Скидка на подшипники из наличия!
Новое поступление товара в 2026 году!
Шарнирные и сферические подшипники — две группы опор, объединённых способностью компенсировать угловой перекос между валом и корпусом за счёт сферической сопрягаемой поверхности. Шарнирный подшипник — это опора скольжения: сферическая поверхность внутреннего кольца обкатывается о сферическую расточку наружного кольца напрямую, без тел качения. Сферический подшипник в большинстве случаев означает самоустанавливающийся подшипник качения — двухрядный шариковый или роликовый, у которого наружное кольцо имеет общую сферическую дорожку, позволяющую внутреннему кольцу вместе с телами качения свободно поворачиваться относительно наружного.
Обе конструкции снимают изгибающую составляющую с вала и допускают значительные перекосы при монтаже и в работе — это ключевое отличие от обычных радиальных подшипников. Различаются они принципом: скольжение против качения, что определяет грузоподъёмность, допустимые скорости, требования к смазке и обслуживанию. Материал разбирает устройство, классификацию, нагрузочные характеристики и применение шарнирных и сферических подшипников по действующим стандартам.
Шарнирный подшипник — деталь, состоящая из двух колец: внутреннего с наружной сферической поверхностью и наружного с внутренней сферической расточкой. Кольца сопрягаются непосредственно, без тел качения; работа происходит по принципу скольжения сферы о сферу. Сферическая форма обеспечивает свободу относительного поворота внутреннего кольца относительно наружного в любом направлении на угол до нескольких градусов — это и есть угол перекоса α, нормируемый стандартом.
Базовый отечественный документ — ГОСТ 3635-78 «Подшипники шарнирные. Технические условия» (соответствует ИСО 6124/1, 6124/3, 6125). Стандарт распространяется на разъёмные шарнирные подшипники, работающие на радиальные и комбинированные (радиальные + осевые) нагрузки в подвижных и неподвижных соединениях. Метод расчёта статической и динамической грузоподъёмности нормирован новым межгосударственным стандартом ГОСТ 34869-2022 (ISO 20015:2017), действующим с 01.11.2022.
По нагрузочной характеристике и конструкции шарнирные подшипники по ГОСТ 3635-78 делятся на несколько типов с буквенным обозначением, входящим в условное обозначение подшипника.
Условное обозначение по ГОСТ 3189-89 содержит буквенный код типа, цифру серии, диаметр отверстия. Степень точности по ГОСТ 520-2011 — нормальная (без индекса) или повышенная (индекс Е, в условном обозначении ставится в конце).
В отличие от шарнирных, сферические подшипники качения имеют тела качения — шарики или ролики. Самоустановка достигается за счёт того, что наружное кольцо имеет общую сферическую дорожку качения, по которой тела качения, опираясь на внутреннее кольцо, могут смещаться вместе с этим кольцом и валом при перекосе.
Действующий технический документ — ГОСТ 28428-90 «Подшипники радиальные шариковые сферические двухрядные. Технические условия». Стандарт заменил ГОСТ 5720-75 и ГОСТ 8545-75 (в части подшипников с закрепительными втулками); полностью соответствует СТ СЭВ 4941-84. Устанавливает два конструктивных исполнения: тип 1000 — с цилиндрическим отверстием внутреннего кольца; тип 111000 — с коническим отверстием. Два ряда шариков работают по двум дорожкам внутреннего кольца и по одной общей сферической дорожке наружного кольца. Грузоподъёмность ниже, чем у роликовых аналогов, но скорость выше; допускается угол перекоса до 3–4°.
Подшипники по ГОСТ 5721-2022 «Подшипники качения. Подшипники роликовые сферические двухрядные с асимметричными роликами. Общие технические требования» и ГОСТ 24696-2023 для подшипников с симметричными роликами. Они используются в опорах валов прокатных станов, дробильно-размольного оборудования, в электродвигателях большой мощности. Допустимый угол перекоса 1–2°, грузоподъёмность очень высокая, скорость ограничена.
Сферический подшипник качения работает по тому же принципу, что и обычный шариковый или роликовый радиальный, но с самоустановкой за счёт сферической дорожки наружного кольца. Шарнирный подшипник скольжения — иная конструкция: тел качения нет, скольжение идёт по самой сфере.
Шарнирный подшипник работает по сплошному контакту: контактные напряжения ниже, чем у точечного или линейного контакта тел качения, и при отсутствии относительного движения подшипник скольжения выдерживает значительные статические нагрузки. При наличии движения износ контактной пары становится главным фактором — и динамическая грузоподъёмность ниже статической.
По ГОСТ 34869-2022 (ISO 20015:2017) под статической грузоподъёмностью понимается максимальная нагрузка, которую шарнирный подшипник может воспринимать при комнатной температуре (20–25 °C) без возникновения недопустимой деформации, растрескивания или повреждения поверхностей скольжения в отсутствие относительного движения.
Q = R + 6·A
R
A
Допускаемые радиальные нагрузки для подшипников типов Ш, ШС и ШС…К при числе повторных нагружений более 5000 определяются с учётом коэффициента, учитывающего цикличность. Конкретные значения статической и динамической грузоподъёмности приводятся в каталогах производителей и рассчитываются по методике ГОСТ 34869-2022 для каждого типоразмера.
Базовый стандарт — ГОСТ 18855 (ISO 281:2007) «Подшипники качения. Динамическая грузоподъёмность и номинальный ресурс». Ресурс L₁₀ — число оборотов или часов работы, которое выдерживают 90 % подшипников до появления первых признаков усталостного выкрашивания.
L₁₀ = (C / P)p
C
P
p
Главная функция и шарнирных, и сферических подшипников — компенсация углового перекоса вала относительно корпуса. Перекосы возникают из-за погрешностей изготовления, прогиба вала под нагрузкой, температурных деформаций, неточностей монтажа. Если обычный радиальный шариковый подшипник допускает несоосность 2–4 угловых минут (около 0,03–0,07°), то сферические шариковые — до 3–4°, роликовые сферические — до 1–2°, а шарнирные подшипники скольжения — до 10–13° в зависимости от конструкции.
Это позволяет применять их в узлах, где жёстко выдержать соосность невозможно: в длинных валах, в передачах с конструктивно несоосными опорами, в подвижных шарнирах рычажных механизмов.
Самоустановка работает в обе стороны: подшипник компенсирует перекос, но если конструкция позволяет внутреннему кольцу поворачиваться без принуждения, оно может «гулять» под действием знакопеременных нагрузок, что приводит к проскальзыванию и повышенному износу. Поэтому для подвижных шарниров с реверсивной нагрузкой выбирают шарнирные подшипники типа ШС или ШС…К, рассчитанные на двустороннюю работу.
Стандартное исполнение — стальная пара трения (поверхности колец закалены до твёрдости 59–65 HRC) с консистентной смазкой через пресс-маслёнку в наружном кольце. Канавка на наружной поверхности и отверстие подводят смазку к сфере; смазка периодически пополняется в процессе эксплуатации. Допустимая постоянная рабочая температура для стальной пары по ГОСТ 3635-78 — до 120 °C; кратковременно — до 150 °C.
Альтернативное исполнение — пара «сталь по PTFE» (политетрафторэтилен): на сферу наружного кольца наклеивается тканевая прокладка с фторопластом или напрессовывается фторопластовая обкладка. Такие подшипники работают сухими, без смазки, имеют меньшее трение и больший ресурс при низких скоростях. Применяются в авиации, в опорах с ограниченным доступом для обслуживания.
Смазка — консистентная или жидкая (масляная ванна, разбрызгивание, циркуляция). При высоких нагрузках и тепловыделении применяют циркуляционную масляную систему с фильтрацией и охлаждением. Подшипники качения требуют чистоты смазки: твёрдые частицы вызывают абразивный износ дорожек и тел качения. Стандартный диапазон рабочих температур — до 120–150 °C, для специальных исполнений с термостабильным сепаратором — до 200 °C и выше.
При монтаже шарнирного подшипника по ГОСТ 3635-78 паз на наружном кольце и цилиндрический поясок на сфере внутреннего кольца должны устанавливаться перпендикулярно направлению действующей нагрузки. Несоблюдение этой схемы приводит к попаданию максимальной нагрузки в зону разъёма колец и преждевременному выкрашиванию. Усилия запрессовки подшипника не должны передаваться через сферу — только через торцы соответствующего кольца.
Шарнирный подшипник — опора скольжения: внутреннее кольцо со сферической наружной поверхностью обкатывается о сферическую расточку наружного кольца напрямую, без тел качения. Сферический подшипник — самоустанавливающийся подшипник качения: между кольцами расположены шарики или ролики, а наружное кольцо имеет общую сферическую дорожку, обеспечивающую самоустановку. Шарнирные работают при медленных или периодических движениях с высокими нагрузками и углами перекоса до 10–13°. Сферические подшипники качения — при высоких скоростях, но меньших углах перекоса (1–4°).
В зависимости от типа и серии. Базовый радиальный шарнирный подшипник (тип Ш по ГОСТ 3635-78) допускает поворот внутреннего кольца относительно наружного на угол от 3 до 8°. Радиально-упорные исполнения (ШС, ШС…К) — на угол до 10–13°. Конкретные значения зависят от внутреннего диаметра и серии и приведены в каталогах производителей.
По системе ГОСТ 3189-89. Буквенный префикс обозначает тип: Ш — радиальный, ШС — радиально-упорный, ШС…К — радиально-упорный с канавкой, ШЛ — наконечник тяги. Далее идут цифры серии и диаметра. Степень точности по ГОСТ 520-2011: нормальная — без индекса, повышенная — индекс Е после обозначения. Пример: ШС40 — радиально-упорный шарнирный подшипник с внутренним диаметром 40 мм.
Только если рабочая скорость низкая, а нагрузка преимущественно статическая или с редкими циклами. Шарнирный подшипник скольжения не предназначен для постоянного вращения с заметной угловой скоростью — пара трения изнашивается быстро. Если требуется частое вращение вала под нагрузкой, нужен подшипник качения, а если возможны большие углы перекоса — лучше двухрядный шариковый сферический серии 1200.
Для стандартного исполнения с твёрдостью колец 59–65 HRC по ГОСТ 3635-78 — постоянная температура до 120 °C, кратковременно до 150 °C. Подшипники с PTFE-парой (с тефлоновой обкладкой) работают при сходных температурах, но без смазки и с меньшим коэффициентом трения. Специальные термостабильные исполнения с теплостойкой сталью и высокотемпературной смазкой допускают рабочие температуры до 200 °C и выше.
За счёт сплошного контакта сферы со сферой шарнирный подшипник скольжения имеет очень высокую статическую грузоподъёмность — выше, чем у геометрически сопоставимого подшипника качения. Конкретные значения статической и динамической грузоподъёмности зависят от типоразмера и приводятся в каталогах производителей, рассчитываются по методике ГОСТ 34869-2022 (ISO 20015:2017). Для расчёта приведённой нагрузки используется формула Q = R + 6·A, где R — радиальная, A — осевая нагрузка.
Тела качения и геометрия. Сферический шариковый двухрядный (ГОСТ 5720-75) имеет два ряда шариков; работает на средние нагрузки, допускает скорости вращения до нескольких тысяч об/мин и угол перекоса до 3–4°. Сферический роликовый двухрядный (ГОСТ 5721-2022 для асимметричных роликов, ГОСТ 24696-2023 для симметричных) имеет два ряда бочкообразных роликов, выдерживает гораздо более высокие нагрузки за счёт линейного контакта, но скорости ниже, а допустимый угол перекоса — 1–2°.
В подвижных шарнирах с большими нагрузками и значительными перекосами при низких скоростях: наконечники рулевых тяг, опоры гидро- и пневмоцилиндров, шарниры стрел и тяг подъёмно-транспортной техники, рычажных систем экскаваторов и погрузчиков, шарниры тяг управления в авиации (с PTFE-парой), подвески рабочих органов сельхозтехники. Сферические подшипники качения — в опорах длинных валов конвейеров, в редукторах, на прокатных станах, в дробильно-размольном оборудовании, в крупных насосах и электродвигателях.
Стандартный шарнирный подшипник стальной пары трения — да, через пресс-маслёнку в наружном кольце или через канавку на сфере. Смазка периодически пополняется; интервал зависит от режима нагрузки и температуры. Шарнирные подшипники с фторопластовой (PTFE) парой работают сухими, без внешней смазки, и не требуют обслуживания — это и есть их основное преимущество там, где доступ к узлу затруднён или среда не позволяет применять консистентную смазку.
По ГОСТ 3635-78 паз на наружном кольце и цилиндрический поясок на сфере внутреннего кольца должны располагаться перпендикулярно направлению действующей нагрузки — это разводит зону максимальной нагрузки от зоны разъёма колец. Запрессовка ведётся усилием на тот фрагмент кольца, который сопрягается с корпусом или валом; недопустимо передавать монтажные усилия через сферу. Посадки выбираются по ГОСТ 3325-85 в зависимости от характера нагрузки (вращающаяся или невращающаяся, циркуляционная или местная).
Вы можете задать любой вопрос на тему нашей продукции или работы нашего сайта.