В каких случаях используются двухрядные шарикоподшипники?

Основная причина, по которой для этих применений выбираются двухрядные шарикоподшипники

Двухрядный шарикоподшипник имеет два ряда шариков, расположенных рядом друг с другом внутри одного наружного кольца, что эффективно удваивает количество несущих нагрузку точек контакта по сравнению с однорядным радиальным подшипником той же ширины. Согласно рекомендациям по конструкции подшипников, опубликованным основными организациями по стандартизации подшипников, такими как ISO и ABMA, такая конфигурация позволяет подшипнику примерно выдерживать радиальные нагрузки. на 60-90 процентов выше чем эквивалентный однорядный подшипник, занимающий ту же осевую площадь.

Именно из-за более высокой плотности нагрузки двухрядные подшипники используются в машинах, где пространство ограничено, но требования к нагрузке значительны, например, в компактных коробках передач, валах двигателей и узлах ступиц колес. Эта конструкция также имеет тенденцию работать при более низкой температуре на высокой скорости, чем некоторые альтернативы роликовым подшипникам эквивалентной мощности, поскольку шарикоподшипники создают меньшее трение, чем ролики, в условиях умеренной нагрузки.

Электродвигатели и генераторы

Двухрядные шарикоподшипники широко используются для поддержки вала ротора в электродвигателях малого и среднего размера, включая двигатели, используемые в вентиляторах, насосах и бытовой технике. Два ряда шариков помогают подшипнику выдерживать как радиальную нагрузку от веса ротора, так и незначительное осевое усилие, вызванное несоосностью вала или давлением воздушного потока лопастей вентилятора.

Производители двигателей обычно выбирают двухрядные конструкции, когда диаметр вала ограничен корпусом двигателя, но применение по-прежнему требует более длительного срока службы при непрерывной работе, поскольку дополнительные точки контакта уменьшают напряжение на шарик по сравнению с однорядной конструкцией, несущей ту же нагрузку.

Ступицы автомобильных колес и компоненты рулевого управления

В транспортных средствах двухрядные шарикоподшипники используются в ступичных узлах колес, рулевых колонках и некоторых компонентах трансмиссии. Подшипники ступиц колес, в частности, должны выдерживать комбинацию радиальной нагрузки от веса автомобиля и осевой нагрузки от поворотных сил, что делает двухрядную конфигурацию практичной.

Ступицы колес в сборе

Во многих ступицах передних колес легковых автомобилей используются двухрядные радиально-упорные шарикоподшипники, поскольку они могут воспринимать комбинированную нагрузку от торможения, ускорения и поворота в одном компактном блоке, устраняя необходимость в отдельных внутренних и внешних подшипниках.

Тяги рулевого управления и подвески

Двухрядные подшипники также используются в узлах поворотных кулаков и некоторых точках поворота подвески, где постоянная радиальная поддержка при повторяющихся изменениях направленной нагрузки имеет решающее значение для точности рулевого управления и уменьшения люфта с течением времени.

Промышленные коробки передач и редукторы скорости

Производители коробок передач часто используют двухрядные шарикоподшипники для входного и выходного валов, где вал должен противостоять силам зацепления шестерни, действующим как в радиальном, так и в осевом направлении. А Двухрядные шарикоподшипники Блок, расположенный в точке опоры вала шестерни, может уменьшить прогиб вала, что, в свою очередь, повышает точность контакта зубьев шестерни и снижает шум во время работы.

Это особенно актуально в системах с косозубыми зубчатыми колесами, где расположенные под углом зубья шестерни естественным образом создают осевую тягу в дополнение к радиальной нагрузке. Однорядный радиальный подшипник может с трудом справиться с этой комбинированной нагрузкой без вторичного упорного подшипника, в то время как двухрядная конструкция часто справляется с обеими нагрузками в одном компоненте.

Сельскохозяйственная и строительная техника

Сельскохозяйственное оборудование, такое как комбайны, пресс-подборщики и почвообрабатывающее оборудование, часто работает в пыльных условиях с высокой вибрацией, где долговечность подшипников при ударных нагрузках имеет решающее значение. В этих машинах обычно используются двухрядные шарикоподшипники, поскольку двойная контактная поверхность распределяет внезапные ударные нагрузки, например, возникающие из-за неровной поверхности поля, на большее количество шариков, а не концентрирует нагрузку на одном ряду.

• Поворотные валы культиватора, где сопротивление почвы создает переменные радиальные нагрузки.
• Роликовые опоры пресс-подборщика, которые испытывают повторяющиеся циклические нагрузки во время циклов сжатия.
• Натяжные ролики конвейера на уборочной технике, которым необходимо постоянное вращение при переменной массе материала.

Строительная техника, включая компактные погрузчики и поворотные механизмы экскаваторов, использует аналогичные конфигурации двухрядных подшипников по той же причине, поскольку оборудование в этих отраслях редко используется в чистых условиях с низким уровнем вибрации.

Текстильное оборудование и высокоскоростные шпиндели

Оборудование для текстильного производства, такое как прядильные машины и намоточные машины, часто работает на очень высоких скоростях вращения шпинделей в течение длительного периода времени. Здесь используются двухрядные шарикоподшипники, поскольку они обеспечивают стабильную радиальную опору на высоких оборотах, сохраняя при этом низкие потери на трение, что важно для машин, которые непрерывно работают в производственных условиях.

Поставщики подшипников обычно отмечают, что уменьшенная осевая площадь двухрядной конструкции также позволяет производителям текстильного оборудования сохранять компактность шпиндельных узлов, что обеспечивает меньшее расстояние между шпинделями и более высокую общую плотность производства на одну машину.

Насосы и оборудование для перекачки жидкостей

В центробежных и ротационных насосах используются двухрядные шарикоподшипники для поддержки вала рабочего колеса как против радиальной нагрузки от веса вала, так и от осевого давления, создаваемого разницей давления жидкости на рабочем колесе. Такая комбинированная нагрузка является одной из основных причин, по которой производители насосов избегают использования двух отдельных однорядных подшипников в этом положении, поскольку двухрядный подшипник уменьшает количество компонентов и потенциальных точек смещения в сборе вала.

Сравнение двухрядных шарикоподшипников с подшипниками других типов

В таблице ниже показано, как двухрядные шарикоподшипники сравниваются с обычными альтернативами по факторам нагрузки и пространства, наиболее важным для выбора.

Это сравнение, согласующееся с общими рекомендациями по выбору подшипников, опубликованными в документации по стандартам ISO, показывает, почему двухрядные шарикоподшипники занимают золотую середину: их выбирают специально, когда инженерам требуется большая радиальная способность, чем однорядный подшипник, но они не могут сэкономить дополнительную осевую длину, которая требуется для роликовых подшипников или парных радиально-упорных контактных групп.

Ключевые факторы выбора при выборе двухрядного шарикоподшипника

Инженеры обычно оценивают несколько основных факторов, прежде чем выбрать двухрядный шарикоподшипник для нового применения.

1. Ожидаемый диапазон радиальных нагрузок и любые периодические ударные нагрузки, которым будет подвергаться вал.
2. Рабочая скорость, поскольку приложения с более высокой частотой вращения требуют более жесткого контроля допусков и соответствующих интервалов смазки.
3. Доступное осевое пространство внутри корпуса или узла вала.
4. Воздействие окружающей среды, включая пыль, влажность или экстремальные температуры, которые влияют на выбор типа уплотнения.

Наш Двухрядные шарикоподшипники производятся с учетом данного диапазона условий эксплуатации; в зависимости от условий применения доступны герметичные и экранированные варианты, что делает их пригодными для использования в двигателях, автомобильной, сельскохозяйственной и промышленной технике, описанных выше.