Двухрядный шариковый подшипник — это разновидность радиального шарикоподшипника, конструктивно объединяющиеся два ряда шариков внутри общего комплекта колец. Его основное назначение — восприятие значительно более высоких радиальных нагрузок по сравнению с однорядным подшипником того же габаритного размера (наружного диаметра и ширины), а также повышенных комбинированных (радиальных и умеренных осевых) нагрузок и опрокидывающих моментов.
Ключевые особенности конструкции:
- Два ряда шариков: Главная отличительная черта. Два независимых или связанных через сепаратор ряда шариков расположены рядом друг с другом.
- Типы исполнения (наиболее распространенные):
- Двухрядный шариковый радиальный (несамоустанавливающийся): Имеет прямые (глухие) канавки на обоих кольцах для каждого ряда шариков. Аналогичен двум однорядным подшипникам, установленным рядом. Не компенсирует перекосы. Обозначения: Серии 42xx (легкая серия), 43xx (средняя серия).
- Двухрядный сферический шарикоподшипник (Самоустанавливающийся): Наружное кольцо имеет сферическую (вогнутую) беговую дорожку (общую для обоих рядов шариков). Внутреннее кольцо имеет две прямые (конические или галтельные) канавки. Это позволяет внутреннему кольцу с валом отклоняться относительно наружного кольца, компенсируя перекосы вала или корпуса (обычно до 2-3°). Это ключевое преимущество данного типа. Обозначения: Серии 12xx (например, 1200, 1201, 1205 — легкая серия), 13xx (средняя серия), 22xx (тяжелая серия) по ISO. ГОСТ 5720-75, ГОСТ 5721-75.
- Сепараторы: Могут быть раздельными (для каждого ряда шариков) или общими. Материалы: штампованная сталь, латунь, полиамид.
- Неразъемная конструкция: Как правило, поставляется в виде собранного узла. Монтаж аналогичен однорядному подшипнику.
- Наполняемость: Сферические двухрядные подшипники часто имеют повышенную наполняемость (больше шариков большего диаметра в ряду) по сравнению с однорядными того же диаметра отверстия, что увеличивает их грузоподъемность.
Основные преимущества:
- Высокая радиальная грузоподъемность: Главное преимущество. Способен выдерживать нагрузки, значительно (в 1.5-2 раза и более) превышающие возможности однорядного подшипника того же габарита. Позволяет экономить пространство по сравнению с установкой двух однорядных подшипников рядом.
- Повышенная жесткость: Два ряда шариков обеспечивают более жесткую опору вала.
- Способность воспринимать опрокидывающие моменты: Благодаря двум точкам опоры, расположенным на расстоянии друг от друга.
- Умеренная осевая грузоподъемность (в обоих направлениях): Выше, чем у однорядного радиального, но ниже, чем у специализированных радиально-упорных подшипников. Особенно актуально для несамоустанавливающихся двухрядных.
- Компенсация перекосов (Сферические исполнения): Уникальная способность сферических двухрядных шарикоподшипников автоматически выравниваться при перекосах вала или монтажных ошибках, значительно снижая дополнительные нагрузки и износ.
- Относительно низкое трение (особенно у сферических): Хотя и выше, чем у однорядного, но ниже, чем у многих роликовых подшипников.
- Простота монтажа (относительно конических роликовых): Не требует сложной регулировки осевого зазора/натяга, как конические роликовые или радиально-упорные шариковые подшипники.
Недостатки / Ограничения:
- Ограниченная максимальная скорость вращения: Ниже, чем у однорядных радиальных или радиально-упорных шарикоподшипников, из-за большей массы вращающихся частей и повышенного трения (особенно у сферических с большим количеством шариков).
- Более высокий момент трения: По сравнению с однорядными подшипниками.
- Сложность производства: Конструктивно сложнее однорядных, что может влиять на стоимость.
- Чувствительность к осевым нагрузкам (ограничение): Хотя осевая грузоподъемность выше, чем у однорядного, она все же ограничена. Не предназначен для преимущественно осевых или очень тяжелых комбинированных нагрузок (для этого лучше подходят конические роликовые или сферические роликоподшипники).
- Требовательность к точности монтажа (несамоустанавливающиеся): Несамоустанавливающиеся двухрядные подшипники чувствительны к перекосам так же, как и однорядные.
Основные сферы применения:
- Промышленные редукторы: Особенно тихоходные и средние валы, где требуются высокие радиальные нагрузки и/или компенсация перекосов.
- Текстильное оборудование: Валы, подверженные прогибам.
- Конвейеры: Приводные и натяжные барабаны, ролики большого диаметра (особенно сферические).
- Вентиляторы и насосы: Особенно крупные, где возможны перекосы или вибрации.
- Сельскохозяйственная и строительная техника: Шпиндели, опорные ролики, валы в условиях загрязнения и возможных перекосов (часто используются сферические исполнения).
- Станочное оборудование: Вспомогательные валы, не требующие сверхвысоких скоростей.
- Электродвигатели: Средне- и тихоходные двигатели большой мощности.
- Оборудование для обработки бумаги и целлюлозы.
Преимущества перед парой однорядных подшипников:
- Компактность: Занимает меньше места по ширине.
- Жесткость: Жестче, чем два раздельных подшипника.
- Упрощение конструкции узла: Не нужны дополнительные распорные втулки или сложные схемы осевой фиксации двух подшипников.
- Компенсация перекосов (для сферических): Пара однорядных не обладает самоустанавливающейся способностью.
Сравнение с другими типами:
- Однорядный радиальный шарикоподшипник: Двухрядный выигрывает по радиальной грузоподъемности, жесткости, способности воспринимать моменты. Проигрывает по скорости и трению.
- Радиально-упорный шарикоподшипник (одинарный или сдвоенный): Двухрядный шариковый (особенно несамоустанавливающийся) обычно имеет более высокую радиальную грузоподъемность, но значительно уступает в осевой грузоподъемности и приспособленности к высоким скоростям.
- Сферический роликоподшипник: Имеет гораздо более высокую радиальную и осевую грузоподъемность, лучше переносит ударные нагрузки, но проигрывает по максимальной скорости вращения, имеет больший момент трения и сложнее в монтаже/регулировке. Двухрядный шариковый сферический — более «легкое» и скоростное решение при умеренных нагрузках.
В сущности: Двухрядный шариковый подшипник — это мощное решение для высоких радиальных нагрузок и умеренных комбинированных нагрузок/моментов в условиях ограниченного пространства. Его самоустанавливающаяся сферическая разновидность незаменима при наличии перекосов вала или корпуса. Он представляет собой оптимальный баланс между грузоподъемностью (особенно радиальной), простотой монтажа и умеренными скоростными возможностями, заполняя нишу между однорядными шариковыми и тяжелыми роликовыми подшипниками.