Однорядные и двухрядные радиальные шарикоподшипники: основные различия и выбор

Когда промышленный насос выходит из строя дважды за квартал, решение о замене переходит от обычного заказа запчастей к инженерному решению. Обычно первый вопрос заключается в том, следует ли устанавливать однорядный или двухрядный радиальный шарикоподшипник. Короткий ответ: оставьте одну строку по умолчанию потому что он работает быстрее, холоднее и тише при том же размере отверстия, и выбирайте двухрядный вариант только тогда, когда вам нужна значительно более высокая радиальная нагрузка, дополнительная жесткость или лучшая устойчивость к опрокидывающим моментам в отверстии корпуса, которое вы не можете увеличить.

Что отличает однорядные и двухрядные радиальные шарикоподшипники

Геометрия определяет каждую разницу в производительности между двумя типами. Однорядный радиальный шарикоподшипник несет один ряд шариков в глубоких непрерывных канавках дорожки качения, притертых к обоим кольцам. Глубокие канавки позволяют ему воспринимать умеренные осевые нагрузки в любом направлении, а также радиальные нагрузки, поэтому этот формат доминирует в электродвигателях, насосах, редукторах и бытовой технике. Знакомые семейства — серии 6000, 6200, 6300, 6400, 6800 и 6900.

Двухрядный радиальный шарикоподшипник размещает два ряда шариков рядом друг с другом на общем внутреннем и наружном кольцах. По сути, он ведет себя как два однорядных подшипника, объединенных в один более широкий пакет. При том же диаметре отверстия двухрядный агрегат шире и тяжелее, а нагрузка распределяется примерно на вдвое большее количество шариков. Настоящие двухрядные серии с глубокими канавками, семейства 42xxx и 43xxx, производятся, но они гораздо реже имеются на складе, чем однорядные.

Заслуживает внимания одна ловушка при закупках: многие каталоги, рекламирующие двухрядные радиальные шарикоподшипники, на самом деле предлагают двухрядные радиально-упорные шарикоподшипники, например серии 5200, 5300 или 3000A. Дорожки качения с угловым контактом меняют баланс нагрузки и скорости, и эта разница влияет на номинальные характеристики. Прежде чем заказывать, подтвердите, какую геометрию требует чертеж запасной части, поскольку эти два типа не являются взаимозаменяемыми при расчете срока службы.

Грузоподъемность: реальная причина рассмотреть двухрядный вариант

Радиальная нагрузка

Радиальная нагрузка – это то, где двойной ряд заслуживает своего внимания. Для того же отверстия двухрядный шарикоподшипник повышает базовую динамическую нагрузку C примерно на 40–70 процентов по сравнению с однорядным, поскольку нагрузку разделяет примерно вдвое больше шариков. Цена — ширина: двойной ряд обычно на одну треть или более половины шире, чем одинарный ряд того же отверстия. Если в корпусе достаточно места, вы получаете значительно более прочную точку опоры без изменения диаметра вала.

В таблице ниже сравниваются типичные пары отверстий диаметром 25 мм, чтобы показать масштаб компромисса.

Для валов диаметром примерно от 25 до 60 мм Однорядные радиальные шарикоподшипники серии 6200 из каталога охватывают большинство позиций промышленной замены и являются отправной точкой, по которой следует оценивать любой двойной ряд.

Производители радиальных шарикоподшипников серии 6200 на заказ, завод Компания Shanghai Yinin Bearing & Transmission Company - это китайские производители радиальных шарикоподшипников серии 6200 и изготовленные на заказ радиальные шарикоподшипники серии 6200... Посмотреть продукт →

Прежде чем переходить к двойной строке, проверьте, решает ли одинарная строка большего размера проблему с меньшими компромиссами. А Радиальный шарикоподшипник серии 6300 Модель 6305 с диаметром отверстия 25 мм достигает динамических показателей, близких к модели 5205, сохраняя при этом запас скорости одного ряда за счет большего отверстия корпуса.

Производители радиальных шарикоподшипников серии 6300 на заказ, завод Компания Shanghai Yinin Bearing & Transmission Company - это китайские производители радиальных шарикоподшипников серии 6300 и изготовленные на заказ радиальные шарикоподшипники серии 6300... Посмотреть продукт →

Осевая и моментная нагрузка

Однорядные радиальные подшипники выдерживают умеренные осевые нагрузки в обоих направлениях благодаря своим высоким симметричным заплечикам дорожек качения. Двойной ряд увеличивает общую осевую нагрузку для одного и того же отверстия, но прирост скромен, поскольку каждый ряд вносит свой вклад отдельно. Если машина испытывает большую осевую нагрузку только в одном направлении, лучшим решением обычно является однорядный радиально-упорный подшипник или упорный подшипник.

Момент сопротивления – это совсем другая история. Широкое расположение точек контакта шариков в двойном ряду обеспечивает гораздо большую устойчивость к опрокидывающим моментам. Этим преимуществом пользуются подвесные шкивы, консольные рабочие колеса и короткие валы коробки передач. Один ряд одного и того же отверстия действует как узкий шарнир и больше прогибается под действием той же моментной нагрузки.

Скорость, трение и рабочая температура

Скорость – это то, где один ряд дает отпор. Два ряда означают больше шариков, большее сопротивление качению, большее сбивание смазки и больший нагрев. При том же диаметре отверстия и смазке предельная скорость двухрядного привода обычно оказывается на 20–35 процентов ниже значения однорядного. При 3000 об/мин у стандартного мотора разница несущественна; в высокоскоростном вентиляторе или шпинделе решает подшипник.

Момент трения подчиняется той же схеме. Двойной ряд потребляет немного больше мощности привода и нагревается на несколько градусов выше. В термочувствительных устройствах, пластиковых вентиляторах, пищевом оборудовании и обмотках небольших двигателей тепловой зазор меняет расчет надежности. Если вам необходимо использовать двойной ряд вблизи верхней границы диапазона, укажите зазор C3, выберите смазку, соответствующую рабочей температуре, и проверьте повышение температуры корпуса во время ввода в эксплуатацию.

Жесткость, допуск на несоосность и шум

Жесткость

При измерении прогиба двойной ряд выигрывает в большинстве схем опор вала. Широкий контактный разброс препятствует изгибу вала и удерживает ось вала устойчиво, поэтому в механизмах подачи станков, подъемных барабанах, валах рабочих колес появляются двухрядные шарикоподшипники. Пара однорядных подшипников, предварительно нагруженных друг относительно друга, может соответствовать этой жесткости, но такая конструкция стоит дороже и занимает больше места в корпусе.

Допуск на перекос

Однорядные радиальные подшипники допускают угловое смещение вала в несколько угловых минут, в зависимости от зазора и нагрузки. Двухрядные конструкции с глубокими канавками менее щадящие: несоосность сильно нагружает один ряд и быстро сокращает срок службы. Если корпус прогибается или вал отклоняется, останьтесь с одним рядом или переключитесь на самовыравнивающийся тип, а не вставляйте двойной ряд в несоосное отверстие.

Вибрация и шум

Для бесшумного оборудования однорядный ряд является более безопасным выбором. Меньшее количество шариков взаимодействует с дорожками качения, а огромный объем рынка однорядных подшипников означает, что найти малошумные сепараторы, смазки и покрытия для дорожек качения становится проще. Двухрядные подшипники демонстрируют несколько более высокий уровень вибрации, особенно на умеренных скоростях. В бытовой технике, медицинском оборудовании и офисной автоматизации оставляйте один ряд, если запас по нагрузке не требует использования двух рядов.

Приложения, подходящие для каждого типа

Однорядные радиальные шарикоподшипники охватывают большую часть вращающегося оборудования: электродвигатели, насосы, компрессоры, вентиляторы, конвейерные ролики, редукторы и общепромышленные приводы. Одни и те же семейства используются в автомобильном секторе в приводах вспомогательных агрегатов, трансмиссиях и узлах колесных пар; компании страница автомобильной промышленности документирует эти монтажные контексты.

Двухрядные шарикоподшипники используются там, где радиальная нагрузка высока по сравнению с размером вала, а отверстие корпуса не может увеличиваться: компактные коробки передач, подъемники и шкивы, сельскохозяйственное оборудование, текстильное оборудование и печатные станки. Герметичные двухрядные агрегаты ценятся в местах, где доступ для обслуживания затруднен.

При ежедневной замене номера деталей, которые чаще всего используются в качестве заменителей двухрядных деталей с глубокими канавками, относятся к сериям 5200 и 5300. Двухрядные радиально-упорные шарикоподшипники серии 5200 обеспечивают такую же компактность и высокую радиальную нагрузку, а определенный угол контакта добавляет предсказуемую осевую нагрузку. Когда на чертеже указан двухрядный шарикоподшипник для положения с умеренной скоростью и высокой нагрузкой, это обычный ответ.

Производители двухрядных радиально-упорных шарикоподшипников серии 5200, Facto Шанхайская компания по подшипникам и трансмиссиям Yinin - это китайские производители двухрядных радиально-упорных шарикоподшипников серии 5200 и заказные 5200... Посмотреть продукт →

Практический контрольный список выбора

Выполните эти шаги по порядку, и вопрос о количестве строк обычно ответит сам собой.

1. Рассчитайте реальную радиальную и осевую нагрузку, включая ударные нагрузки, а также требуемый срок службы L10 для данного применения.
2. Сравните рабочую скорость и максимальную температуру с предельной скоростью каждого кандидата.
3. Измерьте имеющуюся ширину и отверстие корпуса. Ограничения ширины отдают предпочтение одной строке; ограничения по диаметру отверстия благоприятствуют использованию двойного ряда.
4. Оцените несоосность вала и корпуса. Ожидаемое смещение более чем на несколько угловых минут исключает наличие двойного ряда.
5. Проверьте пределы шума и вибрации, указанные в спецификации оборудования.
6. Проверьте наличие и время выполнения. Однорядные подшипники входят в стандартную комплектацию большинства семейств 6000, 6200 и 6300; Для получения двухрядных серий часто требуется больше времени.

В таблице ниже подведены итоги сравнения.

Для большинства машин однорядный радиальный шарикоподшипник — правильная отправная точка . Он надежен, экономичен и прост в добыче. Если расчет срока службы показывает, что однорядный блок не достигнет требуемого номинала в доступном диапазоне, перейдите к двухрядному или к герметичному двухрядному угловому контактному блоку, если доступ к смазке затруднен.

Прежде чем окончательно определить номер детали, просмотрите Руководство по выбору радиального подшипника и Руководство по сравнению радиально-упорных подшипников ; оба объясняют рейтинги и операционные ограничения, которые имеют значение во время закупок. Компания Shanghai Yinin Bearing & Transmission Company поставляет семейства однорядных и двухрядных шарикоподшипников по всему каталогу, поэтому инженеры и специалисты по закупкам могут сравнивать реальное наличие на складе, а не работать с теоретическими страницами.