Подшипник — техническое устройство, являющееся частью опоры или упора, которое поддерживает вал, ось или иную подвижную конструкцию с заданной жёсткостью. Подшипник воспринимает и передаёт нагрузку от подвижного узла на другие части конструкции, обеспечивая при этом вращение, качение или скольжение с минимальным трением и износом [citation:7].

Основное назначение подшипников — снижение трения между движущимися частями механизмов, что приводит к уменьшению износа, повышению КПД и увеличению срока службы машин и оборудования.

================================================================

1. КЛАССИФИКАЦИЯ ПОДШИПНИКОВ

Все подшипники делятся на две принципиально разные группы по виду трения:

1. Подшипники скольжения — относительное движение поверхностей происходит по принципу скольжения
2. Подшипники качения — относительное движение происходит за счёт качения тел вращения (шариков или роликов) между кольцами [citation:7]

1.1. ПОДШИПНИКИ СКОЛЬЖЕНИЯ

Подшипники скольжения — опоры вращающихся деталей, сопряжённые поверхности которых находятся в относительном движении и разделены слоем смазки или работают в режиме сухого трения [citation:12].

Часть вала, находящаяся в контакте с отверстием в корпусе подшипника, называется цапфой. Сопряжённая часть корпуса называется вкладышем [citation:12].

Терминология цапф:

• Шип — цапфа, передающая радиальную нагрузку
• Пята — цапфа, передающая осевую нагрузку
• Подпятник — опора для пяты [citation:12]

КЛАССИФИКАЦИЯ ПО КОНСТРУКТИВНЫМ ОСОБЕННОСТЯМ

Неразъёмные

• Корпус и вкладыш цельные
• Проще и дешевле
• Применяются для концевых цапф осей и валов [citation:17]

Разъёмные

• Состоят из двух половин корпуса
• Удобны при монтаже и демонтаже валов
• Применяются для проходных валов [citation:17]

Встроенные (рамовые)

• Составляют одно целое с картером, рамой или станиной машины [citation:2]

КЛАССИФИКАЦИЯ ПО ВИДУ ВОСПРИНИМАЕМОЙ НАГРУЗКИ

• Радиальные — воспринимают нагрузку, перпендикулярную оси вала
• Упорные (подпятники) — воспринимают осевую нагрузку
• Радиально-упорные — воспринимают комбинированную нагрузку [citation:12][citation:17]

КЛАССИФИКАЦИЯ ПО ПРИНЦИПУ ОБРАЗОВАНИЯ МАСЛЯНОГО СЛОЯ

Гидродинамические

• Масляный слой создаётся за счёт вращения вала
• Вал затягивает смазку в клиновой зазор, увеличивая давление в зоне контакта [citation:12]

Гидростатические

• Давление создаётся внешним источником (насосом)
• Эффект гидростатического всплытия за счёт разности давлений [citation:12]

1.2. ПОДШИПНИКИ КАЧЕНИЯ

Подшипники качения — опоры, в которых трение скольжения заменено трением качения посредством тел вращения (шариков или роликов), расположенных между кольцами [citation:7].

ОСНОВНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ ПОДШИПНИКА КАЧЕНИЯ

• Наружное кольцо — обычно неподвижное, устанавливается в корпусе
• Внутреннее кольцо — обычно вращается вместе с валом
• Тела качения — шарики, ролики (цилиндрические, конические, бочкообразные, игольчатые)
• Сепаратор — удерживает тела качения на равном расстоянии друг от друга [citation:7]

КЛАССИФИКАЦИЯ ПО ФОРМЕ ТЕЛ КАЧЕНИЯ

Шариковые подшипники

• Тела качения — шарики
• Применяются для лёгких и средних нагрузок
• Обеспечивают высокие скорости вращения [citation:4]

Роликовые подшипники

• Тела качения — ролики (цилиндрические, конические, сферические, игольчатые)
• Линейный контакт обеспечивает большую грузоподъёмность
• Применяются для тяжёлых нагрузок и валов больших диаметров [citation:4]

КЛАССИФИКАЦИЯ ПО НАПРАВЛЕНИЮ ВОСПРИНИМАЕМОЙ НАГРУЗКИ

Радиальные подшипники

• Воспринимают нагрузку, перпендикулярную оси вала
• Некоторые типы (шариковые радиальные) могут воспринимать значительные осевые нагрузки [citation:19]

Радиально-упорные подшипники

• Воспринимают комбинированные радиально-осевые нагрузки
• Осевая грузоподъёмность зависит от угла контакта тел качения с наружным кольцом [citation:19]

Упорные подшипники

• Воспринимают только осевые нагрузки
• Устанавливаются в паре с подшипником, воспринимающим радиальную нагрузку [citation:19]

КЛАССИФИКАЦИЯ ПО ЧИСЛУ РЯДОВ ТЕЛ КАЧЕНИЯ

• Однорядные
• Двухрядные
• Многорядные [citation:7]

================================================================
2. ОСНОВНЫЕ ТИПЫ ПОДШИПНИКОВ КАЧЕНИЯ
================================================================

2.1. ШАРИКОВЫЕ РАДИАЛЬНЫЕ ОДНОРЯДНЫЕ

• Самый распространённый тип подшипников
• Воспринимает радиальные и значительные осевые нагрузки
• Применяется при высоких скоростях вращения
• Обеспечивает точное центрирование вала [citation:19]

2.2. ШАРИКОВЫЕ РАДИАЛЬНО-УПОРНЫЕ ОДНОРЯДНЫЕ

• Воспринимает радиальные и значительные осевые нагрузки
• Имеет глубокие канавки
• Разъёмный тип, устанавливается попарно
• Величина осевой нагрузки зависит от серии и угла контакта [citation:19]

2.3. ШАРИКОВЫЕ СФЕРИЧЕСКИЕ ДВУХРЯДНЫЕ (САМОУСТАНАВЛИВАЮЩИЕСЯ)

• Самоустанавливающийся тип
• Воспринимает радиальные и незначительные осевые нагрузки (до 20% от неиспользованной радиальной)
• Применяется при возможной несоосности опор или при гибких длинных валах с большим прогибом [citation:19]

2.4. РОЛИКОВЫЕ ЦИЛИНДРИЧЕСКИЕ

• Воспринимает только радиальные нагрузки
• Благодаря линейному контакту имеет большую грузоподъёмность по сравнению с шариковыми той же серии
• Применяется там, где нет осевых нагрузок [citation:19]

2.5. РОЛИКОВЫЕ КОНИЧЕСКИЕ

• Воспринимает большие радиальные и осевые нагрузки
• Универсальный разъёмный тип
• Второй по распространённости после шарикового радиального однорядного
• Рекомендуется для конических зубчатых передач
• Устанавливается попарно с регулировкой осевого зазора [citation:19]

2.6. РОЛИКОВЫЕ СФЕРИЧЕСКИЕ ДВУХРЯДНЫЕ (САМОУСТАНАВЛИВАЮЩИЕСЯ)

• Воспринимает очень большие радиальные и довольно большие осевые нагрузки
• Самоустанавливающийся тип
• Применяется при больших нагрузках и возможной несоосности [citation:19]

2.7. ИГОЛЬЧАТЫЕ

• Воспринимает только радиальные нагрузки
• Имеет малые радиальные размеры
• Не способен работать на высоких скоростях вращения из-за перегрева
• Часто применяется без внутреннего или наружного кольца, а также без сепаратора [citation:19]

2.8. ШАРИКОВЫЕ УПОРНЫЕ

• Воспринимает только осевые нагрузки
• Устанавливается в паре с подшипником, воспринимающим радиальную нагрузку [citation:19]

================================================================
3. МАТЕРИАЛЫ ПОДШИПНИКОВ
================================================================

3.1. МАТЕРИАЛЫ ПОДШИПНИКОВ КАЧЕНИЯ

Подшипниковая сталь

• Высококачественная износостойкая легированная хромистая сталь
• Марки с сочетанием букв «ШХ» в начале наименования (ШХ15, ШХ15СГ и др.) [citation:11]

Шарики стальные

• Изготавливаются по ГОСТ 3722 [citation:5]

3.2. МАТЕРИАЛЫ ПОДШИПНИКОВ СКОЛЬЖЕНИЯ

Металлические материалы

Баббиты

• Хорошо прирабатываются
• Хорошо работают при высоких скоростях
• Плохо воспринимают ударную нагрузку и реверсирование [citation:17]

Бронзовые вкладыши

• Обладают прочностью и жёсткостью
• Плохо прирабатываются [citation:17]

Антифрикционный чугун

• Марки АЧС-1, АЧС-2
• Применяется для неразъёмных корпусов [citation:2]

Биметаллические втулки

• Стальная лента с антифрикционным слоем [citation:2]

Металлокерамические материалы

Железографит

• Содержит 95–98% железа, 2–5% графита
• Пористость 15–30%
• Эффект самосмазываемости сохраняется 3000–5000 часов [citation:13]

Бронзографит

• Композиция бронзы (медь — основа, олово или свинец 8,5–10,0%) и графита (1,5–4,0%)
• Применяется при средних давлениях и скоростях
• Для узлов с затруднённым доступом смазки [citation:13]

Пластмассы

• Текстолиты, полиамиды, капрон, нейлон
• Хорошо прирабатываются
• Смазка — вода [citation:17]

Резина

• Хорошо работает в воде [citation:17]

================================================================
4. ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ И ВЫБОР ПОДШИПНИКОВ
================================================================

4.1. ФАКТОРЫ, ОПРЕДЕЛЯЮЩИЕ ВЫБОР ПОДШИПНИКА

Величина нагрузки

• Наиболее важный фактор при определении размера подшипника
• Роликовые подшипники несут большие нагрузки, чем шариковые аналогичных габаритов
• Шариковые — для лёгких и средних нагрузок
• Роликовые — для тяжёлых нагрузок и валов больших диаметров [citation:4]

Направление нагрузки

• Цилиндрические роликовые и игольчатые — только радиальные нагрузки
• Другие радиальные подшипники — радиальные и осевые нагрузки
• Упорные шариковые — только осевые нагрузки
• Сферические роликовые упорные — очень тяжёлые осевые и некоторые радиальные нагрузки [citation:4]

Угловая несоосность

• Самоустанавливающиеся подшипники компенсируют несоосность:
  • Шариковые сферические
  • Роликовые сферические
  • Сферические упорные
  • Шарнирные подшипники [citation:4]

Предельные скорости вращения

• Ограничиваются допустимой рабочей температурой
• Наивысшие скорости для радиальных нагрузок — глубокие шариковые и цилиндрические роликовые
• Для комбинированных нагрузок — радиально-упорные шариковые [citation:4]

Точность

• Высокая точность требуется для шпинделей станков и валов, вращающихся с очень высокими скоростями
• Глубокие шариковые, однорядные радиально-упорные, двухрядные цилиндрические роликовые изготавливаются с высокой точностью [citation:4]

Жёсткость

• Роликовые подшипники деформируются меньше, чем шариковые, из-за большей площади контакта
• Жёсткость можно повысить предварительным натягом [citation:4]

Осевое смещение

• Обычная схема: фиксирующий (локализующий) и свободный (нелокализующий) подшипники
• Свободный подшипник допускает осевое смещение от температурного расширения
• Цилиндрические роликовые с одним кольцом без бортов и игольчатые — лучший выбор для свободной опоры [citation:4]

4.2. МОНТАЖ И ДЕМОНТАЖ

Разъёмные подшипники

• Цилиндрические роликовые, игольчатые, конические
• Кольца устанавливаются отдельно
• Легче монтируются при необходимости посадки с натягом на оба кольца [citation:4]

Подшипники с коническим отверстием

• Устанавливаются непосредственно на конический вал
• Или через коническую втулку на цилиндрический вал
• Позволяют использовать большие допуски на вал (h9 или h10) [citation:9]

================================================================
5. СИСТЕМА УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ ПОДШИПНИКОВ
================================================================

С 1 января 2025 года введён в действие ГОСТ 3189-2024 «Подшипники качения. Система условных обозначений», заменяющий ГОСТ 3189-89 [citation:6][citation:11].

5.1. СТРУКТУРА УСЛОВНОГО ОБОЗНАЧЕНИЯ

Полное условное обозначение подшипника состоит из:

• Основного условного обозначения
• Дополнительных условных обозначений (префикс и постфикс) [citation:11]

Основное условное обозначение состоит из цифровых знаков, обозначающих:

• Серию ширин или высот
• Конструктивное исполнение
• Тип
• Серию диаметров
• Размер номинального диаметра отверстия [citation:1]

Знаки располагаются справа налево [citation:1].

5.2. ОБОЗНАЧЕНИЕ ДИАМЕТРА ОТВЕРСТИЯ

Подшипники с диаметром отверстия не более 10 мм

• Первый знак — целое числовое значение диаметра
• Для диаметров 0,6; 1,5 и 2,5 мм — обозначение после знака «/» [citation:1]

Подшипники с диаметром отверстия свыше 10 мм

• Первые два знака — диаметр отверстия
• Диаметры 10, 12, 15, 17 мм обозначаются «00», «01», «02», «03» соответственно
• Диаметры свыше 20 до 495 мм, кратные 5, обозначаются частным от деления на 5 [citation:1]

5.3. ПРЕФИКС И ПОСТФИКС

Префикс (цифровые и буквенные знаки):

• Класс точности
• Группа радиального внутреннего зазора
• Группа преднатяга и момент трения [citation:1]

Постфикс (цифровые и буквенные знаки):

• Дополнительные знаки конструктивного исполнения
• Дополнительные технические требования [citation:1]

================================================================
6. ОСНОВНЫЕ СТАНДАРТЫ
================================================================

• ГОСТ 3189-2024 — Подшипники качения. Система условных обозначений (введён с 01.01.2025) [citation:6]
• ГОСТ 520-2011 — Подшипники качения. Общие технические условия [citation:5]
• ГОСТ 3395-89 — Подшипники качения. Типы и конструктивные исполнения [citation:5]
• ГОСТ 3478-2012 — Подшипники качения. Присоединительные размеры [citation:5]
• ГОСТ 3325-85 — Подшипники качения. Поля допусков и технические требования к посадочным поверхностям валов и корпусов. Посадки [citation:5]
• ГОСТ 3722-2014 — Подшипники качения. Шарики стальные. Технические условия [citation:5]
• ГОСТ 4060-2025 — Подшипники качения. Подшипники игольчатые со штампованным наружным кольцом. Общие технические условия [citation:15]
• ГОСТ 7872-89 — Подшипники упорные шариковые одинарные и двойные. Технические условия [citation:5]
• ГОСТ 3635-78 — Подшипники шарнирные. Технические условия [citation:5]

================================================================
7. ОБЛАСТИ ПРИМЕНЕНИЯ
================================================================

Подшипники скольжения применяются:

• Для проходных валов (долговечность подшипников качения мала)
• Для валов и осей, требующих точной установки
• Для валов очень большого диаметра (нет стандартных подшипников качения)
• Когда по условиям сборки подшипники должны быть разъёмными
• При ударных и вибрационных нагрузках (масло работает как демпфер)
• При работе в агрессивной среде
• Для тихоходных осей и валов неответственных механизмов [citation:17]

Подшипники качения применяются:

• Практически во всех областях машиностроения
• От бытовой техники до тяжёлого промышленного оборудования
• В автомобилестроении, станкостроении, авиации, энергетике

================================================================
КЛЮЧЕВЫЕ ВЫВОДЫ ДЛЯ СПРАВОЧНИКА

1. Подшипники делятся на две основные группы: скольжения (трение скольжения) и качения (трение качения).
2. Подшипники скольжения состоят из корпуса и вкладыша; классифицируются по конструкции (неразъёмные, разъёмные, встроенные), виду нагрузки (радиальные, упорные, радиально-упорные) и принципу образования масляного слоя (гидродинамические, гидростатические).
3. Подшипники качения состоят из наружного и внутреннего колец, тел качения и сепаратора; классифицируются по форме тел качения (шариковые, роликовые), направлению нагрузки (радиальные, радиально-упорные, упорные) и числу рядов.
4. Основные типы подшипников качения: шариковые радиальные однорядные, радиально-упорные, сферические самоустанавливающиеся, роликовые цилиндрические, конические, сферические, игольчатые, упорные.
5. Выбор подшипника определяется величиной и направлением нагрузки, угловой несоосностью, предельными скоростями, точностью, жёсткостью и необходимостью осевого смещения.
6. Материалы подшипников скольжения: баббиты, бронзы, антифрикционные чугуны, металлокерамика (железографит, бронзографит), пластмассы, резина.
7. Система условных обозначений подшипников качения регламентирована ГОСТ 3189-2024 (введён с 01.01.2025).