Двухрядные подшипники качения: что это такое, виды и применение

Двухрядный подшипник качения — это механический опорный узел, в котором рабочие элементы (шарики или ролики) расположены в два параллельных контура. Этот тип опор занимает промежуточное положение между компактными однорядными и тяжелыми многорядными узлами. Его главная задача — увеличить грузоподъемность механизма при сохранении умеренных радиальных габаритов.

Инженерная архитектура узла

Базовая сборка включает внутреннее и наружное кольца, между которыми размещены два контура тел качения. Пространственную фиксацию элементов чаще всего обеспечивают два отдельных сепаратора, реже — один сдвоенный. Такая компоновка равномерно распределяет контактное давление на увеличенную рабочую площадь.

Второй ряд рабочих элементов пропорционально повышает жесткость опоры. Узел лучше сопротивляется изгибающим моментам. Однако возросшая площадь соприкосновения увеличивает сопротивление качению. Из-за этого двухрядные подшипники генерируют больше тепла и требуют строгого контроля смазки и температурных режимов.

Классы точности и допуски для этой категории опор регламентируются стандартом ГОСТ 520-2011. Для компенсации теплового расширения металла при высоких нагрузках в конструкцию часто закладывают увеличенный внутренний зазор (маркировка С3 или С4).

Техническая классификация опор

В зависимости от формы тел качения и геометрии дорожек, двухрядные узлы решают разные кинематические задачи:

• Сферические роликовые. Имеют общую сферическую дорожку на наружном кольце. Они способны самоустанавливаться, компенсируя технологические перекосы вала до 2,5 градусов. Выпускаются по ГОСТ 5721-75.
• Радиально-упорные шариковые. Конструктивно заменяют два однорядных подшипника, смонтированных по О-образной схеме (спина к спине). Они эффективно воспринимают двусторонние осевые и высокие радиальные нагрузки.
• Цилиндрические роликовые. Обеспечивают максимальную радиальную жесткость. При этом они не переносят осевых смещений и требуют точного соотношений осей посадочных мест.
• Сферические шариковые. Узлы с точечным контактом, которые демпфируют технологические прогибы оси. Отличаются минимальным коэффициентом трения среди всех самоустанавливающихся моделей.

Промышленное применение

Применение второго ряда целесообразно там, где однорядная опора не справляется с расчетным давлением, а установка многорядной детали невозможна из-за дефицита места на валу.

Сферические роликовые подшипники монтируют в горнодобывающее оборудование: щековые дробилки, вибрационные грохоты и тяжелые конвейерные барабаны. В таких условиях детали эффективно демпфируют ударные нагрузки и неизбежные деформации валов.

Шариковые радиально-упорные двухрядные узлы применяют в автомобильной промышленности. Их устанавливают в ступицы передних и задних колес легкового транспорта. В закрытых ступичных механизмах детали жестко фиксируют ось и предотвращают появление люфтов при маневрах.

FAQ

Можно ли заменить один двухрядный подшипник на два однорядных?

Такая замена допускается только при использовании точных радиально-упорных опор, смонтированных по схеме дуплексирования. При попытке заменить обычную радиальную деталь возникает риск неравномерного распределения нагрузки и быстрого износа колец.

Зачем нужны самоустанавливающиеся двухрядные подшипники?

При большой длине вала его технологический прогиб под нагрузкой неизбежен. Общая сферическая дорожка наружного кольца позволяет внутреннему кольцу с роликами свободно наклоняться, предотвращая заклинивание сепаратора.

Какой сепаратор лучше для двухрядной опоры: стальной или полиамидный?

Стальной штампованный сепаратор универсален и отлично выдерживает высокие рабочие температуры. Полиамидный аналог снижает массу детали, минимизирует акустический шум и лучше работает в условиях вибрации.

Технико-коммерческий инженер ГК Индатэк Смирнов А. В.