Интернет-магазин представительского класса

8-800-101-79-14

Заказать звонок

Задать вопрос

Войти

info@pocenter.ru

г. Санкт-Петербург, Шоссе Революции 69

Сравнение0 Избранные товары 0 Корзина 0

Замена и смазка шпиндельных подшипников: монтаж, обкатка, выбор смазки и oil-air

20 июля 2022 0:00

Замена и смазка шпиндельных подшипников: монтаж, обкатка и oil-air

Коротко: замена шпиндельных подшипников — самая ответственная операция в обслуживании шпинделя. Делается строго комплектом, с тёплым монтажом, измеренными зазорами и обязательной обкаткой (running-in) от 8 до 10 часов на возрастающих скоростях. Смазка для шпиндельных подшипников — отдельная критическая тема: применяется специальная консистентная смазка NLGI 2 или NLGI 3 на синтетическом масле (диэстер) с нормой заправки 10–30% свободного объёма подшипника, либо масляная смазка oil-air с маслом ISO VG 68 + EP при подаче от 100 мм³/ч. Обычные литиевые смазки общего применения категорически не подходят. Эта статья — практическое руководство по обоим аспектам обслуживания.

Это финальная статья кластера. Общая карта темы и взаимосвязь со всеми остальными вопросами — в обзорной «Шпиндельные подшипники: виды, точность, регулировка и замена».

Когда менять шпиндельные подшипники: диагностика износа

Жёсткой нормы по времени или наработке у шпиндельных подшипников нет — слишком разные условия эксплуатации. Заменять их нужно по сочетанию признаков. NSK выделяет четыре главных параметра, которые нужно контролировать в работе:

Шум подшипника — необычные металлические звуки, регулярные стуки, изменение тембра.
Вибрация — рост амплитуды, появление нехарактерных частот.
Температура наружного кольца — выход за нормальный диапазон работы.
Состояние смазки — утечка, потемнение, обугливание.

Типичные признаки износа

Симптом	Вероятная причина	Что делать
Необычный шум, металлический скрежет	Износ дорожек качения, нарушение смазки, попадание загрязнений	Заменить подшипники, проверить уплотнения и смазочный контур
Регулярные стуки с интервалом, кратным частоте вращения	Шелушение (flaking) на одной из дорожек, повреждение тел качения	Замена подшипника, осмотр и шлифовка посадочных мест
Шелушение по краю дорожки в роликоподшипнике	Аномальная осевая нагрузка из-за блокировки осевого расширения вала	Увеличить зазор на «свободной» опоре, проверить перпендикулярность торцов
Шелушение на одной стороне дорожки	Перекос вала или корпуса при монтаже	Проверить центровку, перпендикулярность буртиков
Шелушение в подобранной паре раньше срока	Избыточный преднатяг	Скорректировать натяг прокладками
Вдавленные следы тел качения (бринеллирование)	Ударная нагрузка при монтаже или транспортировке	Замена. Обращаться с подшипниками аккуратно.
Раннее шелушение тел качения и дорожек	Недостаточный зазор, перегрузка, неподходящая смазка	Подобрать посадку, зазор, смазку
Насечки/обмазывание (scoring, smearing) на дорожках	Недостаточная начальная смазка, слишком густая смазка, резкое ускорение при пуске	Перейти на более мягкую смазку, избегать резкого разгона
«Ползун» (creep) на посадочной поверхности кольца	Недостаточный посадочный натяг, ослабшая втулка	Изменить посадку, надёжно зафиксировать
Утечка или изменение цвета смазки	Перебор смазки, попадание загрязнений, абразивный износ	Скорректировать количество, заменить смазку, осмотреть подшипник, очистить корпус
Заклинивание (seizure) — обесцвечивание/оплавление поверхности бортов	Недостаточный зазор, неправильная смазка, монтажные ошибки	Полная замена подшипника, проверка посадки и смазки

Замечание про «писк» (squeal noise) у роликоподшипников

NSK отмечает важный нюанс: при использовании средне- и крупногабаритных цилиндрических роликоподшипников и шарикоподшипников на консистентной смазке зимой или в холодных помещениях иногда возникает писк. Обычно температура при этом не растёт, ресурс и смазки, и подшипника не страдают. Подшипник полностью функционален и менять его не нужно. Это не неисправность.

Демонтаж старых подшипников

Перед заменой нужно аккуратно снять старые подшипники, не повредив посадочные места. Основной приём — метод масляной запрессовки (oil injection), для которого в конструкции шпинделя должны быть предусмотрены каналы и канавки.

Для подшипников с цилиндрическим отверстием метод масляной запрессовки применяется только для демонтажа.
Для подшипников с конусным отверстием 1:12 — и для монтажа, и для демонтажа.
Альтернатива — нагрев индукционным нагревателем (тёплый демонтаж) или съёмник с равномерным усилием.
Никогда не передавать усилие через тела качения — кольца снимаются только через «своё» кольцо.

Монтаж новых подшипников

Шпиндельные подшипники имеют тонкостенные кольца — холодная запрессовка для них неприменима. SKF и FAG рекомендуют только тёплый монтаж или метод масляной запрессовки.

Тёплый монтаж (hot mounting)

SKF рекомендует следующие температурные перепады:

20–30°C между внутренним кольцом и валом
10–30°C между корпусом и наружным кольцом

Греть подшипник нужно индукционным нагревателем — он обеспечивает равномерный прогрев. Никакого пламени и нагрева на горячей пластине: это даёт неравномерный нагрев и портит дорожки качения. После надевания подшипника на вал нужно дать ему свободно остыть, не двигая.

Прижим пар при остывании

Тонкость монтажа пар DB/DF/DT. При нагреве у подшипника увеличивается не только диаметр, но и ширина. При остывании ширина возвращается к исходной, и между подшипниками в паре может появиться маленькая щель — это разрушает заводской натяг.

SKF рекомендует во время остывания прижимать внутренние кольца пары друг к другу осевым усилием, немного превышающим силу демонтажа. Усилие подаётся только через внутренние кольца — никогда не через наружные.

Метод масляной запрессовки (oil injection)

Применяется для подшипников с конусным отверстием (NNU49, иногда NN30). Между внутренним кольцом и конусной шейкой вала через специальные каналы нагнетается масло под давлением. Образуется тонкая плёнка, разделяющая сопрягаемые поверхности, что многократно снижает усилие надвига и исключает повреждение посадочных поверхностей. Контроль зазора при монтаже — обхватным калибром (FAG MGA 31, SKF GB 30) с точностью ±1 мкм.

Гайки и контроль

FAG даёт строгие рекомендации по затяжке гаек, фиксирующих подшипниковую сборку:

Гайка сначала затягивается тройным от номинального моментом, потом ослабляется и снова затягивается номинальным моментом — это устраняет осадку.
Лучше использовать гайки с осевыми отверстиями, а не контргайки — они меньше нарушают воздушный поток на скорости.
Контактная поверхность гайки и резьба должны быть отшлифованы в одной установке.
Торцевое биение гайки — не более 2 мкм.

FAG также рекомендует вести протокол монтажа, в который записываются:

Диаметр посадочной шейки и фактический натяг.
Размеры прокладочных колец и их отклонения.
Установившиеся температуры в работе.
Радиальное и торцевое биение после монтажа.

Шаблон протокола Schaeffler доступен на сайте производителя. Подробнее про монтаж шпиндельных подшипников с конусным отверстием — в статье «Цилиндрические роликовые шпиндельные подшипники».

Смазка для шпиндельных подшипников: консистентная

Самый частый вариант смазки для шпинделей — консистентная смазка. У неё есть ряд преимуществ:

Низкая стоимость по сравнению с маслом и oil-air-системами.
Простота конструкции — не нужны трубопроводы, насосы, мистеры.
Maintenance-free — у запломбированных подшипников смазка заложена на весь ресурс.
Защита от загрязнений — консистентная смазка сама работает как уплотнение.

Недостатки:

Ограничение по скорости — ниже, чем у oil-air.
При деградации смазки возможно схватывание подшипника.
Уязвимость к попаданию СОЖ или пыли при недостаточной герметизации.

Выбор консистентной смазки

Для шпинделей применяются специальные смазки, отличающиеся от смазок общего применения. Их главные характеристики:

Консистенция NLGI 2 или NLGI 3. NLGI 2 — самый универсальный вариант (можно сказать «средняя густота»). NLGI 3 — гуще, лучше держится в подшипнике на высоких скоростях.
Базовое масло — синтетическое. Чаще всего диэстер (синтетический эфир) или смесь диэстера с минеральным маслом. Диэстер даёт высокий ресурс и стабильность при высоких скоростях и температурах.
Загуститель — литиевый или литиевый комплекс.
Антиоксидантные присадки и противокоррозионные добавки.

SKF в каталоге указывает, что для большинства шпиндельных применений подходит смазка на минеральном масле с литиевым загустителем (диапазон температур от −30 до +110°C). Для высокоскоростных и высокотемпературных применений рекомендуется смазка SKF LGLT 2 на диэстерной основе.

NSK выпускает фирменные смазки MTR (ROBUSTGRD) и MTS, разработанные специально для шпинделей металлорежущих станков.

FAG использует смазки, соответствующие фирменной группе GA21. Schaeffler оставляет за собой право менять конкретную марку смазки в группе GA21 без изменения обозначения подшипника — при условии, что новая смазка удовлетворяет тем же требованиям по скорости, температуре и ресурсу.

Когда нужна нестандартная смазка

SKF указывает ситуации, требующие нестандартного выбора:

Рабочие температуры ниже +10°C или выше +100°C.
Очень высокие или очень низкие скорости.
Статическая работа или редкое вращение.
Большие вибрационные нагрузки.
Большие или ударные нагрузки.
Высокое требование к водостойкости.
Низкоскоростные подшипники ходовых винтов под большой нагрузкой — рекомендуется литиевая смазка с EP-присадками (например, SKF LGEP 2).

Норма заправки: общие правила

Для высокоскоростных шпиндельных шарикоподшипников NSK рекомендует заправлять 10–30% свободного внутреннего объёма подшипника. Меньше — недостаточная смазка; больше — перегрев в период обкатки. Для шпиндельных цилиндрических роликоподшипников NSK даёт более узкий диапазон — 10–15%. Для подшипников ходовых винтов, работающих на медленной скорости при высокой нагрузке — 30–55% объёма.

SKF рекомендует для высокоскоростных применений заполнение не более 30% свободного объёма. У запломбированных подшипников SKF заводская заправка — около 15%, и это «relubrication-free» исполнение, дозаправка не требуется.

В каталогах SKF, FAG и NSK приведены точные значения в см³ или граммах для каждого типоразмера. Ниже — сводные таблицы по всем трём производителям, в полном объёме как в каталогах. Это базовые ориентиры; для конкретного применения корректируйте под скорость, нагрузку и режим работы.

Таблицы ниже свернуты в аккордеон — кликните по нужной, чтобы развернуть. Для удобства поиска подшипника таблицы разделены по производителям (SKF, FAG, NSK) и по типу подшипника (шарик, ролик, упорно-радиальный).

SKF — шпиндельные шарикоподшипники (Gref, 30% объёма)

Таблица 22 каталога SKF Super-Precision Bearings. Значения в см³ для одного подшипника, заполнение 30% свободного объёма. Прочерк означает, что в этом размере и серии подшипник не выпускается. Размер обозначается как у SKF: «00» = d 10 мм, далее по шагу 5 мм («04» = 20 мм, «10» = 50 мм, «20» = 100 мм и т.д.).

d, мм	Размер	718 CD/ACD	719 CD/ACD	719 CE/ACE	719 CB/ACB	70 CD/ACD	70 CE/ACE	70 CB/ACB	72 CD/ACD
6	6	—	—	—	—	0,09	0,09	—	—
7	7	—	—	—	—	0,12	0,11	—	0,16
8	8	—	—	0,09	—	0,15	0,17	—	0,23
9	9	—	—	0,09	—	0,18	0,19	—	0,26
10	00	0,06	0,12	0,1	—	0,24	0,28	—	0,36
12	01	0,07	0,12	0,1	—	0,27	0,31	—	0,51
15	02	0,08	0,21	0,2	—	0,39	0,5	—	0,73
17	03	0,09	0,24	0,2	—	0,54	0,68	—	1
20	04	0,18	0,45	0,5	—	0,9	1,1	—	1,5
25	05	0,21	0,54	0,6	—	1,0	1,3	—	1,9
30	06	0,24	0,63	0,6	0,72	1,6	1,7	1,4	2,8
35	07	0,28	0,93	0,8	0,96	2,0	2,4	1,8	3,9
40	08	0,31	1,4	1,4	1,4	2,4	2,8	2,2	4,7
45	09	0,36	1,6	1,5	1,8	3,3	3,4	2,9	5,9
50	10	0,5	1,7	1,7	1,9	3,6	4,1	3,1	6,7
55	11	0,88	2,5	2,3	2,6	5,1	5,0	4,7	8,6
60	12	1,2	2,7	2,5	2,8	5,4	5,3	5,0	10
65	13	1,3	2,9	2,6	3,0	5,7	6,2	5,5	12
70	14	1,4	4,5	4,3	4,5	8,1	8,2	7,3	14
75	15	1,5	5,1	4,5	4,8	8,4	8,6	7,7	15
80	16	1,6	5,1	4,8	5,3	11	12	10	18
85	17	2,7	7,2	7	6,5	12	12	11	22
90	18	2,9	7,5	7	7,4	15	14	14	28
95	19	3,1	7,8	7,3	7,5	16	17	15	34
100	20	3,2	11	10	10	16	17	15	41
105	21	4	11	—	—	20	—	—	48
110	22	5,1	11	11	11	26	23	22	54
120	24	5,5	15	15	14	27	28	24	69
130	26	9,3	20	—	—	42	—	—	72
140	28	9,9	22	—	—	45	—	—	84
150	30	13	33	—	—	54	—	—	—
160	32	14	33	—	—	66	—	—	—
170	34	—	36	—	—	84	—	—	—
180	36	—	54	—	—	111	—	—	—
190	38	—	57	—	—	114	—	—	—
200	40	—	81	—	—	153	—	—	—
220	44	—	84	—	—	201	—	—	—
240	48	—	93	—	—	216	—	—	—
260	52	—	150	—	—	324	—	—	—
280	56	—	159	—	—	—	—	—	—
300	60	—	265	—	—	—	—	—	—
320	64	—	282	—	—	—	—	—	—
340	68	—	294	—	—	—	—	—	—
360	72	—	313	—	—	—	—	—	—

SKF — цилиндрические роликоподшипники N10, NN30, NNU49 (Gref, 30% объёма)

Таблица 23 каталога SKF. Серии N10 в трёх исполнениях сепаратора и двухрядные NN30, NNU49. Для NN30 и NNU49 с d > 280 мм SKF рекомендует обращаться в инженерную службу.

d, мм	Размер	N 10 TN	N 10 TNHA	N 10 PHA	NN 30	NNU 49
25	05	—	—	—	0,9	—
30	06	—	—	—	1,0	—
35	07	—	—	—	1,9	—
40	08	2,3	2,5	3,1	1,8	—
45	09	2,9	3,2	4,1	2,4	—
50	10	3,2	3,5	4,4	2,7	—
55	11	4,4	4,9	6,1	3,6	—
60	12	4,7	5,2	6,5	3,8	—
65	13	5,0	5,5	6,9	4,1	—
70	14	6,7	7,2	9,2	5,9	—
75	15	7,1	7,7	9,6	6,3	—
80	16	9,0	9,8	13	8,3	—
85	17	9,2	10	—	8,4	—
90	18	12	14	—	11	—
95	19	13	14	—	12	—
100	20	13	14	—	12	13
105	21	18	18	—	17	15
110	22	21	21	—	20	17
120	24	22	34	—	23	27
130	26	—	—	—	34	31
140	28	—	—	—	52	45
150	30	—	—	—	63	57
160	32	—	—	—	78	63
170	34	—	—	—	105	72
180	36	—	—	—	138	81
190	38	—	—	—	144	85
200	40	—	—	—	191	117
220	44	—	—	—	260	150
240	48	—	—	—	288	171
260	52	—	—	—	392	366
280	56	—	—	—	420	384

SKF — двунаправленные упорно-радиальные шарикоподшипники BTW, BTM (Gref, 30% объёма)

Таблица 24 каталога SKF. Серии BTW (стандарт SP) и BTM (для высокоскоростных применений). Значения для 30% заполнения.

d, мм	Размер	BTW, см³	BTM, см³
35	07	1,9	—
40	08	2,5	—
45	09	3,1	—
50	10	3,3	—
55	11	4,8	—
60	12	5,2	7,8
65	13	5,6	8,4
70	14	7,4	11
75	15	7,8	11,8
80	16	11	16
85	17	11	16,8
90	18	14	22
95	19	15	22
100	20	16	22
110	22	27	38
120	24	28	40
130	26	40	58
140	28	45	62
150	30	56	80
160	32	67	94
170	34	90	126
180	36	117	160
190	38	122	—
200	40	157	—

FAG — шпиндельные шарикоподшипники B719, B70, B72, M, HCM, VCM (см³)

Таблица e38 каталога FAG Schaeffler SP 1. Открытые шпиндельные подшипники серий B (классический шпиндельный) и M (X-life), а также соответствующие гибридные HCB, HCM, VCM. Размер обозначается как у FAG: «00» = d 10 мм, «04» = 20 мм, «10» = 50 мм, «20» = 100 мм и т.д.

d, мм	Размер	HS719, HC719	HS70, HC70	B719, HCB719	B70, HCB70	B72, HCB72	M719, HCM, VCM	M70, HCM70, VCM
6	6	—	0,12	—	0,04	—	—	—
7	7	—	0,13	—	0,06	—	—	—
8	8	—	0,17	—	0,11	—	—	—
9	9	—	0,21	—	0,10	—	—	—
10	00	0,17	0,26	0,09	0,17	0,26	—	—
12	01	0,18	0,28	0,10	0,21	0,36	—	—
15	02	0,28	0,46	0,17	0,32	0,48	—	—
17	03	0,32	0,58	0,17	0,42	0,68	—	—
20	04	0,58	0,98	0,36	0,76	1,12	—	—
25	05	0,68	1,14	0,40	0,86	1,44	0,38	0,68
30	06	0,92	1,72	0,42	1,12	2,1	0,42	0,87
35	07	1,18	2,2	0,64	1,74	3,0	0,64	1,22
40	08	1,62	2,6	1,36	2,35	3,8	0,99	1,48
45	09	2,1	3,65	1,6	3,0	4,55	1,11	1,79
50	10	2,35	4,0	1,74	3,3	5,45	1,20	1,93
55	11	3,4	5,95	2,2	4,6	6,5	1,62	2,88
60	12	3,6	6,4	2,5	4,95	8,0	1,74	3,06
65	13	3,9	6,8	2,65	5,3	9,35	1,84	3,47
70	14	5,8	9,2	4,35	7,1	10,8	3,24	4,65
75	15	6,1	9,7	4,6	7,5	12,9	3,41	4,88
80	16	7,0	12,8	4,9	9,65	12,3	3,59	6,47
85	17	8,55	13,4	6,8	10,3	18,3	5,0	6,82
90	18	9,4	17,7	7,1	13,3	19,1	5,18	8,71
95	19	9,85	18,4	7,45	13,9	26,1	5,41	9,12
100	20	12,8	19,2	9,7	14,6	27,2	7,18	9,49
105	21	13,3	24,6	10,1	15	36,3	7,47	12,35
110	22	14,7	28,2	10,4	21,9	43,9	7,76	14,35
120	24	17,9	30,3	14,2	23,6	38,8	10,53	15,41
130	26	24	43,7	18,1	36,1	41,9	13,06	20,24
140	28	25,6	46,3	19,3	38,3	58,6	—	—
150	30	37,8	57,1	28,4	44,7	81,3	—	—
160	32	39,9	69,7	30	58,2	102,9	—	—
170	34	—	—	31,7	65,3	120,4	—	—
180	36	—	—	47,4	94,9	125,7	—	—
190	38	—	—	50	99,1	155,4	—	—
200	40	—	—	70,6	118,3	187,8	—	—
220	44	—	—	68,3	172,6	250,1	—	—
240	48	—	—	73,7	185,3	—	—	—
260	52	—	—	118,2	267	—	—	—
280	56	—	—	126	283,9	—	—	—
300	60	—	—	204,5	—	—	—	—

FAG — цилиндрические роликоподшипники N10, NN30, NNU49 (см³)

Таблица e39 каталога FAG. Однорядные N10 в трёх исполнениях сепаратора (TVP полиамид X-life, PVPA1 PEEK X-life, M1 латунный) и двухрядные NN30 (полиамид TVP X-life и латунь M) и NNU49 (латунный сепаратор M).

d, мм	Размер	N10-TVP-XL	N10-PVPA1-XL	N10-M1	NN30-TVP-XL	NN30-M	NNU49-M
30	06	0,83	—	0,69	0,69	0,76	—
35	07	1,10	—	0,91	0,69	0,95	—
40	08	1,45	1,57	1,15	1,01	1,14	—
45	09	1,87	2,02	1,44	1,31	1,61	—
50	10	2,02	2,18	1,56	1,41	1,74	—
55	11	2,95	3,11	2,25	2,20	2,55	—
60	12	3,16	3,32	2,45	2,37	2,70	—
65	13	3,36	3,54	2,60	2,53	2,85	—
70	14	4,32	4,83	3,10	3,55	4,20	2,90
75	15	4,56	—	3,30	3,65	4,45	3,10
80	16	5,51	—	4,30	4,61	6,10	3,25
85	17	5,79	—	4,50	4,76	6,40	4,50
90	18	7,29	8,96	5,75	5,68	7,85	4,75
95	19	7,65	—	6,00	6,03	8,20	4,95
100	20	7,96	9,74	6,20	6,42	8,50	6,25
105	21	9,99	—	7,75	7,85	10,60	6,50
110	22	11,67	—	8,50	9,57	13,70	6,75
120	24	12,52	—	9,05	11,57	15,90	10,10
130	26	—	—	14,90	—	21,20	13,60
140	28	—	—	15,70	—	24,10	12,10
150	30	—	—	19,00	—	29,30	21,20
160	32	—	—	23,00	—	37,20	22,40
170	34	—	—	30,80	—	48,80	23,60
180	36	—	—	36,80	—	63,50	32,70
190	38	—	—	38,30	—	67,40	34,20
200	40	—	—	55,80	—	86,70	54,50
220	44	—	—	67,90	—	110,10	59,00
240	48	—	—	72,50	—	127,50	63,60
260	52	—	—	112,50	—	177,30	109,50
280	56	—	—	119,10	—	196,70	116,60

FAG — двунаправленные упорно-радиальные шарикоподшипники серии 2344 (см³)

Таблица e40 каталога FAG для упорно-радиальных шарикоподшипников серии 2344.

Размер	d, мм	2344, см³
06	30	3,90
07	35	5,00
08	40	6,10
09	45	7,80
10	50	8,35
11	55	12,20
12	60	12,20
13	65	13,30
14	70	17,80
15	75	18,90
16	80	25,60
17	85	27,80
18	90	38,90
19	95	38,90
20	100	44,40
21	105	61,10
22	110	61,10
24	120	66,70
26	130	105,60
28	140	116,70
30	150	138,90
32	160	172,20
34	170	227,80
36	180	316,70
38	190	311,10
40	200	411,10
44	220	522,20
48	240	622,20
52	260	833,30
56	280	850,00

NSK — все типы подшипников (граммы, 15% объёма)

Таблица 1.3 из каталога NSK Super-Precision Bearings. Значения в граммах на один подшипник для заполнения 15% свободного объёма (NSK обозначает это как «X fill»). Для других уровней заполнения:

K fill (20% объёма) — умножить значения на 1,3
L fill (30% объёма) — умножить значения на 2
Перевод в объём (см³) — разделить значение в граммах на плотность смазки 0,93 г/см³ (для смазок NSK MTR, MTS и аналогичных)

Для шпиндельных шарикоподшипников указано 15% объёма (рекомендация NSK для высокоскоростных применений). Для цилиндрических роликоподшипников значения уже для 10% объёма.

d, мм	Размер	79 Series, BNR19, BER19, BSR19	70 Series, BNRD10, BERD10, BNR10, BER10	72 Series, BSR10, BAR10, BTR10	TAC29D/F, TAC20D/F	NN49, NNU49	NN39	NN30	N10
5	5	—	—	0,02	—	—	—	—	—
6	6	—	0,04	0,07	—	—	—	—	—
7	7	—	0,07	—	—	—	—	—	—
8	8	—	0,11	0,09	—	—	—	—	—
10	00	0,05	0,12	0,14	—	—	—	—	—
12	01	0,06	0,13	0,22	—	—	—	—	—
15	02	0,11	0,17	0,27	—	—	—	—	—
17	03	0,12	0,22	0,38	—	—	—	—	—
20	04	0,21	0,41	0,63	—	—	—	—	—
25	05	0,25	0,48	0,79	—	—	—	0,3	—
30	06	0,29	0,64	1,2	—	—	—	0,6	0,4
35	07	0,44	0,91	1,6	—	—	—	0,7	0,5
40	08	0,70	1,1	2,0	—	—	—	0,9	0,6
45	09	0,77	1,4	2,5	—	—	—	1,2	0,9
50	10	0,84	1,5	2,8	—	1,6	—	1,3	1,0
55	11	1,1	2,2	3,7	—	2,2	—	1,8	1,3
60	12	1,1	2,4	4,5	—	2,3	—	2,0	1,4
65	13	1,2	2,5	5,3	—	2,5	—	2,0	1,5
70	14	2,0	3,4	6,0	—	3,7	—	3,0	2,2
75	15	2,1	3,4	6,5	—	3,9	—	3,3	2,4
80	16	2,3	4,7	8,1	—	4,9	—	4,4	3,3
85	17	3,3	4,9	10	—	5,1	—	4,5	3,4
90	18	3,4	6,2	12	—	7,1	—	6,0	4,2
95	19	3,3	6,4	15	—	7,4	—	6,2	4,3
100	20	4,6	6,7	18	4,9	7,7	5,0	6,3	4,5
105	21	4,8	8,4	21	—	9,3	5,2	8,7	5,4
110	22	4,9	11	25	5,3	11	5,4	10	6,9
120	24	7,3	11	29	7,0	12	7,8	12	7,8
130	26	8,4	17	32	8,9	18	11	17	12
140	28	9,2	19	39	—	41	11	18	13
150	30	13	23	49	30	51	18	22	15
160	32	16	29	—	34	62	18	27	20
170	34	16	40	—	36	79	19	35	25
180	36	24	49	—	50	108	26	48	33
190	38	26	50	—	47	118	28	50	35
200	40	35	66	—	74	145	41	65	43
220	44	39	87	—	77	184	45	88	59
240	48	41	96	—	89	199	48	92	63
260	52	72	142	—	147	278	82	130	94
280	56	75	151	—	158	—	89	146	100

Как пользоваться таблицами норм заправки

Определите тип и серию своего подшипника. Найдите его в нужной таблице по диаметру d и серии (719, 70, 72, NN30, NNU49, N10, BNR, BER и т.д.). Учтите производителя — у каждого свои значения.
Учтите уровень заполнения. SKF и FAG приводят значения для 30% объёма; NSK — для 15% (для шарикоподшипников) и 10% (для роликоподшипников). Если ваш расчёт ведётся на другой уровень — пересчитайте пропорционально. Для NSK переход X (15%) → K (20%) — умножение на 1,3, X → L (30%) — на 2.
Если значения в граммах — переведите в см³. Для типичных шпиндельных смазок (NSK MTR, MTS, диэстеры) плотность ≈ 0,93 г/см³. Делите граммы на 0,93 и получите объём в см³.
Учтите особенности применения. Для медленных подшипников ходовых винтов NSK поднимает рекомендованную заправку до 30–55% объёма. Для запломбированных «relubrication-free» подшипников SKF — около 15%.
Никогда не превышайте 30% свободного объёма в высокоскоростных шпинделях. Избыток смазки даёт перегрев на этапе обкатки и резко сокращает ресурс.

Значения в таблицах — это стартовая точка. Конкретное оптимальное количество для вашего шпинделя зависит от рабочей скорости, тепловых условий и режима. Для серьёзных применений рекомендуется консультироваться с инженерным отделом производителя подшипников.

Ресурс смазки F10

FAG вводит понятие grease operating life F10 — это время, в течение которого заложенная смазка обеспечивает функционирование подшипника. F10 зависит от:

Количества и типа смазки
Типа подшипника
Скорости и температуры
Условий монтажа и работы

Для шпиндельных подшипников FAG считает F10 по параметру kf · n · dM, где kf — коэффициент по типу подшипника, n — рабочая скорость, dM — средний диаметр подшипника. Коэффициенты kf:

Шпиндельные подшипники с углом 15°: kf = 0,75
Шпиндельные подшипники с углом 17°: kf = 0,75
Шпиндельные подшипники с углом 25°: kf = 0,9
Однорядные цилиндрические роликоподшипники: kf = 1
Двухрядные цилиндрические роликоподшипники: kf = 2
Двусторонние упорно-радиальные шарикоподшипники: kf = 2,5

На скоростном параметре kf·n·dM = 500 000 ресурс смазки для стального подшипника составляет порядка 10 000 часов, для гибридного — около 20 000 часов, для гибридного с кольцами Vacrodur — до 50 000 часов и больше.

Если требуется ресурс F10 более 30 000 часов, FAG рекомендует обсудить выбор смазки напрямую с производителем смазочного материала.

Цикл разводки смазки (grease distribution cycle)

После закладки смазки в подшипник нельзя сразу выводить шпиндель на номинальные обороты — смазка должна равномерно распределиться по подшипнику. Если этого не сделать, в начале работы будут локальные перегревы и риск повреждения дорожек.

FAG предлагает специальный цикл разводки смазки, который выполняется до основной обкатки. Принцип — чередование коротких пусков и длинных остановок:

1 минута работа на 0,5 × n_max, затем 1 минута остановка.
30 секунд работа на 0,5 × n_max, 2 минуты остановка.
20 секунд работа на 0,75 × n_max, 2 минуты остановка.
20 секунд работа на 0,75 × n_max, 2 минуты остановка.
20 секунд работа на n_max, 2 минуты остановка.

Общая продолжительность цикла — около 11 минут 40 секунд активной разводки, либо 56 минут 40 секунд с увеличенными интервалами для крупных или медленнее остывающих шпинделей.

Во время цикла обязателен контроль температуры наружного кольца: датчик должен быть размещён как можно ближе к подшипнику. Если температура начинает прогрессивно расти — значит, есть избыточный преднатяг или другая проблема, цикл нужно остановить и разобраться с причиной.

Масляная смазка

При очень высоких скоростях, когда консистентная смазка уже не справляется с отводом тепла, применяется масляная смазка. У неё четыре основных варианта.

Тип	Преимущества	Недостатки
Oil mist (масляный туман)	Свежее масло постоянно. Загрязнения и СОЖ не проникают.	Туман загрязняет окружающую среду. Точная дозировка малых количеств затруднена. Трудно проверить факт подачи к подшипнику.
Oil-air (масло-воздух)	Точная дозировка масла, низкий нагрев, охлаждение воздухом, минимум загрязнения среды. Свежее масло постоянно.	Высокая стоимость системы. Трудно убедиться, что масло действительно дошло до подшипника.
Oil jet (струйная)	Большой расход масла → защита от загрязнений и схватывания, отвод тепла маслом.	Высокие потери на трение от объёма масла в подшипнике.
Циркуляционная	Возможность фильтрации и охлаждения масла перед подачей.	Сложная и дорогая система.

Стандартное масло для шпиндельных подшипников

FAG рекомендует синтетические масла высокой нагрузочной способности класса ISO VG 68 + EP:

Номинальная вязкость 68 мм²/с при +40°C.
Противозадирные присадки EP (Extreme Pressure).

NSK для oil-air-систем допускает более широкий диапазон вязкости (22–68 сСт), указывая что выбор зависит от скорости и нагрузки: чем выше скорость, тем ниже вязкость; чем больше нагрузка и размер — тем выше вязкость.

Минимальная норма подачи

Для шпиндельных подшипников FAG минимальная норма подачи масла — порядка 100 мм³/ч на подшипник. Это очень мало — но достаточно, если масло достигает всех поверхностей качения и скольжения.

Точная норма зависит от размера подшипника и режима. По данным FAG, для гибридных подшипников применяется верхняя часть диапазона, для стальных — нижняя. Для роликоподшипников норма заметно выше, особенно для исполнений с бортами на наружном кольце.

Пример параметров системы oil-air по NSK

NSK даёт типовые параметры oil-air-системы:

Воздух: чистый сухой сжатый воздух, точка росы ≤3°C, давление 0,2–0,5 МПа (рекомендовано 0,4–0,45 МПа).
Масло: чистое масло для высокоскоростных шпинделей или турбинное масло, вязкость 22–68 сСт. При необходимости — встроенный фильтр.
Распределительные трубки: длина 1,5–5 м (рекомендовано 3,5–5 м), внутренний диаметр 2–2,5 мм (прозрачные уретановые трубки внешним диаметром 4 мм).

Обкатка (running-in)

После монтажа и разводки смазки подшипник нельзя сразу запускать на номинальные обороты. Это приведёт к недостаточной смазке, проскальзыванию тел качения по дорожкам, перегреву и возможному заклиниванию. Обкатка — обязательная процедура для всех шпиндельных подшипников.

Цели обкатки

Равномерное распределение смазки внутри подшипника.
Притирка тел качения и дорожек.
Стабилизация рабочей температуры.
Раннее выявление монтажных ошибок до того, как они приведут к разрушению.

Температурный лимит

Лимит температуры наружного кольца при обкатке — 60–65°C по SKF, либо ориентир «не более 60°C на подшипнике, не более 50°C на корпусе, плюс не выходить за лимит более чем на +5°C» по NSK. Машину желательно оснастить датчиками температуры с автоостановкой шпинделя при превышении.

Стандартный (continuous) метод

Самый традиционный, описан в каталогах SKF и NSK. Логика:

Максимальную рабочую скорость делят на 8–10 ступеней.
Начинают с самой низкой скорости. Работают, пока температура не стабилизируется (от 30 минут до 2 часов на ступень).
Если температура достигла лимита — остановить шпиндель, дать остыть, повторить на той же ступени до стабилизации ниже лимита.
После стабилизации работают ещё 10–15 минут и переходят на следующую ступень.
Финально доходят до скорости на одну ступень выше рабочей. Это даст пониженную температуру при штатной работе.

Полная продолжительность — 8–10 часов. Метод длительный, но самый надёжный.

Ускоренный (intermittent) метод

Альтернатива, описана у SKF и NSK. Логика:

Сначала запустить шпиндель на 500 мин⁻¹ (или 100 мин⁻¹ для крупных машин) на 15 минут — чтобы смазка распределилась.
Максимальную рабочую скорость делят на 8–10 ступеней.
На каждой ступени делают цикл около 1 минуты: быстрый разгон до целевой скорости → торможение до нуля → пауза 40 секунд.
Повторить цикл около 10 раз на каждой ступени.
После прохождения максимальной скорости — рабочий запуск на 1 час подряд.

Метод быстрее стандартного: благодаря коротким импульсам и паузам температура успевает стабилизироваться без длительных остановок.

Особенности для oil-air-систем

NSK отмечает важный нюанс: при oil-mist и oil-air смазке есть риск резкого скачка температуры при первом пуске или после длительного простоя — потому что в масляных линиях накопилось избыточное масло, которое разом заливает подшипник. Поэтому обкатка с oil-air-системами обязательна и должна включать промежуточные запуски в течение времени стоянки.

Диагностика по шуму и вибрации

NSK классифицирует шумы и вибрации шпиндельных подшипников по четырём категориям:

Шум дорожек (race noise) — непрерывный фоновый шум, неустранимый, нормален для любого подшипника.
Шум сепаратора (cage noise) — звуки типа «ка-ча-ча» или «га-га-га», свободные колебания сепаратора. Регулярный шум через определённые интервалы.
Шум смазки (lubricant noise) — прерывистый или непрерывный, возникает при использовании определённых смазок.
Шум повреждений (noise from scratches) — главный тревожный сигнал. По характеру можно отличить повреждение внутреннего кольца, наружного кольца или тел качения.

Здоровый подшипник даёт стабильную волновую форму звука. Подшипник с дефектом — широкие периодические всплески большой амплитуды. Современные приборы спектрального анализа позволяют точно определить, где именно дефект:

Частота повреждения внутреннего кольца: f_i · Z, где f_i = f_r − f_c (f_r — частота вращения внутреннего кольца, f_c — орбитальная частота тел качения), Z — число тел качения.
Частота повреждения наружного кольца: f_c · Z.
Частота повреждения тела качения: f_b (частота вращения тела качения вокруг своей оси).

На практике для диагностики подшипника достаточно электронного стетоскопа (предлагается SKF) или штатного вибросенсора станка с возможностью спектрального анализа.

Запломбированные (sealed) подшипники

Отдельный класс — шпиндельные подшипники с заводской заправкой смазки и встроенными уплотнениями. У FAG это 2RSD, у NSK — V1V. Они уже заправлены оптимальным количеством высокопроизводительной смазки и не требуют дозаправки.

FAG отмечает: ресурс смазки в запломбированных подшипниках обычно равен ресурсу самого подшипника, поэтому такие подшипники — это решение «установил и забыл». Тенденция последних лет — переход с масляной системы на консистентную смазку именно в запломбированных подшипниках.

Запломбированные подшипники не требуют разводки смазки в полном объёме, но обкатку проходить нужно. Все детали по уплотнениям и сравнение с шпинделями на oil-air — в статьях «Радиально-упорные шпиндельные подшипники» и «Цилиндрические роликовые шпиндельные подшипники».

Краткие ответы на частые вопросы

Когда нужно менять шпиндельные подшипники?

Жёсткой нормы по времени нет — всё зависит от режима работы. Основные поводы для замены: появление необычной вибрации или шума, рост температуры наружного кольца выше нормальной (60–65°C при стабильной работе), снижение точности обработки (биения на детали), утечка или потемнение смазки, выработка расчётного ресурса смазки F10. Часто подшипники меняют профилактически после определённой наработки, не дожидаясь явных признаков износа. Замена всегда выполняется комплектом — пара DB меняется только парой, никогда поодиночке.

Какую смазку использовать для шпиндельных подшипников?

Для большинства шпиндельных применений — консистентная смазка консистенции NLGI 2 или NLGI 3 на синтетическом базовом масле (диэстер или диэстер + минеральное). Конкретные продукты: SKF LGLT 2 (диэстер, для высоких скоростей), NSK MTR (ROBUSTGRD), FAG смазки группы GA21. Для шлифовальных и сверхвысокоскоростных шпинделей — масляная смазка по oil-air с маслом ISO VG 68 + EP (вязкость 68 мм²/с при 40°C с противоизносными присадками). Норма заправки консистентной смазки — 10–30% от свободного объёма подшипника, точные значения в см³ — в каталогах производителей.

Сколько по времени занимает обкатка шпиндельных подшипников?

При стандартном методе обкатки (continuous) — около 8–10 часов: максимальную скорость делят на 8–10 ступеней, на каждой работают от 30 минут до 2 часов до стабилизации температуры. При ускоренном методе (intermittent) — несколько часов: каждая ступень разбита на 10 циклов «разгон — сброс — пауза 40 с». Обкатка обязательна для любых новых шпиндельных подшипников: пуск сразу на номинальные обороты приводит к недостаточной смазке, проскальзыванию шариков и быстрому износу. Контролируется температура наружного кольца — лимит 60–65°C.

Какие признаки износа шпиндельного подшипника?

Главные признаки: повышенный шум при работе (металлический скрежет, неровный треск, ритмичные стуки), увеличение вибрации шпинделя, рост рабочей температуры выше нормальной без видимой причины, потеря точности обработки (увеличение биений на детали), утечка смазки или её потемнение/обугливание. По характеру повреждений: шелушение (flaking) на дорожках качения — признак усталостного износа, насечки (scoring) — недостаток смазки, бринеллирование (вдавленные следы тел качения) — ударная нагрузка при монтаже или транспортировке, ползун (creep) на посадочной поверхности — неправильная посадка.

Можно ли использовать обычную смазку Литол для шпиндельного подшипника?

Нет, обычные литиевые смазки общего применения (включая Литол-24 и аналоги) для шпиндельных подшипников не подходят. У них базовое масло минеральное, температурный диапазон узкий, скоростные возможности ограничены параметром n·dM около 0,3 млн мм/мин — этого недостаточно даже для среднескоростного шпинделя. Шпиндельные смазки имеют синтетическое базовое масло (диэстер), стабильны до 0,7–1 млн dmn, держат температуру до +110°C, имеют антикоррозионные присадки и большой ресурс F10. Применение обычных смазок резко сократит ресурс подшипника и может привести к схватыванию.

Сколько смазки заложить в шпиндельный подшипник?

Для высокоскоростных шпиндельных подшипников NSK рекомендует 10–30% свободного внутреннего объёма подшипника. Меньше — недостаточная смазка; больше — перегрев в период обкатки. Для подшипников ходовых винтов, работающих медленно под большой нагрузкой — 30–55%. SKF, FAG и NSK приводят в каталогах точные значения в см³ для каждого типоразмера. Пример: для FAG B7010 — 0,76 см³, для B7022 — 4,95 см³, для NNU4920-M — 6,25 см³, для NN3020-M — 8,5 см³. При самостоятельной закладке используйте дозатор и работайте в чистых условиях — попадание загрязнений резко сократит ресурс подшипника.

Связанные статьи

Назад к списку