bearingsinfo/docs/encyclopedia/02-standarty-i-markirovka/2.7. Зазоры и группы маркировка и влияние/README.md

2.7. Зазоры и группы: маркировка и влияние

Назначение

Описание радиальных и осевых зазоров в подшипниках качения, их видов, групп, обозначений по стандартам ГОСТ и ISO, а также влияния на эксплуатационные характеристики.

Ключевые вопросы

• Что такое зазор в подшипнике и для чего он нужен?
• Какие виды зазоров существуют?
• Как обозначаются группы зазоров по ГОСТ и ISO?
• Когда применять подшипники с уменьшенным или увеличенным зазором?

Содержание

Что такое зазор в подшипнике?

Зазор в подшипнике качения — это расстояние между кольцами и телами качения, которое обеспечивает небольшую свободу перемещения колец относительно друг друга в радиальном или осевом направлениях.

Тепловой зазор компенсирует температурное расширение деталей подшипника при нагревании в процессе работы и не дает возможность подшипнику "заклинить" при критично высоких температурах.

Радиальный зазор

Смещение в радиальном направлении, на расстояние, на которое можно сместить наружное кольцо подшипника относительно внутреннего кольца без приложения усилия.

Осевой зазор

Смещение в осевом направлении, на расстояние, на которое можно сместить наружное кольцо подшипника относительно внутреннего кольца без приложения усилия.

Для чего нужен зазор в подшипнике?

Зазор необходим для:

1. Предотвращения заклинивания тел вращения (шариков, роликов) с кольцами при работе
2. Компенсации уменьшения расстояния между кольцами:
   • При значительном нагревании подшипникового узла и расширении деталей
   • При посадке с натягом
   • Для компенсации некоторого смещения подшипника

Важно: Зазор является одним из важных факторов, влияющих на долговечность работы подшипника.

Виды радиальных зазоров

1. Начальный радиальный зазор

Зазор в подшипнике до установки его на вал и в корпус (состояние поставки).

2. Посадочный радиальный зазор

Зазор в подшипнике после установки на рабочее место, т.е. после уменьшения внутреннего диаметра наружного кольца и увеличения наружного диаметра внутреннего кольца в результате образования посадочного натяга.

3. Рабочий зазор

Образуется во время работы механизма при установившемся температурном режиме в подшипниковом узле.

Взаимосвязь:

• Посадочный зазор всегда меньше начального (из-за посадочного натяга)
• Рабочий зазор уменьшается или увеличивается под влиянием перепада температур
• Рабочий зазор увеличивается под действием приложенной нагрузки

Примечание: Эта взаимосвязь справедлива для нерегулируемых подшипников и не относится к подшипникам с регулируемым радиальным зазором.

Группы зазоров

Применение подшипников с уменьшенным зазором

Когда применять:

• Необходимость повышения жесткости в осевом и радиальном направлениях
• В скоростных узлах
• Ожидается повышенный нагрев наружного кольца относительно внутреннего

Применение подшипников с нормальной группой зазора

Когда применять:

• Относительно небольшие частоты вращения и нагрузки
• Наружные кольца монтируются в корпус с зазором
• Внутренние кольца монтируются на вал с натягом
• Температура внутреннего кольца выше наружного на 5-10°C

Применение подшипников с увеличенным зазором

Когда применять:

• Повышенный нагрев внутреннего кольца
• Высокие динамические нагрузки (кольца монтируют с повышенным натягом)
• Наличие перекосов внутренних колец относительно наружных

Важно: Основная область применения подшипников с увеличенными радиальными зазорами — опоры, в которых кольца монтируют со значительными посадочными натягами, а также опоры со значительными колебаниями рабочих температур.

Маркировка зазора по ГОСТ

Общие правила:

• Подшипникам с нормальной группой зазора дополнительное обозначение не присваивается
• Радиальный зазор характеризуется номером группы (ряда), поставленным перед обозначением подшипника

Пример: 75-313ЕШ2

• 7 — радиальный зазор по 7-му ряду
• 5 — класс точности
• 313 — обозначение стандартного шарикового подшипника (d=65 мм)
• Е — текстолитовый сепаратор
• Ш2 — требования по уровню вибрации

Расположение обозначения:

• Перед основным обозначением подшипника
• Может стоять отдельно на торце кольца со стороны, противоположной нанесенному обозначению

Группы зазоров по типам подшипников

В порядке увеличения значения зазора:

Тип подшипника	Группы зазоров
Шариковые радиальные однорядные без канавок (цилиндрическое отверстие)	6 → нормальная → 7 → 8 → 9
Шариковые радиальные однорядные (коническое отверстие)	2 → нормальная → 3 → 4
Шариковые радиальные сферические двухрядные (цилиндрическое)	2 → нормальная → 3 → 4 → 5
Шариковые радиальные сферические двухрядные (коническое)	2 → нормальная → 3 → 4 → 5
Роликовые с короткими цилиндрическими роликами (взаимозаменяемые)	1 → 6 → 2 → 3 → 4
Роликовые игольчатые с сепаратором (взаимозаменяемые)	0 → 5 → нормальная → 7 → 8 → 9

Обозначение зазора по стандарту ISO

Группы зазоров ISO:
C1 < C2 < CN (нормальная) < C3 < C4 < C5

(в порядке увеличения зазора)

Соответствие ГОСТ ↔ ISO

ГОСТ	ISO	Примечание
6 (уменьшенный)	C2	Меньше нормального
нормальная	CN (Normal)	Стандартный зазор
7 (увеличенный)	C3	Больше нормального
8	C4	Значительно увеличенный
9	C5	Максимально увеличенный

Обозначения класса точности и зазора SKF

Обозначение	Описание
P63	P6 + C3 (точность класса 6 + зазор C3)
P62	P6 + C2 (точность класса 6 + зазор C2)
P52	P5 + C2 (точность класса 5 + зазор C2)
P43	P4 + C3 (точность класса 4 + зазор C3)

Влияние зазора на работу подшипника

Чем меньше зазоры:

• ✅ Выше точность вращения подшипника
• ✅ Больше долговечность
• ✅ Работает большее количество тел качения

Но: Подшипники с зазорами, равными нулю, не выпускаются, т.к. при тугих насадках и нагреве может возникнуть защемление (заклинивание) тел качения и разрушение подшипника.

Стандарты

ГОСТ 24810-2013 — Подшипники качения. Внутренние зазоры.

Распространяется на:

• Шариковые радиальные однорядные
• Шариковые радиальные двухрядные сферические
• Шариковые радиально-упорные двухрядные
• Роликовые радиальные с короткими цилиндрическими роликами
• Роликовые радиальные игольчатые
• Роликовые радиальные сферические (однорядные и двухрядные)

Не распространяется на:

• Шариковые радиальные со съемным наружным кольцом
• Шариковые радиальные с канавкой для вставления шариков
• Шариковые радиально-упорные однорядные
• Роликовые игольчатые со штампованным наружным кольцом
• Подшипники с особыми значениями зазоров

Таблицы/данные

Таблица 1. Радиальные зазоры в шариковых радиальных однорядных подшипниках (ГОСТ 24810-2013)

Цилиндрическое отверстие, мкм:

Диаметр отверстия d, мм	Группа 6	Нормальная	Группа 7	Группа 8	Группа 9
свыше 2,5 до 10	0–5	2–8	5–13	8–18	13–28
свыше 10 до 18	0–6	3–10	6–15	10–20	15–30
свыше 18 до 24	1–7	4–11	7–17	11–23	17–33
свыше 24 до 30	1–8	5–13	8–20	13–28	20–38
свыше 30 до 40	1–9	6–15	10–23	15–33	23–43
свыше 40 до 50	1–10	7–18	12–28	18–38	28–48
свыше 50 до 65	1–11	8–20	13–30	20–43	30–53
свыше 65 до 80	2–13	10–23	15–36	23–51	36–64
свыше 80 до 100	2–15	12–28	18–41	28–58	41–71
свыше 100 до 120	2–18	15–33	20–48	33–66	48–81
свыше 120 до 140	2–20	18–38	25–53	38–71	53–91
свыше 140 до 160	3–23	20–43	28–61	43–81	61–102
свыше 160 до 180	3–25	23–48	33–66	48–91	66–114
свыше 180 до 200	3–28	25–53	36–71	53–97	71–122

Таблица 2. Радиальные зазоры в роликовых цилиндрических подшипниках (ГОСТ 24810-2013)

Однорядные, мкм:

Диаметр отверстия d, мм	Группа 2	Нормальная	Группа 3	Группа 4
свыше 18 до 24	20–35	35–50	50–65	65–90
свыше 24 до 30	25–40	40–55	55–75	75–100
свыше 30 до 40	30–45	45–60	60–80	80–110
свыше 40 до 50	35–50	50–70	70–95	95–125
свыше 50 до 65	40–60	60–80	80–110	110–145
свыше 65 до 80	45–70	70–95	95–125	125–165
свыше 80 до 100	50–80	80–110	110–145	145–190
свыше 100 до 120	60–90	90–125	125–170	170–220
свыше 120 до 140	70–105	105–145	145–195	195–255
свыше 140 до 160	80–120	120–165	165–220	220–285
свыше 160 до 180	90–135	135–185	185–245	245–320
свыше 180 до 200	100–150	150–205	205–275	275–355

Таблица 3. Радиальные зазоры в роликовых сферических подшипниках (ГОСТ 24810-2013)

Двухрядные, мкм:

Диаметр отверстия d, мм	Группа 2	Нормальная	Группа 3	Группа 4	Группа 5
свыше 24 до 30	20–35	35–50	50–70	70–95	95–130
свыше 30 до 40	25–40	40–60	60–80	80–110	110–150
свыше 40 до 50	30–45	45–70	70–95	95–125	125–170
свыше 50 до 65	35–55	55–80	80–110	110–145	145–195
свыше 65 до 80	40–65	65–95	95–130	130–170	170–230
свыше 80 до 100	50–75	75–110	110–150	150–195	195–265
свыше 100 до 120	60–90	90–130	130–175	175–230	230–310
свыше 120 до 140	70–105	105–150	150–200	200–265	265–355
свыше 140 до 160	80–120	120–170	170–230	230–305	305–405
свыше 160 до 180	90–135	135–190	190–255	255–340	340–450
свыше 180 до 200	100–150	150–210	210–285	285–375	375–495

Таблица 4. Соответствие обозначений зазоров ГОСТ — ISO

ГОСТ группа	ISO группа	Относительный зазор	Типовое применение
6	C2	Уменьшенный (−30%)	Высокоточные узлы, лёгкие нагрузки
нормальная	CN (Normal)	Нормальный (100%)	Общее машиностроение
7	C3	Увеличенный (+30%)	Повышенные температуры, натяги
8	C4	Сильно увеличенный (+60%)	Высокие температуры, ударные нагрузки
9	C5	Максимальный (+100%)	Экстремальные условия

Практические примеры выбора зазора

Пример 1: Электродвигатель общего назначения

Условия:

• Частота вращения: 1500 об/мин
• Температура внутреннего кольца: +70°C
• Температура наружного кольца: +60°C
• Посадка внутреннего кольца: k6 (лёгкий натяг)
• Посадка наружного кольца: H7 (с зазором)

Выбор: Нормальная группа зазора (CN по ISO, без обозначения по ГОСТ)

Обоснование: Разница температур 10°C компенсируется стандартным зазором, натяг незначительный.

Пример 2: Подшипник вентилятора

Условия:

• Частота вращения: 3000 об/мин
• Температура внутреннего кольца: +90°C
• Температура наружного кольца: +50°C
• Посадка внутреннего кольца: m6 (средний натяг)
• Осевые нагрузки незначительные

Выбор: Группа 7 (C3 по ISO)

Обоснование:

• Большая разница температур (40°C) требует увеличенного зазора
• Средний натяг уменьшает начальный зазор
• Высокая частота вращения

Маркировка: 7-6308 (ГОСТ) или 6308/C3 (ISO)

Пример 3: Прецизионный шпиндель станка

Условия:

• Частота вращения: 12000 об/мин
• Требуется высокая точность и жёсткость
• Температура стабильная (+40°C)
• Прецизионный монтаж

Выбор: Группа 6 (C2 по ISO) или предварительный натяг

Обоснование:

• Требуется максимальная жёсткость и точность
• Уменьшенный зазор снижает биение
• Система охлаждения стабилизирует температуру

Маркировка: 5-6007 или 6007/P5/C2 (класс точности 5, зазор C2)

Пример 4: Роликовый подшипник ступицы колеса

Условия:

• Ударные и вибрационные нагрузки
• Температура внутреннего кольца: +100°C (при торможении)
• Температура наружного кольца: +60°C
• Посадка внутреннего кольца: n6 (тугой натяг)

Выбор: Группа 8 (C4 по ISO)

Обоснование:

• Ударные нагрузки требуют тугого натяга, который сильно уменьшает зазор
• Значительная разница температур (40°C)
• Динамические нагрузки при торможении

Маркировка: 8-32209 (ГОСТ) или 32209/C4 (ISO)

Расчёт изменения зазора

Формула изменения зазора при посадке с натягом

Для внутреннего кольца:

ΔS_внутр = -0,8 × δ_внутр × (d / B)

Для наружного кольца:

ΔS_наружн = +0,9 × δ_наружн × (D / C)

Где:

• ΔS — изменение радиального зазора, мкм
• δ — натяг посадки, мкм
• d — диаметр отверстия подшипника, мм
• D — наружный диаметр подшипника, мм
• B — ширина внутреннего кольца, мм
• C — ширина наружного кольца, мм

Формула изменения зазора при нагреве

ΔS_темп = (α_внутр × Δt_внутр − α_наружн × Δt_наружн) × d / 2

Где:

• α — коэффициент линейного расширения (для стали ≈ 11,5×10⁻⁶ 1/°C)
• Δt — разница температур кольца относительно комнатной, °C
• d — диаметр отверстия подшипника, мм

Пример расчёта:

• Подшипник 6308 (d = 40 мм)
• Температура внутреннего кольца: +80°C (Δt = +60°C)
• Температура наружного кольца: +50°C (Δt = +30°C)

ΔS_темп = (11,5×10⁻⁶ × 60 − 11,5×10⁻⁶ × 30) × 40 / 2
        = (690×10⁻⁶ − 345×10⁻⁶) × 20
        = 345×10⁻⁶ × 20 = 6,9 мкм (уменьшение зазора)

Измерение радиального зазора

Метод 1: Прямое измерение с использованием щупов

1. Установить подшипник вертикально
2. Прижать внутреннее кольцо вниз
3. Измерить зазор между телом качения и дорожкой качения наружного кольца щупом

Метод 2: Измерение по перемещению

1. Закрепить наружное кольцо
2. Измерить максимальное перемещение внутреннего кольца индикатором
3. Радиальный зазор = перемещение / 2

Метод 3: Ультразвуковой метод (для недоступных подшипников)

• Используется на собранных узлах
• Требует специального оборудования

Контроль зазора при монтаже

Этап 1: Измерение начального зазора

• Измерить зазор до монтажа (состояние поставки)
• Сравнить с данными ГОСТ 24810-2013

Этап 2: Расчёт посадочного зазора

• Рассчитать уменьшение зазора от натяга
• Учесть температурное расширение

Этап 3: Прогнозирование рабочего зазора

• Учесть рабочую температуру
• Проверить, что рабочий зазор > 0

Критерий приёмки:

S_работ = S_начальн − ΔS_натяг − ΔS_темп > 5 мкм (минимум)

Влияние зазора на параметры подшипника

Параметр	Малый зазор (C2)	Нормальный зазор (CN)	Большой зазор (C4)
Точность вращения	✅ Высокая	⚪ Средняя	❌ Низкая
Жёсткость	✅ Высокая	⚪ Средняя	❌ Низкая
Устойчивость к перекосам	❌ Низкая	⚪ Средняя	✅ Высокая
Риск заклинивания при нагреве	❌ Высокий	⚪ Средний	✅ Низкий
Уровень шума	✅ Низкий	⚪ Средний	❌ Высокий
Долговечность при малых нагрузках	⚪ Средняя	✅ Высокая	❌ Низкая
Долговечность при высоких нагрузках	✅ Высокая	⚪ Средняя	⚪ Средняя
Допустимая частота вращения	⚪ Средняя	✅ Высокая	✅ Высокая

См. также:

• Классы точности
• Система обозначений
• Посадки

Источники

• ГОСТ 24810-2013. Подшипники качения. Внутренние зазоры
• ISO 5753-1:2009. Rolling bearings — Internal clearance — Part 1: Radial internal clearance for radial bearings
• ISO 5753-2:2019. Rolling bearings — Internal clearance — Part 2: Axial internal clearance for radial bearings
• DIN 620-4:2004. Rolling bearings — Tolerances — Part 4: Radial internal clearance
• ANSI/ABMA 20-1996 (R2015). Radial Bearings of Ball, Cylindrical Roller and Spherical Roller Types — Metric Design
• Справочник по подшипникам качения. ГПЗ-1, 2020
• SKF General Catalogue. "Bearing internal clearance" Section
• Спицын Н.А., Третьяков О.Б. «Подшипники качения: Справочное пособие». М.: Машиностроение, 2013, стр. 156-178