Одна из определяющих особенностей сферические роликоподшипники представляет собой расположение двух рядов тел качения (обычно цилиндрических или бочкообразных роликов), которые проходят параллельно валу. Такая конструкция позволяет подшипнику воспринимать как радиальные, так и осевые нагрузки в двух направлениях одновременно. Распределяя нагрузку на два ряда роликов, сферические роликоподшипники могут выдерживать гораздо более высокие нагрузки по сравнению с однорядными подшипниками, что делает их идеальными для применений, в которых задействованы тяжелые машины или оборудование, подвергающееся значительным нагрузкам.
Сферическое внешнее кольцо подшипника — еще одна ключевая конструктивная особенность, которая существенно влияет на его несущую способность. Наружное кольцо имеет вогнутую (сферическую) форму, что позволяет подшипнику компенсировать осевые смещения. Такая конструкция позволяет роликам поддерживать постоянный контакт с дорожкой качения, даже если вал слегка смещен. Сферическая форма помогает более равномерно распределять приложенную нагрузку по роликам, снижая риск локального напряжения и износа. Это приводит к большей способности выдерживать радиальные нагрузки и снижает вероятность выхода подшипника из строя из-за несоосности или перекоса нагрузки.
В сферических роликоподшипниках ролики обычно расположены под углом к оси подшипника, что помогает воспринимать осевые нагрузки. Такая конструкция с угловым контактом позволяет роликам более эффективно воспринимать как радиальные нагрузки (действующие перпендикулярно валу), так и осевые нагрузки (действующие вдоль оси вала). Ориентация роликов также увеличивает площадь контакта их поверхности с внутренним кольцом, что улучшает распределение нагрузки и способствует повышению общей несущей способности подшипника. Способность выдерживать комбинированные нагрузки (как радиальные, так и осевые) без значительной деформации или повреждения является одной из причин, по которой сферические роликоподшипники превосходно подходят для тяжелых условий эксплуатации.
Внутренняя геометрия сферических роликоподшипников обеспечивает большую площадь контакта роликов как с внутренними, так и с внешними дорожками качения. Большая контактная поверхность помогает равномерно распределять нагрузку по нескольким точкам, снижая давление на любую точку подшипника. Такое распределение нагрузки повышает несущую способность подшипника и снижает вероятность износа или повреждения дорожек качения и роликов даже в условиях высоких нагрузок.
Сферические роликоподшипники предназначены для самоцентрирования, что является важнейшей особенностью для тяжелых условий эксплуатации, где смещение валов может произойти из-за теплового расширения, отклонения или неточностей монтажа. Самовыравнивающаяся конструкция помогает поддерживать равномерный контакт роликов с дорожками качения, даже если вал не выровнен идеально. Это снижает вероятность неравномерного распределения нагрузки, предотвращая локализованное напряжение и повышая способность подшипника выдерживать более высокие нагрузки без сбоев. Большая гибкость, позволяющая выдерживать перекосы и при этом выдерживать значительные радиальные и осевые нагрузки, является одной из причин, по которой сферические роликоподшипники обычно используются в сложных условиях.
Конструкция самих роликов, такая как их диаметр, длина и форма, играет значительную роль в повышении несущей способности. В сферических роликоподшипниках ролики обычно больше и имеют бочкообразную или коническую форму, что помогает максимально увеличить площадь контакта, несущего нагрузку. Такая оптимизированная геометрия обеспечивает более равномерное распределение нагрузки по роликам, снижая риск точечной нагрузки, преждевременного износа и преждевременного выхода из строя. Увеличенная площадь контакта и оптимизированная геометрия роликов повышают общую нагрузочную способность подшипника.
Внутренняя геометрия сферических роликоподшипников также способствует их жесткости, что еще больше повышает их несущую способность. Более жесткие подшипники лучше противостоят деформации при тяжелых нагрузках, обеспечивая постоянную поддержку нагрузки без ущерба для производительности или срока службы подшипника. Способность сохранять жесткость в условиях высоких нагрузок позволяет сферическим роликоподшипникам эффективно воспринимать как радиальные, так и осевые силы, что делает их пригодными для тяжелых машин и оборудования.
