000 |
| 3201 | 5201 | 12 | 32 | 15,9 | 10,5 | 5,80 | 20 000 |
| 3202 | 5202 | 15 | 35 | 15,9 | 11,7 | 7,05 | 17 000 |
| 3203 | 5203 | 17 | 40 | 17,5 | 14,6 | 9,05 | 15 000 |
| 3204 | 5204 | 20 | 47 | 20,6 | 19,6 | 12,4 | 13 000 |
| 3205 | 5205 | 25 | 52 | 20,6 | 21,3 | 14,7 | 11 000 |
| 3206 | 5206 | 30 | 62 | 23,8 | 29,6 | 21,1 | 9 500 |
| 3207 | 5207 | 35 | 72 | 27,0 | 39,0 | 28,7 | 8 000 |
| 3208 | 5208 | 40 | 80 | 30,2 | 44,0 | 33,5 | 7 100 |
| 3209 | 5209 | 45 | 85 | 30,2 | 49,5 | 38,0 | 6 700 |
| 3210 | 5210 | 50 | 90 | 30,2 | 53,0 | 43,5 | 6 000 |
| 3211 | 5211 | 55 | 100 | 33,3 | 56,0 | 49,0 | 5 600 |
| 3212 | 5212 | 60 | 110 | 36,5 | 69,0 | 62,0 | 5 000 |
| 3213 | 5213 | 65 | 120 | 38,1 | 76,5 | 69,0 | 4 500 |
| 3214 | 5214 | 70 | 125 | 39,7 | 94,0 | 82,0 | 4 500 |
| 3215 | 5215 | 75 | 130 | 41,3 | 93,5 | 83,0 | 4 300 |
| 3216 | 5216 | 80 | 140 | 44,4 | 99,0 | 93,0 | 3 800 |
| 3217 | 5217 | 85 | 150 | 49,2 | 116 | 110 | 3 600 |
| 3302 | 5302 | 15 | 42 | 19,0 | 17,6 | 10,2 | 15 000 |
| 3303 | 5303 | 17 | 47 | 22,2 | 21,0 | 12,6 | 13 000 |
| 3304 | 5304 | 20 | 52 | 22,2 | 24,6 | 15,0 | 12 000 |
| 3305 | 5305 | 25 | 62 | 25,4 | 32,5 | 20,7 | 10 000 |
| 3306 | 5306 | 30 | 72 | 30,2 | 40,5 | 28,1 | 8 500 |
| 3307 | 5307 | 35 | 80 | 34,9 | 51,0 | 36,0 | 7 500 |
| 3308 | 5308 | 40 | 90 | 36,5 | 56,5 | 41,0 | 6 700 |
| 3309 | 5309 | 45 | 100 | 39,7 | 68,5 | 51,0 | 6 000 |
| 3310 | 5310 | 50 | 110 | 44,4 | 81,5 | 61,5 | 5 600 |
| 3311 | 5311 | 55 | 120 | 49,2 | 95,0 | 73,0 | 5 000 |
| 3312 | 5312 | 60 | 130 | 54,0 | 125 | 98,5 | 4 500 |
| 3313 | 5313 | 65 | 140 | 58,7 | 142 | 113 | 4 300 |
| 3314 | 5314 | 70 | 150 | 63,5 | 159 | 128 | 3 800 |
| 3315 | 5315 | 75 | 160 | — | — | — | — |
Примечание: в таблицах приведены типовые значения по каталогам производителей. Точные параметры конкретного подшипника зависят от производителя и могут различаться в пределах 5-10%. Для серий 3300 (5300) больших размеров точные данные — в каталогах производителя.
Специальные исполнения
Помимо стандартных радиально-упорных шариковых, есть две родственные категории:
- Четырёхточечные шариковые подшипники (Q-серии). Внутреннее кольцо разделено радиально на две половины. Каждый шарик контактирует с дорожками в четырёх точках (по две на каждом кольце). Контактный угол около 35°. Один подшипник держит большую осевую нагрузку в обе стороны — заменяет пару радиально-упорных. Подходит для чисто осевых или комбинированных нагрузок с преобладанием осевой. Обозначения серий QJ200, QJ300, QJ1000.
- Прецизионные шпиндельные с керамическими шариками (гибридные). Стандартные радиально-упорные с заменой стальных шариков на керамические (нитрид кремния). Меньший вес шариков → меньшие центробежные силы → выше предельные обороты (до полутора раз). Применяются в высокоскоростных шпинделях станков.
Расчёт нагрузки
Эквивалентная динамическая нагрузка для одного подшипника или пары DT
При Fa/Fr ≤ e:
P = Fr
При Fa/Fr > e:
P = 0,44·Fr + Y·Fa
где Fr — радиальная нагрузка, Fa — осевая, Y — коэффициент, зависящий от угла, e — граничное соотношение. Для угла 30°: e ≈ 0,68, Y ≈ 0,87. Для 40°: e ≈ 1,14, Y ≈ 0,57. Для 15°: e ≈ 0,38-0,56 (зависит от соотношения f0·Fa/C0r), Y ≈ 1,0-1,47.
Эквивалентная динамическая нагрузка для пары DB или DF
При Fa/Fr ≤ e:
P = Fr + Y₁·Fa
При Fa/Fr > e:
P = 0,72·Fr + Y₂·Fa
Точные значения коэффициентов Y₁ и Y₂ — в каталогах производителей. Для угла 30°: Y₁ ≈ 0,76, Y₂ ≈ 1,14. Для 40°: Y₁ ≈ 0,55, Y₂ ≈ 0,86.
Эквивалентная статическая нагрузка
P₀ = X₀·Fr + Y₀·Fa
Для одного подшипника или пары DT: X₀ = 0,5, Y₀ зависит от угла (0,46 для 15°; 0,38 для 25°; 0,33 для 30°; 0,26 для 40°). Если рассчитанное P₀ < Fr, использовать P₀ = Fr.
Краткие ответы на частые вопросы
Что такое радиально-упорный шариковый подшипник?
Шариковый подшипник, у которого дорожки качения смещены по оси, создавая контактный угол между линией контакта шариков и плоскостью, перпендикулярной валу. Воспринимает радиальную и осевую нагрузку в одном направлении. Для двусторонней осевой нагрузки применяются пары (DB, DF) или двухрядные конструкции.
Что такое контактный угол?
Угол между линией контакта шарика с дорожками и плоскостью, перпендикулярной оси вала. Стандартные значения: 15°, 25°, 30°, 40°. Чем больше угол — тем больше осевая грузоподъёмность и меньше предельные обороты. Угол 30° — массовый стандарт; 15° — высокоскоростные шпиндели; 40° — преобладание осевой нагрузки.
Что значат суффиксы A, B, C, A5?
Стандартные контактные углы. A = 30° (массовый), B = 40° (повышенная осевая), C = 15° (высокоскоростной), A5 = 25° (компромиссный, прецизионный). Например, 7208 A — угол 30°; 7208 B — угол 40°; 7208 C — угол 15°. Размеры одинаковы, отличаются только контактный угол и характеристики.
Чем отличаются серии 7000, 7200, 7300, 7900?
Серии диаметров по ISO 15. 7900 — особо лёгкая (минимальное сечение). 7000 — лёгкая. 7200 — средняя (массовая). 7300 — тяжёлая (максимальная грузоподъёмность). При d 50 мм: Cr 7910 = 16,9 кН; 7010 = 24,5 кН; 7210 = 41,5 кН; 7310 = 74 кН. Тяжёлая серия даёт в 4-5 раз больше грузоподъёмности, но ниже обороты.
Что такое 3200, 3300? Это то же, что 5200, 5300?
Да, это одни и те же подшипники в разной номенклатуре. 3200, 3300 — современное обозначение по ISO 15. 5200, 5300 — старое советское/российское обозначение, до сих пор встречается в справочниках. Это двухрядные радиально-упорные шариковые с контактным углом около 30°, держат осевую нагрузку в обе стороны. 3208 = 5208, 3305 = 5305 и так далее.
В чём разница DB, DF, DT?
Три схемы парной установки. DB (back-to-back, О-схема) — толстыми торцами друг к другу. Высокая жёсткость к моментам, главная схема шпинделей. DF (face-to-face, X-схема) — узкими торцами. Хуже к моментам, лучше компенсирует перекосы. DT (tandem) — оба смотрят в одну сторону, удвоенная осевая в одном направлении.
Зачем нужен преднатяг?
Предварительное осевое поджатие пары подшипников до сборки. Повышает жёсткость, точность вращения, устраняет люфт. Классы: L (light) — высокоскоростные; M (medium) — стандарт; H (heavy) — максимальная жёсткость. Избыточный преднатяг вреден — вызывает перегрев и износ.
Как читается 7208 BDB?
72 — серия 72 (средняя). 08 — d = 40 мм. B — угол 40°. DB — пара back-to-back. Размеры одного подшипника: d 40, D 80, B 18. Грузоподъёмность пары Cr ≈ 52 кН.
Где применяются?
Шпиндели станков (особенно 7900 и 7000 с углом 15° и 25°). Главные опоры редукторов и коробок передач. Опоры червячных передач. Электродвигатели. Турбокомпрессоры и насосы. Опоры рулевых колонок мотоциклов (классическое применение двухрядных). Везде, где есть одновременно радиальная и осевая нагрузка.
Смотрите также:
→ Подшипники качения: типы и подбор — обзорная по всем типам
→ Шариковые радиальные однорядные — серии 6000, 6200, 6300 (для чисто радиальной нагрузки)
→ Конические роликовые подшипники — альтернатива для совместной радиально-осевой нагрузки
→ Упорные шариковые подшипники — для чисто осевой нагрузки
→ Таблица допусков подшипников качения
