Двухрядные подшипники — это высокопроизводительные элементы, которые широко используются в тяжелонагруженных промышленных узлах, станках и машинах. Они представляют собой подшипники с двумя рядами тел качения (шариков или роликов), что значительно повышает их грузоподъемность по сравнению с однорядными конструкциями. В этой статье мы подробно разберём принципы работы двухрядных подшипников, их особенности, виды, применение и правила выбора.
Что такое двухрядные подшипники
Двухрядные подшипники — это подшипники качения в виде двух рядов тел качения (шариков или роликов), закрепленных между двумя кольцами. Основное отличие от однорядных подшипников заключается в наличии двух отдельных дорожек качения на внутреннем и наружном кольцах для каждого ряда.
Основные компоненты двухрядного подшипника:
- внутреннее кольцо — с двумя дорожками качения для каждого ряда тел качения;
- наружное кольцо также имеет две дорожки для размещения двух рядов;
- первый ряд тел качения — шарики или ролики на одной плоскости;
- второй ряд тел качения — дополнительный ряд для увеличения грузоподъемности;
- сепаратор (держатель) — удерживает все тела качения на заданном расстоянии друг от друга.
Такая конструкция позволяет подшипнику воспринимать значительно более высокие нагрузки по сравнению с однорядными аналогами при различных размерах корпуса.
Основные типы двухрядных подшипников
Двухрядные подшипники представляют собой несколько основных разновидностей, особенности которых обусловлены определенными условиями применения и конструкции.
1. Двухрядные шариковые подшипники.
Двухрядные шариковые подшипники состоят из двух рядов шариков и предназначены для восприятия радиальных нагрузок..
Основные характеристики:
- способность выдерживать нагрузки в два раза выше, чем однорядные шариковые подшипники;
- компактные конструкции с хорошим соотношением размера и грузоподъемности;
- возможность восприятия значительных осевых нагрузок;
- остаются открытыми, с защитными шайбами и контактными уплотнениями.
Типы двухрядных шариковых подшипников:
- двухрядные радиальные шариковые подшипники — воспринимают радиальные нагрузки;
- двухрядные радиально-упорные шариковые подшипники — воспринимают комбинированные (радиальные и осевые) нагрузки;
- двухрядные сферические шариковые подшипники — способны компенсировать перекос вала.
Применение:
- редукторы и мультипликаторы с переменными нагрузками;
- промышленные станки и машины тяжелого класса;
- конвейеры и транспортёрные системы;
- насосы и компрессоры высокой мощности;
- приводные узлы.
2. Двухрядные роликовые подшипники.
Роликовые подшипники используются в качестве вращающихся роликов или конических роликов вместо шариков. Двухрядные роликовые подшипники могут воспринимать значительно большую нагрузку, чем двухрядные шариковые.
Основные типы:
- Двухрядные цилиндрические роликовые подшипники — воспринимают значительные радиальные нагрузки.
- Двухрядные конические подшипники — воспринимают комбинированные радиальные и осевые нагрузки.
- Двухрядные сферические роликовые подшипники — воспринимают радиальные и двухсторонние осевые нагрузки и компенсируют перекосы вала.
Преимущества роликовых подшипников:
- Обеспечивают более высокую грузоподъемность по сравнению с шариковыми.
- Способны работать при повышенных скоростях.
- Лучшая жесткость конструкции.
- Возможность работы в условиях виброударного воздействия.
Применение:
- редукторы и коробки передач;
- промышленные станки и машины (шпиндели, главные приводы);
- горное оборудование (дробилки, экскаваторы);
- судостроение и морская техника;
- энергетическое оборудование (турбины, электрогенераторы);
- железнодорожное оборудование (колёса, оси вагонов);
- автомобильное оборудование (раздаточные коробки, въездные мосты).
3. Двухрядные игольчатые роликовые подшипники.
Игольчатые подшипники используют очень тонкие и длинные ролики (иглы). Двухрядные конструкции такого типа используются в особых случаях.
Особенности:
- минимальный радиальный размер при хорошей грузоподъемности;
- идеально подходят для узлов с ограниченным пространством;
- требуют высокой точности установки.
Применение:
- специальные станки и механизмы;
- автомобильные узлы (рулевые колонки, карданные валы);
- компактные редукторы.
4. Двухрядные сферические подшипники.
Сферические подшипники имеют возможность самокомпенсации при перекосе вала. Двухрядные конструкции из них используются как комбинированные решения в сложных условиях.
Характеристики:
- способны компенсироваться при перекосе вала до 3-5°;
- воспринимают радиальные и осевые нагрузки;
- работают при повышенных ударных нагрузках и вибрации;
- увеличенная жесткость конструкции.
Применение:
- сельскохозяйственное оборудование;
- редукторы с наклонными валами;
- буровые установки и горное оборудование;
- механизмы с неточной установкой валов.
Конструктивные особенности двухрядных подшипников
Двухрядные подшипники имеют ряд конструктивных отличий от однорядных, которые влияют на их работоспособность и применение.
Основные особенности конструкции:
- Разделитель между рядами — некоторые двухрядные подшипники имеют центральный разделитель между двумя рядами, который помогает избежать взаимного замыкания рядов.
- Сепаратор — удерживает оба ряда тел качения, может быть стальным или латунным.
- Дорожки качения — по две дорожки на каждом кольце для каждого ряда.
- Внутренний диаметр — в двухрядных подшипниках кольца могут быть разборными или неразборными.
- Зазоры и допуски — требуют высокой точности обработки из-за применения двух рядов.
Параметры и характеристики двухрядных подшипников
Выбор двухрядного подшипника требует понимания его основных параметров и характеристик.
Основные параметры:
|
Параметр |
Описание |
|---|---|
|
Внутренний диаметр (d) |
Диаметр вала, на котором монтируется подшипник |
|
Наружный диаметр (D) |
Внешний размер подшипника, определение размера корпуса |
|
Ширина (B) |
Расстояние между кольцами (обычно больше, чем у однорядных) |
|
Диаметр тел качения |
Размер шариков или роликов в каждом ряду |
|
Количество тел в ряду |
Обычно от 4 до 16 в зависимости от размера |
|
Динамическая грузоподъемность (С) |
Максимальное приращение вращения |
|
Статическая грузоподъемность (C₀) |
Максимальное напряжение в стабильном состоянии |
|
Предельная скорость |
Максимальная скорость работы без перегрева |
|
Зазор (люфт) |
Расстояние между внутренними кольцами и телами качения |
Технические характеристики:
- точность изготовления — классы П0, П6, П5, П4, П2 по ГОСТ 520-2011;
- твёрдость колец и тел качения — 60-65 HRC для стандартных сталей;
- материал сепаратора — сталь (штампованная), латунь или полиамид;
- возможность смазывания — жиром или маслом в зависимости от конструкции;
- защита — открытая, с защитными шайбами (Z), с уплотнениями (RS, 2RS).
Материалы для двухрядных подшипников
Материалы, используемые при производстве двухрядных подшипников, должны обеспечивать высокую прочность и надежность.
Материалы колец и тел качения:
- хромистая сталь ШХ15 — стандартный материал, обеспечивающий хороший баланс между твердостью и вязкостью;
- сталь ШХ15СГ — улучшенная версия с добавлением кремния и марганца для повышенной прочности;
- нержавеющая сталь — для применения в агрессивных средах и при высоких температурах;
- керамика (Si₃N₄) — для высокоскоростных применений и экстремальных условий.
Материалы разделителей:
- стальной штампованный — стандартный материал, обеспечивающий надежность;
- латунный — для высокоскоростных и наиболее ответственных узлов, имеет хорошую теплопроводность;
- полиамидный — облегченный вариант для ряда областей применения;
- бронзовый — для специальных применений с повышенными требованиями к долговечности.
Сравнение двухрядных и однорядных подшипников
При выборе между двухрядными и однорядными подшипниками важно учитывать их особенности и преимущества.
|
Характеристика |
Однорядные |
Двухрядные |
|---|---|---|
|
Грузоподъемность |
Меньше |
Выше |
|
Размеры |
Компактнее |
Шире (больше ширины) |
|
Стоимость |
Ниже |
Выше |
|
Простота установки |
Проще |
Требует осторожности |
|
Жесткость |
Нормальная |
Выше |
|
Скорость |
Выше |
Ниже при эквивалентной температуре |
|
Область применения |
Общие случаи |
Высокие нагрузки |
|
Смазка |
Любые способы |
Требует хорошую смазку |
Как выбрать подходящий двухрядный подшипник
Правильный выбор двухрядного подшипника зависит от ряда факторов и требует тщательного анализа условий эксплуатации.
Этапы выбора:
1. Определите тип нагрузки:
- радиальные нагрузки — двухрядные радиальные подшипники;
- комбинированные (радиальные и осевые) — радиально-упорные или сферические;
- осевые нагрузки — двухрядные упорные подшипники.
2. Рассчитайте наибольшую нагрузку:
- сравните фактическую нагрузку с динамической грузоподъемностью подшипника;
- при необходимости выберите подшипник с запасом прочности минимум в 1,5-2 раза.
3. Определите скорость узла:
- убедитесь, что подшипник может работать при требуемых скоростях;
- проверьте предельную скорость подшипника (она обычно ниже, чем у однорядных).
4. Уточните размерные параметры:
- внутренний диаметр должен соответствовать размерам вала;
- наружный диаметр — соответствует размерам корпуса;
- ширина — должна соответствовать узлу механизма.
5. Выберите тип материала:
- стандартная сталь ШХ15 для обычных условий;
- нержавеющая сталь для агрессивных сред;
- керамика для работы в условиях высоких температур.
6. Определите условия эксплуатации:
- температура: выберите подходящий материал;
- влажность и коррозия: используйте защиту или нержавеющую сталь;
- пыль и загрязнения: выбирайте подшипники с уплотнениями;
- вибрация и удары: используйте сферические подшипники.
7. Выберите производителя:
- SKF, FAG, NSK, INA, TIMKEN — ведущие мировые производители;
- соответствие стандартам ГОСТ и ISO;
- наличие сертификатов качества.
8. Рассчитайте стоимость:
- двухрядные подшипники стоят дороже однорядных;
- высокая стоимость часто окупается благодаря надежности и удобству;
- учтите экономию от повышенного срока службы.
Основные производители двухрядных подшипников
На рынке представлены двухрядные подшипники от ведущих мировых производителей. Каждый из них имеет свои стандартные серии.
Мировые лидеры:
- SKF — шведская компания, специализирующаяся на высокопроизводительных подшипниках.
- FAG (Schaeffler) — немецкий производитель с хорошей репутацией и качественными изделиями.
- NSK — японская компания, изделия которой отличаются прочностью и надежностью.
- INA (Schaeffler) — специализируется на роликовых подшипниках.
- TIMKEN — американский производитель, специализирующийся на конических подшипниках.
Российские производители:
- ВНИИШ — ведущий российский производитель.
- ВПЗ — вологодский завод подшипников.
Стандартные серии (ISO):
- 3200 серия — двухрядные радиальные шариковые.
- 3300 серия — двухрядные радиально-упорные шариковые.
- 3000 серия — двухрядные сферические шариковые.
- 3100 серия — двухрядные упорные.
- 32xx серия — двухрядные конические роликовые.
- 32100 серия — двухрядные цилиндрические роликовые.
Применение двухрядных подшипников в промышленности
Двухрядные подшипники широко используются в различных отраслях промышленности благодаря высокой грузоподъемности и надежности.
Промышленное оборудование:
- Редукторы и мультипликаторы — применяют двухрядные подшипники.
- Промышленные станки — шпиндельные узлы, главные приводы.
- Горное оборудование — дробилки, конвейеры, экскаваторы.
- Насосы и компрессоры — высокомощные устройства.
Энергетика:
- Турбины и генераторы.
- Энергетические редукторы.
- Прокатные станки.
Железнодорожный транспорт:
- Колёсные пары вагонов и локомотивов.
- Тяговые электродвигатели.
- Редукторы тепловозов.
Судостроение:
- Главные редукторы.
- Валоповоротные устройства.
- Гребные винты.
Автомобильное строение:
- Раздаточная коробка.
- Ведущие мосты.
- Коробки передач.
Сельскохозяйственное оборудование:
- Комбайны и трактора.
- Зерноуборочные машины.
- Прессовщики и измельчители.
Техническое обслуживание двухрядных подшипников
Для обеспечения надежной работы двухрядных подшипников необходимо правильное обслуживание.
Рекомендации:
- Правильная смазка — используйте рекомендуемые производителем смазочные материалы (масла или смазки).
- Регулярная проверка — контролируйте радиальный люфт и общее состояние подшипника.
- Чистота — содержите подшипник в чистоте, удалите пыль и грязь.
- Температурный контроль — следите за температурой подшипника, перегрев может вызвать отказ.
- Контроль вибрации — повышенная вибрация часто указывает на износ или неправильную установку.
- Точность установки — используйте прессы и специальные инструменты для правильной установки.
Партнёры ТТК
Компания ТТК сотрудничает с ведущими производителями подшипников: SKF, FAG, NSK, INA, TIMKEN, GAMET и многими другими. Это гарантирует поставку оригинальной продукции высокого качества.
Основные преимущества двухрядных подшипников
- Высокая грузоподъемность — значительно выше, чем у однорядных моделей при малой разнице в размерах.
- Компактность — корпус практически идентичен однорядному подшипнику.
- Жесткость конструкции — лучше, чем у однорядных аналогов.
- Надежность — долгий срок службы при регулярных смазке и обслуживании.
- Универсальность — применение в различных отраслях промышленности.
- Точность — доступна в разных классах точности.
Заключение
Двухрядные подшипники — это важнейший элемент современного промышленного оборудования, особенно в приложениях с постоянными нагрузками. Выбор типа подшипника, соответствующего условиям эксплуатации и характеру применения, обеспечивает надежную и экономичную работу механизма в течение длительного времени.
Компания ТТК предоставляет полный спектр услуг по поставке высокопроизводительных двухрядных подшипников от ведущих мировых производителей. Наши квалифицированные специалисты готовы помочь вам правильно подобрать необходимое оборудование, обеспечить высокое качество товара и оперативную поставку. Обратитесь сегодня в наш магазин, добавьте нужные товары в корзину и оформите заказ! Мы удовлетворяем все ваши запросы и способствуем процветанию вашего бизнеса!