Как используются двухрядные шарикоподшипники?

Двухрядные шарикоподшипники используются в приложениях, требующих более высокая радиальная нагрузка, большая осевая жесткость и способность выдерживать комбинированные радиальные и осевые нагрузки в компактном осевом пространстве. — потребности, которым не может полностью удовлетворить однорядный подшипник. Два ряда шариков, расположенных рядом внутри одного наружного кольца, эффективно удваивают допустимую радиальную нагрузку по сравнению с эквивалентным однорядным подшипником, одновременно добавляя значительную осевую жесткость. Общие области применения включают электродвигатели, шпиндели станков, ступицы автомобильных колес, коробки передач, сельскохозяйственную технику и конвейерные системы — там, где интенсивность нагрузки, жесткость вала или требования к комбинированной нагрузке превышают возможности однорядной конструкции.

Электродвигатели и валы генераторов

Двухрядные шарикоподшипники широко используются на неприводной стороне электродвигателей, особенно в средних и больших размерах корпуса, где подшипник должен выдерживать радиальный вес вала ротора в сочетании с осевыми силами, создаваемыми дисбалансом ротора и тепловым удлинением вала. Двухрядный радиальный шарикоподшипник на неприводной стороне обеспечивает осевое положение, необходимое для управления вращением вала, сохраняя при этом плавное вращение с низким коэффициентом трения при скоростях двигателя, которые обычно находятся в диапазоне от 1500 до 6000 об/мин.

Для таких применений, как вентиляторы, насосы и компрессоры систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха, где двигатель работает непрерывно, а замена подшипников обходится дорого, увеличенный срок службы за счет более высокого распределения нагрузки двухрядного подшипника сокращает интервалы технического обслуживания и общую стоимость владения.

Шпиндели станков и оборудование для прецизионной обработки

В станках со шпинделями — токарных, фрезерных станках, шлифовальных шпинделях и обрабатывающих центрах — двухрядные радиально-упорные шарикоподшипники являются стандартным решением для задней части шпинделя (нережущего конца). Двухрядная конструкция обеспечивает:

• Высокая жесткость по отношению к осевым силам от возвратно-поступательного зацепления инструмента и теплового роста шпинделя
• Компактная осевая опора, которая минимизирует вылет шпинделя и максимально увеличивает соотношение жесткости и пространства.
• Операция с предварительным натягом, исключающая люфт и сохраняющая точность размеров обрабатываемых деталей.

В высокоскоростных обрабатывающих центрах двухрядные цилиндрические роликоподшипники в задней части шпинделя часто комбинируются с двухрядными радиально-упорными шарикоподшипниками в передней части — такое тандемное расположение воспринимает как радиальные силы резания, так и осевые позиционирующие нагрузки, возникающие при работе шпинделя.

Ступицы автомобильных колес и поворотные кулаки

Современный автомобильный подшипниковый узел ступицы колеса — компонент, который соединяет колесо с вертикальной подвеской — построен на основе двухрядных радиально-упорных шарикоподшипников, расположенных по X-образной схеме (спина к спине или лицом к лицу). Такая геометрия выбрана специально потому, что подшипники колес автомобиля должны одновременно выдерживать:

• Радиальные нагрузки от веса автомобиля и сил дорожного покрытия
• Двунаправленные осевые нагрузки от поворотных сил, которые меняют направление в зависимости от поворота
• Моментные нагрузки от рычага между пятном контакта колеса и центром подшипника

Ни один однорядный подшипник не может надежно выдерживать такое сочетание нагрузок в течение типичного срока службы ступичного подшипника, составляющего 150 000–250 000 км. Герметичная, предварительно смазанная двухрядная ступица исключает необходимость смазки на месте и обеспечивает решение, не требующее технического обслуживания, в течение всего срока службы автомобиля.

Коробки передач и силовая передача

В промышленных и автомобильных коробках передач двухрядные шарикоподшипники используются на валах шестерен, которые испытывают высокие радиальные нагрузки от сил зацепления шестерен в сочетании с осевым усилием от действия косозубых шестерен. Двухрядные радиальные шарикоподшипники могут выдерживать комбинированную нагрузку в одном компактном блоке, что особенно ценно в конструкциях коробок передач, где осевое пространство между ступенями передач ограничено и установка двух отдельных однорядных подшипников невозможна.

Сельскохозяйственные редукторы, используемые в тракторах, комбайнах и почвообрабатывающем оборудовании, в значительной степени полагаются на двухрядные шарикоподшипники из-за сильно изменяющихся условий нагрузки: подшипники должны выдерживать ударные нагрузки от ударов о камни и твердую почву, выдерживать высокие радиальные нагрузки во время работы и широкий температурный цикл от холодного запуска до горячих условий эксплуатации.

Конвейерные системы и погрузочно-разгрузочное оборудование

В приводах конвейерных лент, натяжных роликах и сортировочном оборудовании двухрядные шарикоподшипники используются в натяжных шкивах и приводных барабанах, которые испытывают постоянную высокую радиальную нагрузку из-за натяжения ремня в сочетании с несоосностью из-за теплового расширения и отклонения рамы. Самоцентрирующиеся двухрядные шарикоподшипники особенно ценятся на конвейерах, поскольку они выдерживают перекос валов до 2–3 градусов без создания внутреннего напряжения или краевой нагрузки на дорожки качения подшипников — важнейшая функция в длинных конвейерных системах, где идеальное выравнивание валов на нескольких опорных рамах непрактично.

Сводка приложений по отраслям