Принципиальное отличие состоит в том, что двухрядный шарикоподшипник содержит два параллельных ряда шариков внутри одного внешнего кольца , а одна строка содержит один. Это структурное различие приводит к существенно разной грузоподъемности, осевой жесткости, требованиям к пространству и пригодности для применения. Двухрядный подшипник того же наружного диаметра, что и однорядный, обеспечивает примерно Радиальная нагрузка в 1,5–2 раза выше и гораздо большую осевую жесткость — но за счет увеличения ширины, веса и немного снижения максимальной рабочей скорости. Однорядные подшипники лучше подходят для высокоскоростных применений с низкой нагрузкой; двухрядные подшипники для более тяжелых комбинированных нагрузок в условиях ограниченного осевого пространства.
Параллельное техническое сравнение
| Недвижимость | Один ряд | Двойной ряд |
| Радиальная нагрузка | Базовый уровень (1 ×) | в 1,5–2 раза выше |
| Осевая нагрузка | Умеренный (одно направление на подшипник) | Оба направления одновременно |
| Осевая жесткость | Нижний | Значительно выше |
| Осевая ширина | Узкий | Шире (обычно в 1,5–2 раза одинарный) |
| Максимальная скорость | Высшее | Нижний (typically 10–20% less) |
| Моментная обработка нагрузки | Бедный | Хорошо |
| Допуск на перекос | Ограниченный (глубокая канавка: 0,2°) | Высшее (self-aligning: 2–3°) |
| Вес и стоимость | Нижний | Высшее |
Техническое сравнение однорядных и двухрядных шарикоподшипников по ключевым параметрам производительности
Структурная разница: что меняется между одним и двумя рядами
В однорядном радиальном шарикоподшипнике один комплект шариков проходит между одной внутренней канавкой дорожки качения и одной внешней канавкой дорожки качения. Контакт между каждым шариком и дорожкой качения представляет собой небольшую эллиптическую область — общая нагрузка распределяется по этой единственной линии шариков.
В двухрядном подшипнике два таких набора дорожек качения расположены рядом внутри одного наружного кольца. Внешнее кольцо шире, а на внутреннем кольце имеются две отдельные канавки дорожки качения, выполненные на точном расстоянии. При приложении осевой нагрузки один ряд воспринимает усилие в одном направлении, а второй ряд — в противоположном. Именно поэтому двухрядные подшипники справляются с нагрузкой. двунаправленная осевая нагрузка в одном блоке в то время как однорядный радиальный подшипник воспринимает осевую нагрузку одновременно только в одном направлении.
В двухрядных радиально-упорных шарикоподшипниках два ряда имеют конфигурацию «спина к спине» (О-образное расположение) или «лицевая сторона» (Х-образное расположение). Расположение «спина к спине» обеспечивает большую устойчивость к моментным (наклонным) нагрузкам, что делает его предпочтительной конфигурацией для шпинделей станков и узлов ступиц колес. Расположение «лицом к лицу» более устойчиво к прогибам и несоосности вала.
Грузоподъемность: разница в цифрах
Для иллюстрации на конкретном примере: однорядный радиальный шарикоподшипник 6208 (диаметр внутреннего диаметра 40 мм, внешний диаметр 80 мм) имеет номинальную динамическую нагрузку (C) примерно 29 кН . Эквивалентный двухрядный подшипник в том же корпусе — серия 4208 — выдерживает номинальную динамическую нагрузку примерно 46 кН — увеличение радиальной мощности на 59% без увеличения наружного диаметра.
Это преимущество несущей способности является причиной использования двухрядных подшипников в следующих случаях:
- Требуемая грузоподъемность превышает то, что может обеспечить доступный размер одного ряда.
- Отверстие корпуса не может быть увеличено для установки однорядного подшипника большего размера.
- Для восприятия осевых нагрузок необходимы два отдельных однорядных подшипника, но для их отдельной установки недостаточно места в осевом направлении.
Скорость: где преимущество имеет один ряд
Более широкая геометрия и большее количество тел качения в двухрядный подшипник выделяют больше тепла на высокой скорости, что ограничивает максимально допустимую скорость по сравнению с эквивалентным однорядным подшипником. Для однорядного подшипника 6208 эталонная скорость составляет примерно 12 000 об/мин; для эквивалентного двухрядного 4208 она составляет примерно 9500 об/мин — снижение примерно на 20%.
Для таких применений, как небольшие электродвигатели, высокоскоростные шпиндели и прецизионные инструменты, где рабочая скорость превышает 8 000–10 000 об/мин, однорядные подшипники остаются предпочтительным выбором — часто в паре в дуплексном исполнении (два однорядных радиально-упорных подшипника, установленных спина к спине), когда также требуется комбинированная обработка нагрузки.
Когда выбирать однорядный или двухрядный
Используйте это руководство для принятия решений, чтобы выбрать подходящий тип подшипника:
- Выберите одну строку когда: основная нагрузка радиальная с минимальной осевой составляющей; рабочая скорость высокая (свыше 8 000–10 000 об/мин); осевое пространство обильное; вес и стоимость должны быть минимизированы; или в приложении используется дуплексный монтаж двух однорядных радиально-упорных подшипников.
- Выберите двойной ряд когда: комбинированные радиальные и двунаправленные осевые нагрузки должны восприниматься одним устройством; присутствуют моментные нагрузки от вылета вала или эксцентричной нагрузки; два отдельных однорядных подшипника не могут поместиться в имеющееся осевое пространство; или необходимо компенсировать перекос вала (самовыравнивающийся двухрядный)
