Меню

Поставляем оригинальные
комплектующие

Производим аналоги под
брендом INNER

Классы точности подшипников: ГОСТ, ISO, ABEC

Таблица 1. Сравнение классов точности подшипников по различным стандартам
Класс точности
по ГОСТ 520-2011
Класс точности
по ISO 492
Обозначения классов точности производителей Основное применение Допуски (мкм) для подшипника диаметром 50 мм
SKF NSK FAG/INA Внутренний
диаметр
Наружный
диаметр
Радиальное
биение
0 (нормальный) P0 (Normal) P0 P0 P0 Общее машиностроение, бытовая техника, автомобильная промышленность 0/-10 0/-11 15
6 (повышенный) P6 (Class 6) P6 P6 P6 Электродвигатели, насосы, компрессоры, редукторы 0/-7 0/-9 8
5 (высокий) P5 (Class 5) P5 P5 P5 Прецизионные электродвигатели, высокоскоростные приводы, шпиндели станков 0/-5 0/-6 5
4 (прецизионный) P4 (Class 4) P4 P4 P4 Шпиндели металлорежущих и шлифовальных станков, измерительные приборы 0/-4 0/-5 3.5
2 (высокопрецизионный) P2 (Class 2) P2 P2 P2 Сверхточные шпиндели, высокоскоростные шлифовальные шпиндели, прецизионные приборы 0/-2.5 0/-4 2
Т (сверхпрецизионный) ABEC 7 / RBEC 7 SP P3 P4S Специальные высокоточные применения, аэрокосмическая техника 0/-2.5 0/-4 1.5
А (наивысший) ABEC 9 / RBEC 9 UP А PA9A Прецизионное оборудование, сверхточные инструменты, специальные применения 0/-1.5 0/-2.5 0.8
Таблица 2. Допустимые значения параметров точности подшипников по ГОСТ 520-2011
Параметр Класс точности
0 6 5 4 2
Отклонение среднего диаметра отверстия внутреннего кольца (мкм) 0/-10 0/-7 0/-5 0/-4 0/-2.5
Отклонение среднего наружного диаметра наружного кольца (мкм) 0/-11 0/-9 0/-6 0/-5 0/-4
Отклонение ширины подшипника (мкм) 0/-120 0/-100 0/-80 0/-60 0/-40
Непостоянство ширины внутреннего кольца (мкм) 10 8 6 3 2
Торцовое биение дорожки качения внутреннего кольца (мкм) 10 5 4 2.5 1
Радиальное биение дорожки качения наружного кольца (мкм) 15 8 5 3.5 2
Разноразмерность тел качения в комплекте (мкм) 6 3 2 1 0.5
Таблица 3. Классы точности по стандарту ABEC/RBEC (США) и их соответствие другим стандартам
ABEC/RBEC ISO ГОСТ DIN JIS (Япония) Описание
1 P0 0 P0 0 Нормальная точность для общего применения
3 P6 6 P6 6 Повышенная точность
5 P5 5 P5 5 Высокая точность
7 P4 4 / T P4 4 Очень высокая точность
9 P2 2 / A P2 2 Сверхвысокая точность
Таблица 4. Комплексное сравнение классов точности подшипников по национальным стандартам
Уровень
точности
Обозначение класса точности по стандартам Типичные
области применения
Типичное
радиальное
биение (мкм)*
ISO ГОСТ
(Россия/СНГ)
ABEC/RBEC
(США)
DIN
(Германия)
JIS
(Япония)
Нормальная
точность
P0
(Normal)
0
(Нормальный)
ABEC 1
RBEC 1
P0
Normale
0
普通
Бытовая техника, сельскохозяйственное оборудование, автомобильная промышленность, общепромышленное оборудование 15
Повышенная
точность
P6
(Class 6)
6
(Повышенный)
ABEC 3
RBEC 3
P6
Erhöhte
6
第6級
Электродвигатели, насосы, вентиляторы, компрессоры, редукторы средней точности 8
Высокая
точность
P5
(Class 5)
5
(Высокий)
ABEC 5
RBEC 5
P5
Hohe
5
第5級
Прецизионные электродвигатели, станки нормальной точности, высокоскоростные приводы 5
Прецизионная
точность
P4
(Class 4)
4
(Прецизионный)
ABEC 7
RBEC 7
P4
Präzisions
4
第4級
Шпиндели шлифовальных и металлорежущих станков, прецизионные измерительные приборы 3.5
Особо
высокая
точность
P4A/SP
(Special)
T
(Сверхпрецизионный)
ABEC 7P
RBEC 7P
P4A/SP
Spezial
4A
特級
Высокоскоростные шпиндели, специальное прецизионное оборудование, аэрокосмическая техника 2.5
Сверхвысокая
точность
P2
(Class 2)
2
(Высокопрецизионный)
ABEC 9
RBEC 9
P2
Ultra
2
第2級
Сверхточные шпиндели, высокоточные измерительные приборы, специальная аппаратура 2
Максимальная
точность
UP
(Ultra Precision)
A
(Наивысший)
ABEC 9P
RBEC 9P
UP
Elite
A
超精密
Уникальные высокоточные приборы, гироскопы, оптическое оборудование, научные инструменты 0.8

* Типичное радиальное биение для подшипника с внутренним диаметром 50 мм

Оглавление

1. Введение в классы точности подшипников

Класс точности подшипников является одним из ключевых параметров, определяющих их эксплуатационные характеристики и области применения. Этот параметр определяет степень соответствия геометрических размеров и формы подшипника заданным номинальным значениям, а также точность его вращения.

Стандартизация классов точности подшипников позволяет производителям и потребителям говорить на одном техническом языке, упрощая процесс выбора подходящего подшипника для конкретного применения. Различные классы точности определяются по допускам на основные размеры подшипника и их геометрическую форму, а также по параметрам, характеризующим точность вращения.

В разных странах мира исторически сложились различные системы обозначения классов точности подшипников. В России и странах СНГ применяется классификация по ГОСТ 520-2011 (ранее ГОСТ 520-89), в то время как в международной практике широко используются стандарты ISO, ABEC/RBEC (США), а также стандарты ведущих производителей подшипников (SKF, NSK, FAG и др.).

Высокоточные подшипники обеспечивают более плавное и точное вращение, меньшие вибрации и шум, более стабильное положение вала. Однако с повышением класса точности значительно увеличивается стоимость подшипников, ужесточаются требования к монтажу, смазке и обслуживанию.

Поэтому выбор оптимального класса точности подшипников является важной инженерной задачей, требующей учета множества факторов, включая требования к точности механизма, условия эксплуатации, экономические аспекты и другие.

Важно понимать, что класс точности не является единственным фактором, определяющим качество подшипника. Материалы, технология изготовления, качество сборки, термообработка и многие другие факторы также существенно влияют на эксплуатационные характеристики подшипника.

Количество стандартизованных классов точности
7
Основных классов точности установлено для подшипников качения по ГОСТ 520-2011
Наивысший класс точности
Класс А
Соответствует международному классу P2, ABEC 9
Нормальный класс точности
Класс 0
Стандартный класс для большинства общепромышленных применений

2. Классификация и стандарты

2.1. Классы точности по ГОСТ 520-2011

ГОСТ 520-2011 "Подшипники качения. Общие технические условия" устанавливает семь классов точности подшипников качения, которые обозначаются в порядке повышения точности:

  • Класс 0 - нормальный класс точности, применяемый для большинства общепромышленных применений. Является базовым классом точности подшипников.
  • Класс 6 - повышенный класс точности, используемый в электродвигателях, насосах, вентиляторах и другом оборудовании, где требуется улучшенная точность вращения.
  • Класс 5 - высокий класс точности, применяемый в шпинделях металлорежущих станков нормальной точности, прецизионных электродвигателях и других механизмах.
  • Класс 4 - прецизионный класс точности, используемый в шлифовальных станках, высокоскоростных шпинделях и других высокоточных механизмах.
  • Класс 2 - высокопрецизионный класс точности, применяемый в координатно-расточных станках, измерительных приборах и других механизмах, требующих особо высокой точности.
  • Класс Т - сверхпрецизионный класс точности, используемый в ультрапрецизионных шпинделях и механизмах.
  • Класс А - наивысший класс точности, применяемый в уникальных высокоточных приборах и оборудовании.

ГОСТ 520-2011 устанавливает для каждого класса точности допуски на основные размеры подшипника (внутренний и наружный диаметр, ширина), а также допуски формы и расположения (радиальное и осевое биение дорожек качения, непостоянство ширины колец и др.).

Классы точности по ГОСТ 520-2011 прямо коррелируют с международными стандартами, что облегчает сопоставление отечественных и импортных подшипников.

2.2. Международная стандартизация (ISO)

Международная организация по стандартизации ISO разработала стандарт ISO 492, который устанавливает классы точности для радиальных подшипников (кроме конических роликоподшипников). Этот стандарт является основой для большинства национальных стандартов.

ISO устанавливает следующие классы точности:

  • Класс P0 (Normal) - нормальный класс точности, соответствует классу 0 по ГОСТ.
  • Класс P6 - повышенный класс точности, соответствует классу 6 по ГОСТ.
  • Класс P5 - высокий класс точности, соответствует классу 5 по ГОСТ.
  • Класс P4 - прецизионный класс точности, соответствует классу 4 по ГОСТ.
  • Класс P2 - высокопрецизионный класс точности, соответствует классу 2 по ГОСТ.

Для радиально-упорных шариковых подшипников ISO также определяет специальные классы точности, обозначаемые PA9, PA7 и т.д., которые относятся к специфическим параметрам этого типа подшипников.

Стандарт ISO также устанавливает допуски на различные параметры для каждого класса точности. Эти допуски зависят от размера подшипника и становятся более жесткими с увеличением класса точности.

2.3. Стандарты производителей и национальные стандарты

Помимо международного стандарта ISO и российского ГОСТ, существуют и другие национальные и отраслевые стандарты, а также стандарты производителей.

Американский стандарт ABEC/RBEC используется в основном в США и странах американского влияния:

  • ABEC 1 (RBEC 1) - эквивалент класса P0 (ISO) или 0 (ГОСТ)
  • ABEC 3 (RBEC 3) - эквивалент класса P6 (ISO) или 6 (ГОСТ)
  • ABEC 5 (RBEC 5) - эквивалент класса P5 (ISO) или 5 (ГОСТ)
  • ABEC 7 (RBEC 7) - эквивалент класса P4 (ISO) или 4 (ГОСТ)
  • ABEC 9 (RBEC 9) - эквивалент класса P2 (ISO) или 2 (ГОСТ)

ABEC (Annular Bearing Engineers Committee) относится к шариковым подшипникам, а RBEC (Roller Bearing Engineers Committee) - к роликовым.

Японский стандарт JIS устанавливает классы точности, обозначаемые цифрами от 0 до 2, которые аналогичны классам ГОСТ и ISO.

Немецкий стандарт DIN также использует обозначения, аналогичные ISO (P0, P6, P5, P4, P2).

Стандарты производителей подшипников часто имеют свои особенности, хотя в большинстве случаев они основаны на международных стандартах:

  • SKF (Швеция) использует международную систему обозначений P0, P6, P5, P4, P2, а также собственные обозначения SP и UP для сверхпрецизионных подшипников.
  • NSK (Япония) использует обозначения P0, P6, P5, P4, P3, P2, а также класс A для наивысшей точности.
  • FAG/INA (Германия) применяет стандартные обозначения ISO, а также собственные P4S, P4A и т.д. для специальных прецизионных подшипников.
  • Timken (США) использует американскую систему ABEC/RBEC, а также специальные обозначения для высокоточных подшипников.

При замене подшипников важно учитывать не только соответствие классов точности в разных системах обозначений, но и возможные различия в дополнительных требованиях, которые могут предъявляться к подшипникам определенного производителя.

3. Параметры точности подшипников

3.1. Размерная точность

Размерная точность подшипников характеризуется допусками на основные размеры:

  • Внутренний диаметр (d) - определяет точность посадки подшипника на вал. Отклонения внутреннего диаметра имеют особенно важное значение для обеспечения правильной посадки и работы подшипника.
  • Наружный диаметр (D) - определяет точность посадки подшипника в корпус. Как и в случае с внутренним диаметром, точность наружного диаметра критична для правильной работы подшипника.
  • Ширина подшипника (B, T) - влияет на осевое позиционирование подшипника и возможность создания предварительного осевого натяга.

Допуски на размеры зависят от номинального размера подшипника и его класса точности. Чем выше класс точности, тем жестче допуски.

В таблице ниже приведены примеры допусков на размеры для радиального шарикового подшипника с номинальным внутренним диаметром 50 мм:

Допуск внутреннего диаметра для класса 0: Δd = 0/-10 мкм
Допуск внутреннего диаметра для класса 5: Δd = 0/-5 мкм
Допуск внутреннего диаметра для класса 2: Δd = 0/-2.5 мкм

Помимо допусков на номинальные размеры, важными параметрами размерной точности являются:

  • Отклонение среднего диаметра - разность между фактическим средним диаметром и номинальным диаметром;
  • Непостоянство диаметра в одном радиальном сечении - разность между наибольшим и наименьшим диаметрами в одном радиальном сечении (овальность);
  • Непостоянство диаметра в нескольких радиальных сечениях - разность между наибольшим и наименьшим средними диаметрами в нескольких радиальных сечениях (конусность).

Эти параметры особенно важны для подшипников высоких классов точности, так как даже небольшие отклонения формы могут существенно влиять на точность вращения и долговечность.

3.2. Точность вращения

Точность вращения подшипника характеризует его способность обеспечивать точное и плавное вращение вала. Этот параметр особенно важен для шпинделей станков, прецизионных приборов и других механизмов, где требуется высокая точность позиционирования.

Основными параметрами, характеризующими точность вращения, являются:

  • Радиальное биение внутреннего кольца - изменение положения оси внутреннего кольца относительно оси вращения подшипника при вращении.
  • Радиальное биение наружного кольца - изменение положения оси наружного кольца относительно оси вращения подшипника при вращении.
  • Осевое биение внутреннего кольца - изменение осевого положения торцовой поверхности внутреннего кольца при вращении.
  • Осевое биение наружного кольца - изменение осевого положения торцовой поверхности наружного кольца при вращении.

Для повышения точности вращения важно не только уменьшение допусков на размеры, но и улучшение качества поверхностей дорожек качения, повышение точности формы тел качения, применение специальных сепараторов.

В таблице ниже приведены примеры допусков на радиальное биение для разных классов точности (для подшипника с внутренним диаметром 50 мм):

Радиальное биение для класса 0: Kra = 15 мкм
Радиальное биение для класса 5: Kra = 5 мкм
Радиальное биение для класса 2: Kra = 2 мкм

Точность вращения подшипника определяется не только геометрической точностью его элементов, но и качеством сборки, точностью посадочных мест, правильностью монтажа, качеством смазки и другими факторами.

Важно понимать, что биение вращающегося вала определяется не только точностью подшипника, но и точностью самого вала, а также точностью сопряжения вала с подшипником. Для достижения высокой точности вращения необходимо обеспечить соответствующую точность всех элементов механизма.

3.3. Дополнительные параметры точности

Помимо размерной точности и точности вращения, на работу подшипника влияют и другие параметры точности:

  • Разноразмерность тел качения в комплекте - разность между диаметрами наибольшего и наименьшего тела качения в одном подшипнике. Этот параметр существенно влияет на распределение нагрузки между телами качения, уровень вибрации и шума.
  • Отклонение формы дорожек качения - отклонение реальной формы дорожек качения от идеальной формы. Включает в себя волнистость, шероховатость и другие микрогеометрические параметры.
  • Непостоянство ширины колец - разность между наибольшей и наименьшей шириной кольца при измерении в различных местах. Влияет на осевое позиционирование и возможность создания предварительного натяга.
  • Торцовое биение дорожки качения относительно торца кольца - параметр, особенно важный для радиально-упорных подшипников и подшипников с коническим отверстием.

Для подшипников высоких классов точности также могут нормироваться такие параметры, как:

  • Момент трения - сила трения, возникающая при вращении подшипника. Особенно важен для высокоскоростных и прецизионных применений.
  • Уровень вибрации - амплитуда колебаний при вращении. Является интегральным показателем, отражающим многие аспекты качества подшипника.
  • Уровень шума - акустические характеристики подшипника при работе. Важен не только для комфорта, но и как индикатор качества изготовления и сборки.

Требования к этим дополнительным параметрам устанавливаются в зависимости от конкретного применения подшипника и могут значительно различаться.

Для прецизионных и сверхпрецизионных подшипников (классы 2, Т, А) часто устанавливаются индивидуальные требования к дополнительным параметрам точности в зависимости от специфики их применения.

Пример: влияние разноразмерности тел качения на работу подшипника

Рассмотрим радиальный шариковый подшипник с 10 шариками диаметром 10 мм. При разноразмерности шариков 10 мкм (класс 0) нагрузка распределяется неравномерно: наибольшие шарики несут основную часть нагрузки, а наименьшие могут вообще не участвовать в работе. Это приводит к повышенному износу, вибрации и шуму.

При разноразмерности 1 мкм (класс 4) нагрузка распределяется практически равномерно между всеми шариками, что значительно улучшает характеристики подшипника, снижает износ и повышает долговечность.

4. Маркировка и обозначение классов точности

4.1. Обозначения классов точности по ГОСТ

В соответствии с ГОСТ 520-2011, класс точности подшипника обозначается цифрой или буквой, которая указывается перед основным обозначением подшипника или после него (в зависимости от технической документации).

Обозначения классов точности по ГОСТ 520-2011:

  • 0 - нормальный класс точности (в обозначении обычно не указывается)
  • 6 - повышенный класс точности
  • 5 - высокий класс точности
  • 4 - прецизионный класс точности
  • 2 - высокопрецизионный класс точности
  • Т - сверхпрецизионный класс точности
  • А - наивысший класс точности

Примеры обозначения подшипников с указанием класса точности:

6-205 - шариковый радиальный однорядный подшипник 205 класса точности 6
4-3182115 - роликовый конический однорядный подшипник 3182115 класса точности 4
7000105Т - шариковый радиальный однорядный подшипник 7000105 класса точности Т

Часто класс точности указывается в отдельном поле маркировки подшипника или на упаковке. Для нормального класса точности 0 обозначение обычно не указывается, если иное не предусмотрено технической документацией.

4.2. Международные обозначения

В международной практике применяются различные системы обозначения классов точности:

По стандарту ISO:

  • P0 - нормальный класс точности
  • P6 - повышенный класс точности
  • P5 - высокий класс точности
  • P4 - прецизионный класс точности
  • P2 - высокопрецизионный класс точности

Обозначение класса точности по ISO обычно указывается в конце основного обозначения подшипника после черты или в виде отдельного суффикса.

Примеры обозначения по ISO:

6205/P6 - подшипник 6205 класса точности P6
6205P6 - подшипник 6205 класса точности P6
7205B/P4 - подшипник 7205B класса точности P4

По американскому стандарту ABEC/RBEC:

  • ABEC 1/RBEC 1 - нормальный класс точности
  • ABEC 3/RBEC 3 - повышенный класс точности
  • ABEC 5/RBEC 5 - высокий класс точности
  • ABEC 7/RBEC 7 - прецизионный класс точности
  • ABEC 9/RBEC 9 - высокопрецизионный класс точности

Обозначение ABEC/RBEC обычно указывается в технической документации или на упаковке, но редко включается в маркировку самого подшипника.

Обозначения производителей:

Крупные производители подшипников могут использовать как стандартные обозначения ISO, так и собственные обозначения для специальных серий подшипников:

  • SKF: P0, P6, P5, P4, P2, SP (Super Precision), UP (Ultra Precision)
  • NSK: P0, P6, P5, P4, P3, P2, A
  • FAG: P0, P6, P5, P4, P2, SP, UP, XP (Extra Precision)
  • Timken: обозначения ABEC/RBEC и дополнительные обозначения для специальных серий

При выборе подшипника необходимо обращать внимание на систему обозначений, используемую конкретным производителем, так как одинаковые обозначения в разных системах могут соответствовать разным классам точности.

4.3. Как определить класс точности подшипника

Определение класса точности подшипника может осуществляться несколькими способами:

1. По маркировке

Класс точности часто указывается непосредственно в маркировке подшипника в виде цифры или буквы перед основным обозначением или после него. Например, в маркировке "6-205" цифра "6" указывает на класс точности 6.

2. По документации и упаковке

Класс точности всегда указывается в сопроводительной документации, на упаковке подшипника или в каталоге производителя. Это наиболее надежный способ определить класс точности.

3. По внешнему виду

Некоторые производители применяют цветовую маркировку или специальные символы для обозначения класса точности. Например, окрашивание торцов колец в определенный цвет или нанесение специальных символов.

4. По измерениям

Для подшипников без маркировки класс точности может быть определен путем измерения основных параметров (размеров, биения и т.д.) и сравнения с нормативными значениями для разных классов точности. Этот метод требует специального измерительного оборудования и навыков.

5. По месту применения

Косвенно класс точности можно определить по назначению механизма, в котором установлен подшипник. Например, в шпинделях прецизионных станков обычно используются подшипники классов точности 4, 2 или выше.

Пример: определение класса точности по маркировке

Рассмотрим подшипник с маркировкой "4-7220".

В этом обозначении "4" указывает на класс точности 4 (прецизионный), а "7220" - это основное обозначение подшипника, указывающее на его тип и размеры.

Если же маркировка выглядит как "7220/P4" или "7220P4", то это также указывает на класс точности P4 по системе ISO, что соответствует классу 4 по ГОСТ.

Не все подшипники имеют видимую маркировку класса точности, особенно подшипники малых размеров или подшипники нормального класса точности (класс 0). В этих случаях необходимо обращаться к сопроводительной документации или консультироваться с поставщиком.

5. Классы точности для различных типов подшипников

5.1. Радиальные шариковые подшипники

Радиальные шариковые подшипники являются наиболее распространенным типом подшипников и выпускаются во всех классах точности от 0 до А. Выбор класса точности для радиальных шариковых подшипников зависит от конкретного применения.

Класс точности 0 (нормальный) применяется для общепромышленного оборудования, где не требуется высокая точность вращения и работа происходит при умеренных скоростях и нагрузках.

Класс точности 6 (повышенный) используется в электродвигателях, вентиляторах, насосах и других механизмах, где необходима повышенная плавность хода и более низкий уровень вибрации и шума.

Классы точности 5 и 4 применяются в шпинделях металлорежущих станков, прецизионных электродвигателях, высокоскоростных механизмах и других устройствах, требующих высокой точности вращения.

Классы точности 2, Т и А используются в прецизионных и сверхпрецизионных шпинделях, измерительных приборах, аэрокосмической технике и других областях, где требуется максимально возможная точность.

Для радиальных шариковых подшипников особенно важны такие параметры точности, как радиальное биение, разноразмерность шариков, точность дорожек качения.

Пример: выбор класса точности для электродвигателя

Для высокоскоростного электродвигателя (15000 об/мин) с требованиями к низкому уровню вибрации и шума рекомендуется использовать радиальные шариковые подшипники класса точности 6 или 5. Класс 6 обеспечит необходимую точность вращения и плавность хода при умеренной стоимости, в то время как класс 5 предоставит дополнительные преимущества в виде еще более низкого уровня вибрации и шума, но по более высокой цене.

5.2. Радиально-упорные подшипники

Радиально-упорные подшипники способны воспринимать как радиальные, так и осевые нагрузки, и широко применяются в механизмах, где действуют комбинированные нагрузки, например, в шпинделях станков, автомобильных колесах, насосах.

Для радиально-упорных подшипников класс точности имеет особенно важное значение, так как эти подшипники часто используются в прецизионных механизмах и при высоких скоростях вращения.

ГОСТ 520-2011 и международные стандарты устанавливают для радиально-упорных подшипников те же классы точности, что и для радиальных, однако с некоторыми дополнительными параметрами, специфичными для этого типа подшипников:

  • Угол контакта - точность угла контакта влияет на распределение нагрузки и жесткость подшипникового узла;
  • Осевое биение наружного кольца относительно базовой плоскости - влияет на точность осевого положения вала;
  • Непостоянство осевого зазора в подшипнике - влияет на плавность работы и распределение нагрузки.

Высокоточные радиально-упорные подшипники (классы 5, 4, 2, Т, А) часто используются в шпинделях металлорежущих станков, где требуется не только высокая точность вращения, но и повышенная жесткость. Для таких применений особенно важны классы точности 4 и выше.

Для высокоскоростных применений часто используются подшипники классов точности 5 и 4 с керамическими телами качения, которые обеспечивают лучшие характеристики при высоких скоростях.

Радиально-упорные подшипники часто используются попарно или в наборе из нескольких подшипников для обеспечения восприятия осевых нагрузок в обоих направлениях. В таких случаях особенно важно, чтобы все подшипники в комплекте имели одинаковый класс точности.

5.3. Роликовые подшипники

Роликовые подшипники различных типов (цилиндрические, конические, сферические, игольчатые) имеют свою специфику в отношении классов точности. В целом, они выпускаются в тех же классах точности, что и шариковые подшипники, но с некоторыми особенностями.

Цилиндрические роликоподшипники выпускаются во всех классах точности от 0 до А. Высокоточные цилиндрические роликоподшипники классов 4, 2, Т и А широко применяются в шпинделях металлорежущих станков благодаря их высокой жесткости и грузоподъемности.

Для цилиндрических роликоподшипников особенно важны такие параметры точности, как:

  • Отклонение образующей дорожки качения от прямолинейности
  • Отклонение профиля ролика
  • Радиальное биение дорожки качения

Конические роликоподшипники обычно выпускаются в классах точности 0, 6, 5 и 4. Классы точности 2, Т и А для конических роликоподшипников встречаются реже из-за сложности достижения сверхвысокой точности для этого типа.

Для конических роликоподшипников дополнительно нормируются:

  • Отклонение угла конуса дорожки качения
  • Отклонение угла конуса ролика
  • Отклонение высоты подшипника

Сферические роликоподшипники обычно выпускаются в классах точности 0 и 6, реже - в классе 5. Это связано с их конструкцией, которая обеспечивает самоустановку, но усложняет достижение высокой точности вращения.

Игольчатые подшипники выпускаются в классах точности 0, 6 и 5. Для этого типа подшипников особенно важна разноразмерность роликов в комплекте и точность дорожки качения.

Пример: выбор класса точности для шпинделя станка

Для шпинделя прецизионного токарного станка с требуемой точностью обработки ±0.005 мм рекомендуется использовать радиально-упорные или цилиндрические роликоподшипники класса точности 4 или выше. При этом для передней опоры шпинделя, которая в большей степени определяет точность обработки, может использоваться более высокий класс точности (2 или Т), а для задней опоры - класс точности 4.

6. Критерии выбора класса точности

6.1. Требования приложения

Основным критерием выбора класса точности подшипника являются требования конкретного приложения, в котором он будет использоваться. Эти требования могут включать:

  • Требуемую точность позиционирования - чем выше требуемая точность позиционирования механизма, тем выше должен быть класс точности подшипника. Например, для металлорежущих станков класс точности подшипников должен соответствовать классу точности станка.
  • Рабочую скорость - высокоскоростные приложения обычно требуют подшипников более высоких классов точности для снижения вибрации, нагрева и обеспечения стабильной работы.
  • Требования к уровню шума и вибрации - в приложениях, где важен низкий уровень шума и вибрации (например, в медицинском оборудовании, измерительных приборах), необходимы подшипники высоких классов точности.
  • Жесткость системы - для обеспечения высокой жесткости механизма часто требуются подшипники высоких классов точности, особенно при работе с предварительным натягом.

В таблице ниже приведены рекомендуемые классы точности подшипников для различных применений:

Таблица 4. Рекомендуемые классы точности для различных применений
Применение Рекомендуемый класс точности Обоснование
Бытовая техника, сельскохозяйственное оборудование 0 Низкие требования к точности, умеренные скорости, важна низкая стоимость
Электродвигатели общего назначения, вентиляторы, насосы 6 Требуется снижение шума и вибрации, средние скорости
Станки нормальной точности, прецизионные электродвигатели 5 Повышенные требования к точности, высокие скорости
Прецизионные станки, высокоскоростные шпиндели 4 Высокие требования к точности и жесткости, очень высокие скорости
Координатно-расточные станки, измерительные машины 2, Т Очень высокие требования к точности, стабильность размеров
Прецизионные гироскопы, особо точное оборудование А Максимально возможная точность, специальные требования

6.2. Экономические факторы

При выборе класса точности подшипника необходимо учитывать экономические факторы, включая:

  • Стоимость подшипника - с повышением класса точности стоимость подшипника значительно возрастает. Например, подшипник класса 4 может стоить в 3-5 раз дороже аналогичного подшипника класса 0.
  • Доступность - подшипники высоких классов точности (2, Т, А) могут иметь ограниченную доступность и требовать заказа с длительным сроком поставки.
  • Затраты на монтаж и эксплуатацию - подшипники высоких классов точности требуют более точного монтажа, более частого обслуживания и более качественной смазки, что увеличивает эксплуатационные расходы.
  • Срок службы и надежность - подшипники высоких классов точности при правильном использовании могут обеспечить более длительный срок службы и большую надежность, что снижает затраты на ремонт и простои оборудования.

Важно найти оптимальный баланс между требуемыми характеристиками и экономическими факторами. Использование подшипников более высокого класса точности, чем требуется для конкретного применения, приводит к неоправданному увеличению стоимости без существенного улучшения характеристик механизма.

Пример: экономическое обоснование выбора класса точности

Для электродвигателя насоса, работающего в обычных условиях, достаточно использовать подшипники класса точности 0 (нормальный) или 6 (повышенный). Использование подшипников класса точности 5 или 4 повысит стоимость в 2-4 раза без существенного улучшения характеристик для данного применения.

В то же время, для прецизионного шпинделя станка использование подшипников класса точности 4 вместо 5 может увеличить стоимость на 30-50%, но при этом существенно повысить точность обработки и снизить брак, что в долгосрочной перспективе может оказаться экономически оправданным.

6.3. Условия эксплуатации

Условия эксплуатации существенно влияют на выбор класса точности подшипника:

  • Скорость вращения - высокие скорости обычно требуют более высоких классов точности для снижения вибрации, шума и нагрева. Для каждого типа и размера подшипника существуют предельные допустимые скорости, которые увеличиваются с повышением класса точности.
  • Рабочая температура - подшипники высоких классов точности обычно имеют более жесткие требования к диапазону рабочих температур, так как тепловые деформации могут существенно влиять на их точностные характеристики.
  • Нагрузка - характер и величина нагрузки влияют на выбор типа подшипника и его класса точности. Для тяжелонагруженных приложений с ударными нагрузками обычно не требуются подшипники высоких классов точности.
  • Окружающая среда - наличие загрязнений, влаги, агрессивных сред может ограничивать возможность использования подшипников высоких классов точности, которые более чувствительны к загрязнениям.
  • Требования к техническому обслуживанию - подшипники высоких классов точности требуют более регулярного и качественного обслуживания, включая замену смазки, проверку состояния и т.д.

При выборе класса точности подшипника необходимо учитывать все аспекты условий эксплуатации и выбирать оптимальное решение, обеспечивающее требуемые характеристики при минимальных затратах.

Для каждого класса точности подшипников производители обычно указывают рекомендуемые условия эксплуатации, включая допустимые скорости, температуры, нагрузки и требования к смазке. Эти рекомендации необходимо учитывать при выборе подшипников для конкретного применения.

7. Практические примеры

7.1. Выбор класса точности для станочного оборудования

Шпиндельные узлы металлорежущих станков являются одним из наиболее ответственных применений подшипников, где выбор класса точности имеет критическое значение для обеспечения требуемых характеристик станка.

Пример 1: Токарный станок нормальной точности

Для шпинделя токарного станка нормальной точности (класс точности Н по ГОСТ 8-82) требуется обеспечить точность обработки ±0.02 мм и скорость вращения до 2500 об/мин.

Решение:

  1. Для данного применения рекомендуется использовать подшипники класса точности 5 (высокий) или 6 (повышенный).
  2. В качестве передней опоры шпинделя можно использовать пару радиально-упорных шариковых подшипников 7016 класса точности 5 с предварительным натягом.
  3. Для задней опоры шпинделя достаточно использовать цилиндрический роликоподшипник NU1016 класса точности 6.

Такая комбинация обеспечит требуемую точность обработки, плавность хода и жесткость шпиндельного узла при умеренной стоимости.

Пример 2: Прецизионный шлифовальный станок

Для шпинделя прецизионного шлифовального станка требуется обеспечить точность обработки ±0.003 мм и скорость вращения до 10000 об/мин.

Решение:

  1. Для данного применения необходимы подшипники класса точности 4 (прецизионный) или 2 (высокопрецизионный).
  2. В качестве передней опоры шпинделя рекомендуется использовать комплект из трех радиально-упорных шариковых подшипников 7008 класса точности 4 или 2, установленных по схеме "тандем-дуплекс".
  3. Для задней опоры шпинделя рекомендуется использовать радиально-упорный шариковый подшипник 7008 класса точности 4.

Такая комбинация обеспечит высокую точность и жесткость шпиндельного узла, необходимые для прецизионного шлифования.

Обоснование выбора класса точности для прецизионного шлифовального станка

Для обеспечения точности обработки ±0.003 мм необходимо, чтобы радиальное биение шпинделя не превышало ±0.001 мм. При диаметре подшипника 40 мм радиальное биение для класса точности 4 составляет 2.5 мкм (0.0025 мм), что соответствует требованиям.

Класс точности 5 с радиальным биением 4 мкм (0.004 мм) не обеспечит требуемую точность, а класс точности 2 с радиальным биением 1.5 мкм (0.0015 мм) будет избыточным и значительно более дорогим.

Таким образом, оптимальным выбором является класс точности 4.

7.2. Подшипники автомобильной промышленности

В автомобильной промышленности используются подшипники различных классов точности в зависимости от конкретных узлов и требований к ним.

Пример 1: Подшипники колес

Для ступичных подшипников легковых автомобилей обычно используются конические или радиальные шариковые подшипники класса точности 0 (нормальный).

Обоснование:

  • Скорости вращения относительно невысокие (до 2000 об/мин)
  • Требования к точности вращения умеренные
  • Важна устойчивость к ударным нагрузкам и загрязнениям
  • Критична стоимость из-за массового производства

В некоторых случаях для спортивных и премиальных автомобилей могут использоваться подшипники класса точности 6 для снижения шума и вибрации.

Пример 2: Подшипники коробки передач

Для подшипников валов коробки передач легковых автомобилей обычно используются подшипники класса точности 0 или 6.

Обоснование:

  • Требуется хорошая грузоподъемность и долговечность
  • Умеренные требования к точности вращения
  • Важна устойчивость к ударным нагрузкам при переключении передач
  • Для снижения шума в некоторых случаях используются подшипники класса точности 6

Для гоночных и специальных транспортных средств могут использоваться подшипники более высоких классов точности (5 или 4) для снижения потерь на трение и повышения эффективности.

Экономическое обоснование выбора класса точности для автомобильных подшипников

Предположим, что для массового производства автомобилей (100000 единиц в год) необходимо выбрать класс точности подшипников колес. При стоимости подшипника класса 0 около $10 и класса 6 около $15, разница в стоимости на один автомобиль (с учетом 4 колес) составит $20.

Для всего производства это составит дополнительные затраты в $2000000 в год. При этом улучшение комфорта и снижение шума при использовании подшипников класса 6 может быть незначительным для обычного автомобиля.

В то же время, для премиального автомобиля стоимостью $50000 и выше, дополнительные $20 на подшипники класса 6 будут оправданы улучшением комфорта и снижением шума, что важно для данного сегмента рынка.

7.3. Высокоточные механизмы

Высокоточные механизмы, такие как измерительные приборы, медицинское оборудование, аэрокосмическая техника, требуют использования подшипников высоких и сверхвысоких классов точности.

Пример 1: Координатно-измерительная машина

Для координатно-измерительной машины с точностью измерения ±0.001 мм требуются подшипники высокой точности для обеспечения плавного и точного перемещения измерительной головки.

Решение:

  1. Для направляющих координатно-измерительной машины рекомендуется использовать линейные подшипники класса точности 2 или Т.
  2. Для поворотных осей и измерительной головки рекомендуются радиально-упорные шариковые подшипники класса точности 2 или А.

Такой выбор обеспечит требуемую точность позиционирования и плавность перемещения измерительной головки.

Пример 2: Медицинский сканер

Для механизма вращения детектора компьютерного томографа требуются высокоточные подшипники, обеспечивающие плавное вращение с минимальной вибрацией.

Решение:

  1. Для механизма вращения детектора рекомендуется использовать радиальные или радиально-упорные шариковые подшипники класса точности 4 или 2.
  2. Для снижения шума и вибрации рекомендуется использовать подшипники с керамическими телами качения.

Такой выбор обеспечит высокую точность позиционирования детектора, минимальную вибрацию и шум, что критично для получения качественных изображений.

Расчет влияния класса точности на качество изображения в медицинском сканере

Предположим, что детектор компьютерного томографа вращается со скоростью 180 об/мин и должен обеспечивать разрешение изображения 0.5 мм.

При использовании подшипников класса точности 0 с радиальным биением 10 мкм на радиусе вращения детектора 400 мм это приведет к смещению до 0.4 мм, что сопоставимо с требуемым разрешением и может вызвать артефакты на изображении.

При использовании подшипников класса точности 4 с радиальным биением 2.5 мкм максимальное смещение составит 0.1 мм, что значительно ниже требуемого разрешения и не повлияет на качество изображения.

Таким образом, для данного применения необходимы подшипники класса точности 4 или выше.

8. Часто задаваемые вопросы

Сколько классов точности установлено для подшипников?

По ГОСТ 520-2011 установлено 7 классов точности подшипников качения в порядке повышения точности: 0 (нормальный), 6, 5, 4, 2, Т и А. Каждый последующий класс имеет более жесткие допуски по сравнению с предыдущим. В международной практике по стандарту ISO также выделяют 5 основных классов точности: P0 (нормальный), P6, P5, P4, P2, которые соответствуют классам 0, 6, 5, 4, 2 по ГОСТ. По американскому стандарту ABEC/RBEC существует 5 классов точности: 1, 3, 5, 7, 9, соответствующих классам 0, 6, 5, 4, 2 по ГОСТ.

Как определить класс точности подшипника?

Определить класс точности подшипника можно несколькими способами:

  1. По маркировке - класс точности часто указывается в обозначении подшипника. Например, "6-205" означает подшипник 205 класса точности 6, "4-7000105" - подшипник 7000105 класса точности 4.
  2. По сопроводительной документации - класс точности всегда указывается в паспорте, на упаковке или в каталоге производителя.
  3. По цветовой маркировке - некоторые производители наносят цветовую маркировку на торцы подшипников для обозначения класса точности.
  4. По измерениям - при наличии специального измерительного оборудования можно измерить параметры подшипника и сравнить их с допусками для разных классов точности.

Если маркировка отсутствует или неразборчива, наиболее надежный способ - обратиться к документации производителя или поставщика.

Каким классам точности соответствуют подшипники SKF?

Подшипники SKF выпускаются в соответствии с международным стандартом ISO и имеют следующие классы точности:

  • P0 - нормальный класс точности (соответствует классу 0 по ГОСТ)
  • P6 - повышенный класс точности (соответствует классу 6 по ГОСТ)
  • P5 - высокий класс точности (соответствует классу 5 по ГОСТ)
  • P4 - прецизионный класс точности (соответствует классу 4 по ГОСТ)
  • P2 - высокопрецизионный класс точности (соответствует классу 2 по ГОСТ)

Кроме того, SKF выпускает подшипники специальных классов точности:

  • SP (Super Precision) - сверхпрецизионный класс, приблизительно соответствующий классу Т по ГОСТ
  • UP (Ultra Precision) - ультрапрецизионный класс, приблизительно соответствующий классу А по ГОСТ

Обозначение класса точности указывается в маркировке подшипника или в сопроводительной документации.

Что означает класс точности подшипника 6?

Класс точности 6 (по ГОСТ 520-2011) или P6 (по ISO) является повышенным классом точности и означает, что подшипник изготовлен с более жесткими допусками на размеры, форму и точность вращения по сравнению с нормальным классом точности 0 (P0).

Основные особенности подшипников класса точности 6:

  • Допуск на внутренний диаметр составляет 0/-7 мкм (для диаметра 50 мм), что обеспечивает более точную посадку на вал
  • Радиальное биение снижено до 8 мкм (для диаметра 50 мм) по сравнению с 15 мкм для класса 0
  • Разноразмерность тел качения в комплекте не превышает 3 мкм по сравнению с 6 мкм для класса 0

Подшипники класса точности 6 широко применяются в электродвигателях, насосах, вентиляторах, где требуется пониженный уровень вибрации и шума, повышенная плавность хода и умеренно высокие скорости вращения.

Что такое класс точности подшипника P0?

Класс точности P0 (по ISO) или 0 (по ГОСТ 520-2011) является нормальным (стандартным) классом точности подшипников. Это базовый класс точности, который применяется для большинства общепромышленных применений.

Основные характеристики подшипников класса точности P0:

  • Допуск на внутренний диаметр составляет 0/-10 мкм (для диаметра 50 мм)
  • Допуск на наружный диаметр составляет 0/-11 мкм (для диаметра 50 мм)
  • Радиальное биение не превышает 15 мкм (для диаметра 50 мм)
  • Разноразмерность тел качения в комплекте не превышает 6 мкм

Подшипники класса точности P0 (0) применяются в бытовой технике, сельскохозяйственном оборудовании, автомобилях, строительной технике и других механизмах, где не требуется высокая точность вращения и скорости вращения относительно невысоки.

Какой наивысший класс точности подшипников качения?

Наивысшим классом точности подшипников качения по ГОСТ 520-2011 является класс А. Этот класс обеспечивает максимальную точность размеров, формы и вращения подшипника. По международной классификации ISO наивысшим стандартным классом является P2, однако производители также выпускают подшипники специальных сверхвысоких классов точности (например, UP - Ultra Precision от SKF).

Подшипники наивысшего класса точности имеют следующие характеристики:

  • Допуск на внутренний диаметр составляет 0/-1.5 мкм (для диаметра 50 мм)
  • Радиальное биение не превышает 0.8 мкм (для диаметра 50 мм)
  • Разноразмерность тел качения менее 0.5 мкм

Подшипники наивысшего класса точности применяются в прецизионных гироскопах, оптических приборах, оборудовании для производства электроники, сверхточных измерительных приборах и других областях, где требуется предельно высокая точность.

Какие классы точности установлены для подшипников качения?

Для подшипников качения в соответствии с ГОСТ 520-2011 установлены следующие классы точности (в порядке повышения точности):

  1. Класс 0 - нормальный класс точности, базовый для большинства применений
  2. Класс 6 - повышенный класс точности
  3. Класс 5 - высокий класс точности
  4. Класс 4 - прецизионный класс точности
  5. Класс 2 - высокопрецизионный класс точности
  6. Класс Т - сверхпрецизионный класс точности
  7. Класс А - наивысший класс точности

В международной практике по стандарту ISO установлены классы P0, P6, P5, P4, P2, которые соответствуют классам 0, 6, 5, 4, 2 по ГОСТ. По американскому стандарту ABEC/RBEC установлены классы 1, 3, 5, 7, 9, соответствующие классам 0, 6, 5, 4, 2 по ГОСТ.

Каждый последующий класс точности имеет более жесткие допуски на размеры, форму и точность вращения по сравнению с предыдущим классом.

Чем отличаются подшипники разных классов точности?

Подшипники разных классов точности отличаются следующими параметрами:

  1. Допуски на размеры - подшипники более высоких классов точности имеют более жесткие допуски на внутренний диаметр, наружный диаметр и ширину. Например, допуск на внутренний диаметр для подшипника диаметром 50 мм составляет 0/-10 мкм для класса 0 и 0/-2.5 мкм для класса 2.
  2. Точность вращения - подшипники более высоких классов точности имеют меньшее радиальное и осевое биение. Например, радиальное биение для подшипника диаметром 50 мм составляет 15 мкм для класса 0 и 2 мкм для класса 2.
  3. Разноразмерность тел качения - подшипники более высоких классов точности имеют более однородные размеры тел качения. Разноразмерность шариков составляет 6 мкм для класса 0 и 0.5 мкм для класса 2.
  4. Качество поверхности - подшипники более высоких классов точности имеют более высокое качество обработки поверхностей дорожек качения и тел качения.
  5. Уровень шума и вибрации - подшипники более высоких классов точности обеспечивают более низкий уровень шума и вибрации при работе.
  6. Стоимость - подшипники более высоких классов точности значительно дороже. Например, подшипник класса 4 может быть в 3-5 раз дороже аналогичного подшипника класса 0.

Выбор класса точности подшипника зависит от конкретного применения, требований к точности, скорости, уровню шума и вибрации, а также экономических факторов.

Как обозначается класс точности подшипника?

Обозначение класса точности подшипника зависит от системы стандартизации и производителя:

1. По ГОСТ 520-2011:

  • Класс точности обозначается цифрой или буквой (0, 6, 5, 4, 2, Т, А), которая указывается перед основным обозначением подшипника или после него
  • Например: 6-205 (подшипник 205 класса точности 6) или 4-7000105 (подшипник 7000105 класса точности 4)
  • Для нормального класса точности 0 обозначение обычно не указывается

2. По международному стандарту ISO:

  • Класс точности обозначается символом P с цифрой (P0, P6, P5, P4, P2)
  • Обозначение указывается в конце основного обозначения подшипника после черты или в виде суффикса
  • Например: 6205/P6 или 6205P6 (подшипник 6205 класса точности P6)

3. По американскому стандарту ABEC/RBEC:

  • Класс точности обозначается числом ABEC или RBEC с номером (ABEC 1, ABEC 3, ABEC 5, ABEC 7, ABEC 9)
  • Обычно указывается в технической документации, но не в маркировке самого подшипника

4. Обозначения производителей:

  • SKF: P0, P6, P5, P4, P2, SP, UP
  • NSK: P0, P6, P5, P4, P3, P2, A
  • FAG: P0, P6, P5, P4, P2, SP, UP, XP

Класс точности также может указываться на упаковке, в сопроводительной документации или каталоге производителя.

Источники

Список использованных источников:
  1. ГОСТ 520-2011 "Подшипники качения. Общие технические условия"
  2. ISO 492:2014 "Rolling bearings — Radial bearings — Geometrical product specifications (GPS) and tolerance values"
  3. ISO 199:2014 "Rolling bearings — Thrust bearings — Geometrical product specifications (GPS) and tolerance values"
  4. ABMA (American Bearing Manufacturers Association) ABEC/RBEC Standards
  5. DIN 620-2:2010 "Rolling bearings - Tolerances - Part 2: Measuring and gauging principles and methods"
  6. JIS B 1514:2012 "Вращающиеся подшипники - Допуски - Допуски на размеры и форму"
  7. SKF "Подшипники качения. Технический справочник", 2021
  8. NSK "Технический справочник по подшипникам", 2022
  9. FAG "Шариковые и роликовые подшипники. Каталог", 2020
  10. Timken "Инженерное руководство по подшипникам", 2021
  11. Спицын Н.А., Спришевский А.И. "Подшипники качения", Москва, Машиностроение, 2018
  12. Перель Л.Я., Филатов А.А. "Подшипники качения. Расчет, проектирование и обслуживание опор", Москва, Машиностроение, 2020
  13. Harris T.A., Kotzalas M.N. "Essential Concepts of Bearing Technology", CRC Press, 2019
  14. Журнал "Подшипники качения и скольжения", статья "Современные тенденции в классификации подшипников по точности", №3, 2022
  15. ВНИПП (Всероссийский научно-исследовательский институт подшипниковой промышленности) "Рекомендации по выбору класса точности подшипников", 2021

Отказ от ответственности

Важная информация:

Данная статья носит исключительно ознакомительный характер и представляет собой обобщение информации из технической литературы и инженерной практики. Приведенные таблицы, расчеты и рекомендации следует рассматривать как общие справочные данные, которые требуют уточнения для каждого конкретного случая.

Автор не несет ответственности за возможные ошибки, неточности и последствия, вызванные применением информации, содержащейся в данной статье. Для ответственных конструкций и механизмов настоятельно рекомендуется проведение полноценных инженерных расчетов специалистами и консультации с производителями подшипников.

При выборе подшипников для конкретных применений необходимо руководствоваться актуальными нормативными документами, техническими условиями и рекомендациями производителей оборудования.

© 2025. Все права защищены. Воспроизведение или распространение данного материала без указания источника запрещено.

Заказать товар

ООО «Иннер Инжиниринг»