bearingsinfo/docs/encyclopedia/01-podshipniki-obshaya-informatsiya/1.4. Из чего состоит подшипник/README.md

1.4. Из чего состоит подшипник

Назначение

Описание конструктивных элементов подшипников качения, их функций, основных размеров, применяемых материалов и типов сборки.

Ключевые вопросы

• Какие элементы входят в конструкцию подшипника качения?
• Какие функции выполняют кольца, тела качения и сепаратор?
• Какие основные размеры характеризуют подшипник (d, D, B, r)?
• Из каких материалов изготавливают элементы подшипника?
• Какие типы сборки подшипников существуют?
• Чем отличается конструкция шариковых и роликовых подшипников?

Содержание

Основные элементы подшипника

Типовой подшипник качения состоит из четырёх основных элементов:

1. Внутреннее кольцо (обойма)
2. Наружное кольцо (обойма)
3. Тела качения (шарики или ролики)
4. Сепаратор (разделитель)

Примечание: Некоторые специальные конструкции могут не иметь одного или обоих колец (например, игольчатые подшипники без колец), или сепаратора (полнокомплектные подшипники).

1. Кольца (обоймы)

Внутреннее кольцо

• Функция: Насаживается на вал и обычно вращается вместе с ним
• Конструкция: Имеет дорожку качения (канавку) на наружной поверхности
• Элементы: Может иметь упорные бурты для осевой фиксации тел качения
• Обозначение диаметра: d (внутренний диаметр подшипника)

Наружное кольцо

• Функция: Устанавливается в корпус и обычно остаётся неподвижным
• Конструкция: Имеет дорожку качения на внутренней поверхности
• Элементы: Может иметь защитные канавки для уплотнений и защитных шайб
• Обозначение диаметра: D (наружный диаметр подшипника)

Материалы колец

Сталь подшипниковая (ГОСТ 801-78):

Марка стали	Применение	Твёрдость
ШХ15	Стандартные подшипники	HRC 60-65
ШХ15СГ	Увеличенная твёрдость	HRC 62-66
ШХ4	Крупные подшипники	HRC 58-63

Специальные стали:

Марка стали	Характеристики	Применение
95Х18 (нержавеющая)	Коррозионная стойкость	Пищевая промышленность, химия
8ХФ, 12ХН3А	Цементируемые стали	Крупногабаритные подшипники
ЭП539 (жаропрочная)	Работа до +300°C	Высокотемпературные применения

Альтернативные материалы:

• Керамика (Si₃N₄, ZrO₂): Гибридные подшипники для высоких скоростей и температур
• Пластмасса (текстолит): Специальные применения без смазки

2. Тела качения

Типы тел качения

Шарики (сферические):

• Преимущества:

  • Низкое трение
  • Высокая скорость вращения
  • Точечный контакт с дорожками
  • Могут воспринимать радиальные и осевые нагрузки

• Недостатки:

  • Меньшая грузоподъёмность по сравнению с роликами
  • Чувствительность к ударным нагрузкам

Ролики (цилиндрические, конические, бочкообразные, игольчатые):

Тип ролика	Контакт	Нагрузка	Применение
Цилиндрический	Линейный	Высокая радиальная	Электродвигатели, редукторы
Конический	Линейный	Радиальная + осевая	Ступицы колёс, коробки передач
Бочкообразный	Линейный модифицированный	Радиальная, самоустанавливающиеся	Валковые узлы, вибрационные нагрузки
Игольчатый	Линейный	Радиальная при малых габаритах	Компактные узлы, шатуны

Материалы тел качения

Сталь ШХ15 (основной материал):

• Твёрдость: HRC 60-66
• Стандарт: ГОСТ 801-78

Керамика (Si₃N₄ — нитрид кремния):

• Плотность: 3,2 г/см³ (на 60% легче стали)
• Твёрдость: HV 1600-1800
• Преимущества: низкая инерция, работа без смазки, высокие температуры
• Применение: гибридные подшипники для высокоскоростных шпинделей

Хромистая сталь (100Cr6 / AISI 52100):

• Международный аналог ШХ15
• ISO 683-17

3. Сепаратор (разделитель)

Функции сепаратора

1. Разделение тел качения — поддержание равномерных расстояний между шариками/роликами
2. Направление тел качения — удержание в заданной траектории
3. Снижение трения — предотвращение контакта тел качения между собой
4. Распределение смазки — равномерная подача смазочного материала

Типы сепараторов

По конструкции:

Тип	Описание	Материал	Применение
Штампованный	Изготовлен из листовой стали методом штамповки	Сталь (луженая)	Стандартные подшипники общего назначения
Массивный	Механически обработан из цельного материала	Латунь, сталь, полиамид	Высокие скорости, большие нагрузки
Реечный	Из двух колец, соединённых перемычками	Латунь, полиамид	Роликовые подшипники
Безсепараторный	Полнокомплектные подшипники	-	Максимальная грузоподъёмность, низкая скорость

По материалу:

Материал	Обозначение	Характеристики	Применение
Сталь	-	Прочность, стандартные условия	Общепромышленные подшипники
Латунь	Л (L)	Износостойкость, высокая скорость	Прецизионные подшипники
Полиамид (PA66)	Т (TN)	Лёгкий, низкое трение, работа без смазки	Высокоскоростные подшипники
Текстолит	ТФ	Работа в агрессивных средах	Специальные условия
PEEK, PTFE	-	Высокая температура, химическая стойкость	Экстремальные условия

4. Дополнительные элементы

Уплотнения и защитные шайбы

Защитные шайбы (Z, ZZ):

• Металлические
• Зазор между шайбой и внутренним кольцом
• Защита от крупных частиц пыли
• Подшипник требует смазки при монтаже

Уплотнения (RS, 2RS):

• Резиновые или полимерные
• Контактные (касаются внутреннего кольца)
• Защита от пыли и влаги
• Подшипник предварительно смазан, герметично закрыт

Обозначения:

• Z — одна защитная шайба
• ZZ — две защитные шайбы (с обеих сторон)
• RS — одно уплотнение
• 2RS — два уплотнения

Стопорные элементы

• Стопорные кольца — для осевой фиксации подшипника
• Упорные бурты — на кольцах для удержания тел качения
• Пружинные кольца — в открытых подшипниках

Основные размеры подшипника

Габаритные размеры (ГОСТ 3478-79)

Обозначение	Размер	Описание
d	мм	Внутренний диаметр — диаметр посадочного отверстия под вал
D	мм	Наружный диаметр — внешний диаметр наружного кольца
B (или H, T)	мм	Ширина подшипника — высота подшипника в осевом направлении
r	мм	Радиус закругления — фаски на кольцах (r min, r max)
C	мм	Ширина внутреннего кольца (для упорных подшипников)

Пример обозначения размеров:

Подшипник 6205: d = 25 мм, D = 52 мм, B = 15 мм

Размерные ряды:

• Диаметральные ряды (8, 9, 0, 1, 2, 3, 4): Определяют наружный диаметр D при заданном d
• Серии ширин (8, 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6): Определяют ширину B

Типы сборки подшипников

По разборности

Неразборные подшипники:

• Кольца и тела качения собраны в единую конструкцию
• Разборка невозможна без разрушения
• Примеры: радиальные шариковые подшипники серии 6000

Разборные подшипники:

• Кольца можно разделить
• Удобство монтажа (кольца устанавливаются отдельно)
• Примеры: роликовые цилиндрические NU, N, конические 30000

По способу заполнения телами качения

Полнокомплектные (без сепаратора):

• Максимальное количество тел качения
• Увеличенная грузоподъёмность (+30-40%)
• Пониженная скорость вращения
• Обозначение: буква Ш или без обозначения

С сепаратором:

• Стандартное количество тел качения
• Высокая скорость вращения
• Равномерное распределение нагрузки

Примеры конструкций

Шариковый радиальный подшипник (6205)

Элементы:

1. Наружное кольцо (D = 52 мм)
2. Внутреннее кольцо (d = 25 мм)
3. Шарики (7 шт., диаметр ~7,9 мм)
4. Штампованный стальной сепаратор
5. Канавки для тел качения

Характеристики:

• Неразборная конструкция
• Радиальная и осевая нагрузка
• Применение: электродвигатели, насосы

Роликовый цилиндрический подшипник (NU 205)

Элементы:

1. Наружное кольцо с двумя бортами (D = 52 мм)
2. Внутреннее кольцо без бортов (d = 25 мм)
3. Цилиндрические ролики
4. Массивный латунный сепаратор

Характеристики:

• Разборная конструкция (внутреннее кольцо отделяется)
• Только радиальная нагрузка
• Применение: редукторы, коробки передач

Конический роликоподшипник (7205)

Элементы:

1. Наружное кольцо (чашка)
2. Внутреннее кольцо (конус) с бортом
3. Конические ролики
4. Массивный сепаратор

Характеристики:

• Полностью разборная конструкция
• Радиальная + осевая нагрузка (одностороннее направление)
• Регулируемый зазор
• Применение: автомобильные ступицы, коробки передач

Шариковый упорный подшипник (8205)

Элементы:

1. Нижняя шайба (опорная)
2. Верхняя шайба (свободная)
3. Шарики
4. Сепаратор

Характеристики:

• Разборная конструкция
• Только осевая нагрузка
• Применение: вертикальные валы, домкраты

Маркировка элементов

Подшипник должен быть маркирован на кольце или на торце:

Основная маркировка:

1. Обозначение подшипника (например, 6205, 7205, NU 205)
2. Завод-изготовитель (GPZ, SKF, FAG, NSK и т.д.)
3. Класс точности (если отличается от нормального 0)
4. Дополнительные обозначения (RS, ZZ, C3 и т.д.)

Пример: 6205 2RS C3 GPZ 9

• 6205 — обозначение подшипника
• 2RS — два резиновых уплотнения
• C3 — увеличенный радиальный зазор
• GPZ — завод ГПЗ (Россия)
• 9 — год изготовления (2019)

Методы нанесения маркировки:

• Лазерная гравировка — современный метод
• Клеймение — традиционный метод
• Травление — для нержавеющих подшипников

Таблицы/данные

См. также:

• Размерные таблицы ГОСТ 3478-79
• Типы подшипников
• Материалы подшипников
• Маркировка подшипников

Источники

• ГОСТ 520-2002 "Подшипники качения. Общие технические условия"
• ГОСТ 801-78 "Сталь подшипниковая. Технические условия"
• ГОСТ 3478-79 "Основные нормы взаимозаменяемости. Подшипники качения. Предельные отклонения и допуски формы и расположения поверхностей"
• ISO 15:1998 "Rolling bearings — Radial bearings — Boundary dimensions, general plan"
• ISO 683-17:2014 "Heat-treatable steels, alloy steels and free-cutting steels — Part 17: Ball and roller bearing steels"
• SKF General Catalogue
• NSK Technical Handbook