Чем отличаются цилиндрические подшипники N, NU, NJ и NUP?

У цилиндрических роликовых подшипников N, NU, NJ и NUP различается расположение бортиков на кольцах. N и NU позволяют кольцам перемещаться относительно друг друга вдоль оси в пределах конструкции и служат плавающими радиальными опорами. NJ может воспринимать осевую силу одного направления, а NUP — обоих направлений в установленных пределах. Поэтому замена букв меняет функцию опоры, даже если наружные размеры совпадают.

Что делают ролики и бортики

Цилиндрические ролики передают основную радиальную нагрузку через протяжённые контакты с дорожками. Бортики направляют комплект роликов. При соответствующем расположении бортиков осевое усилие передаётся через контакт торца ролика и бортика. Условия в этом контакте отличаются от радиального качения: важны трение, смазывание и выделение тепла.

Разъёмность многих исполнений удобна при монтаже: кольцо без удерживающих бортиков можно устанавливать отдельно от комплекта роликов. Но разъёмность не означает, что любые кольца одинакового размера разрешено смешивать. Внутренние диаметры дорожек, профиль роликов и другие параметры зависят от исполнения.

Таблица различий N, NU, NJ и NUP

Тип	Расположение бортиков	Осевая функция
N	Два бортика на внутреннем кольце, наружное без бортиков	Внутреннее осевое перемещение в обе стороны; осевую нагрузку не воспринимает
NU	Два бортика на наружном кольце, внутреннее без бортиков	Внутреннее осевое перемещение в обе стороны; осевую нагрузку не воспринимает
NJ	Два бортика на наружном и один на внутреннем кольце	Ограничивает относительное смещение и воспринимает осевую силу в одном направлении
NUP	Два бортика на наружном; один цельный бортик и отдельное упорное кольцо на внутреннем	Осевое фиксирование в обоих направлениях при правильном закреплении и допустимой нагрузке

Таблица относится к указанным базовым конструкциям. Для NJ направление фиксации зависит от ориентации установленного подшипника. У NUP отдельное упорное кольцо является функциональной деталью: без него сборка не выполняет назначение NUP. Способ прижатия и закрепления этого кольца проверяют по чертежу.

Почему N и NU ставят в плавающую опору

При нагреве вал и корпус удлиняются неодинаково. Если обе опоры жёстко запретят относительное осевое движение, возникнут дополнительные силы. В схеме с фиксирующей и плавающей опорами одна задаёт осевое положение вала, а другая позволяет компенсировать разницу удлинений. У N и NU это движение происходит внутри подшипника между дорожкой без бортиков и комплектом роликов.

Например, одна сторона вала редуктора может иметь подходящую фиксирующую опору, а на другой используют NU для радиальной поддержки и осевого перемещения. Это позволяет сохранять требуемые посадки колец и получать движение внутри подшипника. Но доступный ход конечен: его проверяют по конкретной модели, длине дорожки и компоновке соседних деталей.

Осевое фиксирование не равно неограниченной осевой грузоподъёмности

Бортики NJ и NUP обеспечивают передачу осевого усилия, однако радиальная каталожная грузоподъёмность C не является допустимой осевой силой. Проверка осевой нагрузки учитывает конструкцию контакта, скорость, смазку, охлаждение и другие условия. У специальных исполнений возможности могут отличаться, поэтому универсальную долю от C или C0 назначать нельзя.

Если узел постоянно несёт значительную осевую силу, нужно сравнить цилиндрическую опору с подходящими радиально-упорными, коническими или упорными конструкциями. Допустимость решения подтверждают данными изготовителя. Само наличие упорного кольца у NUP не превращает его в замену любому упорному подшипнику.

Что произойдёт при замене «только по размерам»

Установка NUP вместо NU может убрать предусмотренную возможность осевого перемещения и создать лишнюю связь в двухопорной системе. Обратная замена способна лишить вал необходимой осевой фиксации. Перестановка NJ другой стороной изменит направление воспринимаемой осевой силы. Эти последствия не выявляются сравнением трёх габаритных размеров.

Даже N и NU нельзя считать безусловно взаимозаменяемыми: меняется кольцо, с которым остаются ролики, последовательность сборки и совместимость с соседними деталями. Дополнительные суффиксы могут различать внутреннюю конструкцию, сепаратор, зазор и точность. Кольца разных исполнений не смешивают без прямого разрешения производителя.

Проверка перед заказом

• Найдите в чертеже фиксирующую и плавающую опоры.
• Сверьте расположение бортиков и ориентацию NJ или NUP.
• Уточните требуемое осевое перемещение при нагреве.
• Для осевой силы проверьте специальные ограничения изготовителя.
• Сохраните полное обозначение и состав разъёмного комплекта.

Частые вопросы

NU вообще не удерживает вал?

Он поддерживает вал радиально. Осевое положение в предусмотренной схеме задаёт другая опора; свободное осевое движение NU — полезная функция.

Можно убрать отдельное кольцо NUP для получения NJ?

Произвольно менять комплект нельзя. Конструкция и размеры деталей должны соответствовать разрешённому изготовителем исполнению и схеме узла.

Осевой ход N или NU бесконечный?

Нет. Он ограничен геометрией дорожек и узла. Требуемое тепловое перемещение сравнивают с доступным ходом конкретного подшипника.

Первичные источники

NTN — Cylindrical Roller Bearings, таблица конструкций; NSK — цилиндрические роликовые подшипники.

Продолжить изучение

• Что такое радиальная и осевая нагрузка на подшипник?
• Как выбрать игольчатый подшипник с кольцом или без него?
• Как выбрать посадку подшипника на вал и в корпус?
• Что означает зазор CN, C3 и C4 на подшипнике?
• Как выбрать подшипники для редуктора?
• Чем отличаются фиксирующая и плавающая опоры вала?
• Можно ли разобрать подшипник и собрать его обратно?

Как разобраться в подшипниках? Учебник от основ до заказа

Предыдущий урок: Для чего нужны упорные подшипники и как их выбирать?. Следующий урок: Как устроены конические роликовые подшипники?.