Классы точности подшипников: расшифровка по ГОСТ и ISO
Автор: редакция winkelprof.ru. Справочная статья для инженеров, механиков и специалистов по закупкам.
Разница между соседними классами точности измеряется единицами микрометров, то есть долями толщины человеческого волоса. Но именно она решает, будет ли вал вращаться ровно, как сильно узел станет шуметь и греться на высоких оборотах. Класс точности подшипника показывает, насколько строго стандарт ограничивает отклонения его размеров и биение: чем выше класс, тем меньше допуски и тем выше требования к посадочным местам.
По ГОСТ 520-2011 для разных типов подшипников качения установлено от пяти до семи классов. Для радиальных шариковых и роликовых это нормальный, 6, 5, 4, Т и 2. Для конических роликовых набор другой: 0, нормальный, 6Х, 6, 5, 4 и 2. Для упорных: нормальный, 6, 5, 4 и 2.
Ниже разберём, что стоит за каждым классом, как их соотносят с ISO, DIN, JIS и шкалой ABEC, как прочитать класс в маркировке и как не переплатить за точность, которая узлу не нужна.
Что такое класс точности подшипника
По ГОСТ 520-2011 класс точности задают допустимые предельные отклонения размеров, допуски формы и взаимного положения поверхностей, а также точность вращения. На практике это две группы требований.
Размерная точность. Допуски на диаметр отверстия, наружный диаметр и ширину колец. От неё зависит, как подшипник сядет на вал и в корпус и какой получится посадка.
Точность вращения. Радиальное и осевое биение колец собранного подшипника. Радиальное биение внутреннего кольца (параметр Kia) измеряют как разность наибольшего и наименьшего показаний индикатора за полный оборот кольца при неподвижном наружном. Именно эти параметры определяют, насколько «чисто» вращается вал.
От класса точности зависят уровень вибрации и шума, нагрев на высоких оборотах, предельная частота вращения и точность положения вала. А вот грузоподъёмность и расчётный ресурс от класса напрямую не зависят: их считают по отдельным стандартам (ГОСТ 18854-2013 и ГОСТ 18855-2013). Поэтому высокий класс не делает подшипник более прочным, он делает его более точным.
Какие классы точности установлены для подшипников качения
ГОСТ 520-2011 перечисляет классы в порядке повышения точности, и набор классов зависит от типа подшипника.
| Тип подшипника | Классы точности (от низшего к высшему) |
|---|---|
| Шариковые и роликовые радиальные, шариковые радиально-упорные | нормальный, 6, 5, 4, Т, 2 |
| Роликовые конические | 0, нормальный, 6Х, 6, 5, 4, 2 |
| Упорные и упорно-радиальные | нормальный, 6, 5, 4, 2 |
Что важно знать:
- В обиходе «класс 0» почти всегда означает нормальный класс точности. Так принято называть самый распространённый общепромышленный класс. Но в самом ГОСТ 520-2011 класс 0 как отдельный есть только у конических роликовых подшипников, и там он стоит ниже нормального.
- Класс 6Х существует только у конических роликовых подшипников.
- Класс Т предусмотрен для радиальных шариковых и роликовых и радиально-упорных шариковых подшипников, у конических и упорных его нет. Прямого аналога в ISO у него нет, в перечне ГОСТ он стоит между классами 4 и 2.
- Классы 8 и 7, которые можно встретить в старой литературе и на некоторых сайтах, в ГОСТ 520-2011 не установлены.
Классы точности по ГОСТ 520 и ISO 492
ГОСТ 520-2011 «Подшипники качения. Общие технические условия» — межгосударственный стандарт. Он действует, а в России введён с 1 июля 2012 года взамен ГОСТ 520-2002. Стандарт устанавливает допуски на основные размеры и точность вращения, технические требования, правила приёмки, методы контроля, маркировку, упаковку и условия хранения. К нему выпускали поправки в 2013 и 2020 годах, поэтому в документах лучше ссылаться на действующую редакцию с поправками. Официальный статус и текст стандарта размещены в Федеральном информационном фонде стандартов Росстандарта.
ISO 492 задаёт допуски радиальных подшипников, включая конические, а ISO 199 — упорных. ГОСТ 520-2011 не копирует эти стандарты: в нём учтены их основные положения (в редакциях ISO 492:2002 и ISO 199:2005), а степень соответствия обозначена как неэквивалентная. С тех пор оба международных стандарта обновились: в августе 2023 года вышли ISO 492:2023 (шестое издание) и ISO 199:2023 (пятое издание). Поэтому классы ГОСТ и ISO близки по уровню допусков и называются сопоставимо, но совпадают не во всём. Перед ответственной заменой подшипника сверьте допуски по таблицам нужного стандарта.
Другие системы, с которыми приходится сталкиваться при подборе импортных аналогов:
- DIN 620 — немецкая система с классами P0, P6, P5, P4, P2. Обозначения с буквой P часто встречаются в каталогах производителей.
- JIS B 1514 — японский стандарт, классы 0, 6, 5, 4, 2.
- ABEC — шкала Комитета инженеров по кольцевым подшипникам (Annular Bearing Engineers’ Committee) американской ассоциации производителей подшипников ABMA (ABEC 1, 3, 5, 7, 9). Относится к шариковым подшипникам (для роликовых есть похожая шкала RBEC) и встречается в описаниях импортных подшипников. Допуски ABEC и RBEC для метрических радиальных подшипников изложены в стандарте ABMA Std 20.
Таблица соответствия классов точности
Соответствие приблизительное: системы разные, допуски в них близки, но не обязательно совпадают до микрометра.
| ГОСТ 520-2011 | ISO 492 / ISO 199 | DIN 620 | JIS B 1514 | ABEC (ABMA) | Комментарий |
|---|---|---|---|---|---|
| нормальный | Normal | P0 | класс 0 | ABEC 1 | общепромышленное применение |
| 6 | Class 6 | P6 | класс 6 | ABEC 3 | повышенная точность |
| 5 | Class 5 | P5 | класс 5 | ABEC 5 | высокая точность |
| 4 | Class 4 | P4 | класс 4 | ABEC 7 | очень высокая точность |
| Т | нет прямого аналога | — | — | — | радиальные шариковые и роликовые, радиально-упорные шариковые |
| 2 | Class 2 | P2 | класс 2 | ABEC 9 | сверхвысокая точность |
Класс 6Х есть только у конических роликовых подшипников, в ISO он называется так же (6X). Набор классов в ISO уже, чем в ГОСТ: по данным справочника NSK, у метрических конических подшипников указывают классы Normal, 6X, 5 и 4, у упорных шариковых — Normal, 6, 5 и 4.
Шкала ABEC описывает допуски размеров и точность вращения. Материал, смазку, шум, вибрацию и ресурс она не характеризует, поэтому «ABEC 7» не гарантирует, что подшипник лучше другого такого же класса по остальным параметрам.
Характеристика классов точности
Нормальный класс (в обиходе «класс 0»)
Базовый класс для большинства задач. Его допусков хватает узлам общего назначения: конвейерам, редукторам, вентиляторам, электродвигателям без особых требований к шуму. Он самый доступный по цене и самый распространённый на рынке. В обозначении подшипника нормальный класс, как правило, не указывают.
Класс 6
Повышенная точность. Класс 6 выбирают, когда нужна более ровная работа, чем у нормального: электродвигатели с повышенными требованиями к шуму, коробки передач, узлы с высокой частотой вращения. Допуск на отклонение среднего диаметра отверстия здесь уже, чем у нормального класса, а радиальное биение заметно меньше (в примере из таблицы ниже, у конического подшипника, — в 2,5 раза).
Класс 5
Высокая точность. Подходит там, где важны малые биения и высокая частота вращения: шпиндели станков общего назначения, высокооборотные электроприводы, точные редукторы. Для колец класса 5 и выше потребитель может заказать отметку места наибольшего биения: по ней кольцо при монтаже можно сориентировать нужным образом.
Класс 4
Очень высокая точность. Типичная область: прецизионные шпиндели, измерительное и испытательное оборудование, узлы, где недопустимы вибрации. Требования к посадочным поверхностям вала и корпуса при этом заметно растут. Если вал или корпус обработаны неточно, преимущество подшипника пропадает.
Класс Т
Этот класс есть у радиальных шариковых и роликовых и радиально-упорных шариковых подшипников. По требованиям к шероховатости и ряду допусков стандарт относит его к одной группе с классами 4 и 2. Прямого аналога в ISO у него нет, поэтому для импортного эквивалента ориентируются на ближайшие классы по таблицам допусков и на указания изготовителя.
Класс 2
Самый высокий класс. Его используют в уникальном и измерительном оборудовании, гироскопах, эталонных узлах. Такие подшипники, как правило, выпускают небольшими партиями, и стоят они заметно дороже подшипников нормального класса.
Классы 0 и 6Х для конических подшипников
У конических роликовых подшипников есть два особых класса. Класс 0 в ГОСТ 520-2011 стоит ниже нормального. Класс 6Х по допускам диаметров колец совпадает с нормальным, но допуск ширины у него жёстче: например, для диаметра отверстия 30–50 мм допуск ширины внутреннего кольца у нормального класса составляет 0/−120 мкм, а у класса 6Х — 0/−50 мкм. Ширина влияет на осевое положение деталей в узле, а значит, и на регулировку зазора.
Что именно нормируют классы: допуски и шероховатость
Класс точности задаёт не одну цифру, а набор допусков: на диаметры отверстия и наружной поверхности, на ширину колец, на непостоянство размеров и на биения. Чтобы почувствовать разницу между классами, возьмём пример из ГОСТ 520-2011: внутреннее кольцо конического роликового подшипника с диаметром отверстия 50–80 мм.
| Класс | Отклонение среднего диаметра отверстия, мкм | Радиальное биение внутреннего кольца Kia, мкм (не более) |
|---|---|---|
| нормальный | 0 / −15 | 25 |
| 6 | 0 / −12 | 10 |
| 5 | 0 / −12 | 7 |
| 4 | 0 / −9 | 4 |
| 2 | 0 / −5 | 3 |
Источник: ГОСТ 520-2011, таблицы 16, 20, 23, 26 и 29 (конические роликовые подшипники). Для других типов подшипников и других диаметров значения отличаются, смотрите таблицы стандарта.
В этом примере допуск на диаметр отверстия между нормальным классом и классом 5 сузился всего на 3 мкм, а радиальное биение упало больше чем втрое. Поэтому выбор высокого класса обычно упирается именно в требования к биению, а не к размеру.
С классом растёт и требование к качеству поверхности. Для поверхности отверстия подшипников с диаметром до 80 мм стандарт ограничивает параметр шероховатости Ra так:
- нормальный класс: не более 1,25 мкм;
- классы 6Х, 6 и 5: не более 0,63 мкм;
- классы 4, Т и 2: не более 0,32 мкм.
Все эти параметры измеряют в нормальных условиях, при одинаковой температуре деталей и измерительных средств. Биение определяют индикатором за полный оборот кольца.
Обозначение класса точности: как определить по маркировке
В системе обозначений ГОСТ 3189-89 класс точности ставят слева от основного номера подшипника через тире. Нормальный класс обычно не пишут. Исключение: если слева от класса стоят другие знаки, например категория A или B, нуль указывают (В0-205). Вот как это выглядит:
- 205 — нормальный класс, он в обозначении не указывается;
- 6-205 — тот же типоразмер класса 6;
- 5-36208 — радиально-упорный шариковый подшипник класса 5.
У импортных подшипников класс обычно записывают суффиксом после номера: 6205 P6, 6205 P5, 6205 P4. Нормальный класс в таких обозначениях часто тоже не указывают. Производители используют собственные расширенные обозначения (например, дополнительные буквы и цифры для высокоточных серий), поэтому расшифровку суффиксов нужно смотреть в каталоге конкретного производителя.
Как определить класс точности, если маркировка стёрта или вызывает сомнения:
- Проверьте документацию и упаковку: в паспорте, сертификате и накладной должен быть указан полный номер подшипника.
- Сравните номер на кольце и на упаковке. Расхождение — повод усомниться в партии.
- Если параметры критичны, подшипник измеряют: диаметры, ширину и биение, и сравнивают результат с таблицами ГОСТ 520-2011 или ISO 492.
- По внешнему виду и на ощупь класс определить нельзя.
Как выбрать класс точности
Выбор класса — всегда компромисс между требованиями узла и ценой. Класс выше стоит дороже, а пользы от него нет, если остальные детали узла не дают такой же точности. Помогут пять вопросов:
- Какая скорость вращения? Чем выше обороты, тем важнее малое биение и качество поверхностей.
- Какие требования к вибрации и шуму? Для узлов с жёсткими нормами по шуму берут класс выше нормального.
- Нужна ли точность положения вала? Если радиальное и осевое смещение должно быть минимальным, нужен высокий класс.
- Каковы условия эксплуатации? Температура, смазка и чистота среды тоже влияют на работу узла, и высокий класс их не компенсирует.
- Точны ли посадочные места? Подшипник класса 5 или 4 на неточно обработанном валу или в корпусе не покажет своего преимущества. Требования к посадочным поверхностям задаёт ГОСТ 3325-85.
Ориентиры по типичным применениям (это ориентиры, а не нормативные требования; для конкретного узла следуйте документации производителя оборудования):
| Класс | Типичные узлы |
|---|---|
| нормальный | конвейеры, редукторы общего назначения, вентиляторы, электродвигатели без особых требований |
| 6 | электродвигатели с повышенными требованиями к шуму, коробки передач, узлы с повышенной частотой вращения |
| 5 | шпиндели станков общего назначения, высокооборотные электроприводы, точные редукторы |
| 4 | прецизионные шпиндели, измерительное и испытательное оборудование |
| 2 | эталонное оборудование, гироскопы, уникальные приборы |
Точность подшипника и точность узла
Итоговая точность механизма складывается не только из класса подшипника. Если подшипник работает как ролик в профиле (подъёмные механизмы, линейные системы, выдвижные секции), на ход влияют ещё зазор в паре «ролик — профиль», посадка оси и жёсткость самого профиля. У ряда серий этот зазор регулируют: подбором дистанционных шайб или поворотом эксцентриковой оси.
Поэтому при выборе таких подшипников полезно уточнить, по какой документации они изготовлены. ГОСТ 520-2011 не распространяется на подшипники специальных видов применения, и для таких серий допуски и требования к точности задаются технической документацией производителя.
Если вы подбираете решения для подъёмной и линейной техники, посмотрите разделы каталога: прецизионные подшипники, подшипники для больших нагрузок, профили серии U PR NbV и дистанционные шайбы.
Класс точности и радиальный зазор: не путать
Класс точности и группа радиального зазора (в обозначениях это CN, C3, C4 и подобные) — разные характеристики. Класс отвечает за допуски размеров и биение, а зазор показывает, насколько свободно кольца смещаются друг относительно друга внутри подшипника. Зазоры регламентирует отдельный стандарт, ГОСТ 24810-2013, и ГОСТ 520-2011 лишь отсылает к нему. Одно с другим не связано жёстко: подшипник нормального класса может иметь увеличенный зазор C3, а подшипник класса 5 — нормальный.
Частые вопросы
Действует ли ГОСТ 520-2011? Да. В России он введён с 1 июля 2012 года вместо ГОСТ 520-2002, поправки к нему выходили в 2013 и 2020 годах. Актуальный статус и текст стандарта с поправками можно проверить в Федеральном информационном фонде стандартов Росстандарта.
Сколько классов точности установлено для подшипников качения? Пять, шесть или семь, в зависимости от типа: пять у упорных, шесть у радиальных шариковых и роликовых и радиально-упорных шариковых, семь у конических роликовых. Подробности в таблице выше.
Чем P5 отличается от ABEC 5? Это сопоставимые по уровню допусков обозначения разных систем: P5 используется в ISO и DIN, ABEC 5 — в стандартах американской ассоциации ABMA. Соответствие приблизительное, и ABEC не описывает материал, смазку и шум.
Можно ли заменить подшипник класса 6 на нормальный? Присоединительные размеры у них одинаковы, но биение у нормального класса выше. Если узел рассчитан на класс 6, замена на нормальный может увеличить вибрацию и шум. Обратная замена, на более высокий класс, обычно допустима по размерам, но не всегда оправдана по цене.
Класс точности влияет на грузоподъёмность? Нет, не напрямую. Грузоподъёмность и ресурс считают по отдельным стандартам (ГОСТ 18854-2013, ГОСТ 18855-2013), и зависят они от конструкции подшипника.
Какой класс точности самый распространённый? Нормальный, в обиходе «класс 0». Его хватает для большей части общепромышленных узлов.
Заключение
Класс точности подшипника показывает, насколько строго выдержаны размеры и биение, и выбирать его нужно под задачу узла, а не «по максимуму». В России действует ГОСТ 520-2011: у радиальных шариковых и роликовых это классы нормальный, 6, 5, 4, Т и 2, у конических и упорных набор свой. Для сравнения с импортными подшипниками пользуйтесь таблицей соответствия с ISO, DIN, JIS и ABEC, а конкретные допуски проверяйте по таблицам нужного стандарта.
Нужны подшипники и комплектующие для подъёмной и линейной техники? Посмотрите каталог подшипников Winkel или обратитесь к нашим специалистам, и мы поможем подобрать решение под ваш узел.