Цилиндрические роликовые подшипники

Согласно ГОСТ 8338-2021 и ISO 15-2017, цилиндрические роликоподшипники классифицируются как подшипники качения с цилиндрическими телами качения, предназначенные преимущественно для восприятия радиальных нагрузок.

Основные преимущества:

• Высокая радиальная грузоподъемность при компактных размерах
• Минимальное трение и тепловыделение при работе
• Способность компенсировать температурные расширения вала
• Высокие предельные частоты вращения
• Простота монтажа и демонтажа при разборной конструкции

Сферы применения включают:

• Электродвигатели и генераторы промышленного назначения
• Металлургическое оборудование (прокатные станы, редукторы)
• Железнодорожный транспорт (буксовые узлы, тяговые двигатели)
• Станкостроение (шпиндели, коробки передач)
• Горнодобывающая техника
• Насосное и компрессорное оборудование
• Ветроэнергетические установки

Конструкция

Цилиндрические роликовые подшипники чаще всего состоят из четырех основных элементов:

• Внутреннее кольцо — устанавливается на вал с натягом, имеет закаленную беговую дорожку качения с высокой твердостью (58-65 HRC по ГОСТ 520-2002). Может быть оснащено одним или двумя направляющими бортами для осевой фиксации роликов.
• Наружное кольцо — монтируется в корпус, также имеет термообработанную дорожку качения. В зависимости от конструктивного исполнения может иметь борта с одной или обеих сторон либо быть полностью без бортов.
• Цилиндрические ролики — изготавливаются из высокоуглеродистой хромистой стали (ШХ15 по ГОСТ 801-78 или 100Cr6 по ISO 683-17). Длина ролика обычно не превышает трех диаметров, что обеспечивает стабильность качения. Торцы роликов могут иметь прямую, скошенную или выпуклую форму для снижения краевых напряжений.
• Сепаратор — удерживает ролики на равном расстоянии, предотвращая их соприкосновение. Изготавливается из латуни (массивный штампованный), стали (штампованный) или полиамида (литой). Конструкция сепаратора обеспечивает надежное центрирование либо по роликам, либо по одному из колец.

Линейный контакт между роликами и дорожками качения создает большую площадь нагружения по сравнению с точечным контактом в шариковых подшипниках. Это фундаментальное преимущество позволяет воспринимать радиальные нагрузки, достигающие сотен килоньютонов даже в подшипниках средних размеров.

Классификация

Цилиндрические роликоподшипники классифицируются по конструктивному исполнению, которое определяет их функциональные возможности. Размерные параметры регламентированы ГОСТ 3478-2012 и ISO 15:2017:

По наличию бортов:

• Тип N (серии 21хх, 22хх, 23хх, 24хх, 25хх, 26хх, 1002ххх ) - борта на внутреннем кольце, наружное кольцо без бортов. Обеспечивают свободное осевое перемещение.
• Тип NF (серии 122хх, 123хх, 126хх ) - один борт на наружном кольце. Часто применяются в комбинации с упорным кольцом HJ для восприятия двусторонних осевых нагрузок.
• Тип NJ (серии 42ххх ) - один борт на внутреннем кольце. Воспринимают осевые нагрузки в одном направлении.
• Тип NU (серии 32ххх ) - борта на наружном кольце, внутреннее кольцо без бортов. Допускают осевое смещение колец относительно друг друга, идеальны для компенсации температурного расширения. Не воспринимают осевые нагрузки.
• Тип NUP (серии 92ххх) - два борта на наружном кольце, два борта на внутреннем (один из которых выполнен интегрально, другой — на отдельном кольце). Воспринимают двусторонние осевые нагрузки без дополнительных деталей.

По количеству рядов роликов:

• Однорядные подшипники составляют большинство применений благодаря оптимальному соотношению грузоподъемности, габаритов и стоимости.
• Двухрядные подшипники (серии NN, NNU, NNF по международной классификации ISO, отечественные аналоги по ГОСТ 7634-2020) используются там, где требуется увеличенная радиальная грузоподъемность при ограниченном монтажном пространстве.
• Четырехрядные подшипники применяются в прокатных станах для восприятия экстремальных нагрузок.

По отверстию:

Цилиндрические роликоподшипники в большинстве своем имеют цилиндрическое посадочное отверстие. Коническое отверстие встречается у подшипников серии NN xxxx K (ГОСТ 31821хх) и NNU 49xx K (ГОСТ 41629хх)

Специальные исполнения:

• Тип RN (серии 502ххх) - не имеет внешнего кольца и может работать в закаленном шлифованном корпусе
• Тип RNU (серии 292ххх) - не имеет внутреннего кольца и может работать на закаленном шлифованном валу

По типу сепаратора:

Существует несколько вариантов исполнения подшипников в зависимости от типа сепаратора или его отсутствия:

• стальной штампованный сепаратор (суффикс без обозначения) является универсальным решением для большинства применений, обеспечивая надежное разделение роликов при стандартных режимах работы;
• латунный массивный сепаратор (суффикс М) рекомендуется для условий с высокими скоростями вращения и нагрузками, где требуется повышенная прочность и износостойкость;
• полиамидный сепаратор (суффикс TN) оптимален для режимов с ограниченной смазкой и умеренными температурами благодаря самосмазывающимся свойствам материала;
• полнокомплектные бессепараторные подшипники (серии NCF, NJG и другие) с

Маркировка подшипников выполняется согласно ГОСТ 3189-89 и включает информацию о внутреннем диаметре, серии диаметров, конструктивном исполнении и дополнительных характеристиках. Например, обозначение 2312 означает: 2 — серия диаметров (легкая широкая), 3 — тип подшипника (роликовый цилиндрический), 12 — внутренний диаметр (12 × 5 = 60 мм).