Zasadnicza różnica polega na tym, że a dwurzędowe łożysko kulkowe zawiera dwa równoległe rzędy kulek w jednym pierścieniu zewnętrznym , podczas gdy pojedynczy wiersz zawiera jeden. Ta różnica konstrukcyjna skutkuje znacząco różnymi nośnościami, sztywnością osiową, wymaganiami przestrzennymi i przydatnością do zastosowania. Łożysko dwurzędowe o tej samej średnicy zewnętrznej co łożysko jednorzędowe zapewnia w przybliżeniu 1,5 do 2 razy większa nośność promieniowa i znacznie większą sztywność osiową – ale kosztem zwiększonej szerokości, masy i nieco zmniejszonej maksymalnej prędkości roboczej. Łożyska jednorzędowe lepiej nadają się do zastosowań wymagających dużych prędkości i mniejszych obciążeń; łożyska dwurzędowe do większych obciążeń kombinowanych, gdzie przestrzeń osiowa jest ograniczona.
Bezpośrednie porównanie techniczne
| Własność | Pojedynczy rząd | Podwójny rząd |
| Nośność promieniowa | Linia bazowa (1×) | 1,5–2× wyższe |
| Nośność osiowa | Umiarkowany (jeden kierunek na łożysko) | Obydwa kierunki jednocześnie |
| Sztywność osiowa | Niższy | Znacząco wyższy |
| Szerokość osiowa | Wąskie | Szerszy (zwykle 1,5–2 × pojedynczy) |
| Maksymalna prędkość | Wyżej | Niższy (typically 10–20% less) |
| Obsługa obciążeń momentowych | Biedny | Dobrze |
| Tolerancja niewspółosiowości | Ograniczone (głęboki rowek: 0,2°) | Wyżej (self-aligning: 2–3°) |
| Waga i koszt | Niższy | Wyżej |
Porównanie techniczne łożysk kulkowych jednorzędowych i dwurzędowych pod względem kluczowych parametrów użytkowych
Różnica strukturalna: co zmienia się między jednym a dwoma rzędami
W jednorzędowym łożysku kulkowym zwykłym jeden zestaw kulek biegnie pomiędzy pojedynczym rowkiem w bieżni wewnętrznej a pojedynczym rowkiem w bieżni zewnętrznej. Kontakt pomiędzy każdą kulką a jej bieżnią to mały obszar eliptyczny — całkowite obciążenie jest rozłożone na tę pojedynczą linię kulek.
W łożysku dwurzędowym dwa takie zestawy bieżni są umieszczone obok siebie w obrębie jednego pierścienia zewnętrznego. Pierścień zewnętrzny jest szerszy, a pierścień wewnętrzny ma dwa oddzielne rowki bieżni wykonane w precyzyjnych odstępach. Kiedy przyłożone jest obciążenie osiowe, jeden rząd przenosi ciąg w jednym kierunku, podczas gdy drugi rząd przenosi go w przeciwnym kierunku — dlatego łożyska dwurzędowe radzą sobie dwukierunkowe obciążenie osiowe w jednym urządzeniu podczas gdy jednorzędowe łożysko zwykłe przenosi obciążenie osiowe tylko w jednym kierunku na raz.
W przypadku łożysk kulkowych skośnych dwurzędowych dwa rzędy są skonfigurowane albo w geometrii rozbieżnej (układ O), albo w geometrii czołowej (układ X). Układ tył do tyłu zapewnia większą sztywność w przypadku obciążeń momentowych (przechylających) — co czyni go preferowaną konfiguracją dla wrzecion obrabiarek i zespołów piast kół. Układ czołowy jest bardziej tolerancyjny na ugięcie wału i niewspółosiowość.
Ładowność: liczby kryjące się za różnicą
Aby zilustrować konkretny przykład: jednorzędowe łożysko kulkowe zwykłe 6208 (otwór 40 mm, średnica zewnętrzna 80 mm) ma podstawową nośność dynamiczną (C) około 29 kN . Równoważne łożysko dwurzędowe w tej samej obudowie — seria 4208 — ma nośność dynamiczną wynoszącą około 46 kN — wzrost wydajności promieniowej o 59% bez zwiększania średnicy zewnętrznej.
Ta zaleta w zakresie nośności jest powodem, dla którego łożyska dwurzędowe są stosowane, gdy:
- Wymagana nośność przekracza to, co może zapewnić dostępny rozmiar pojedynczego rzędu
- Otwór oprawy nie może zostać zwiększony, aby pomieścić większe łożysko jednorzędowe
- Do przenoszenia obciążeń osiowych potrzebne są dwa oddzielne łożyska jednorzędowe, ale nie ma wystarczającej przestrzeni osiowej, aby je zamontować osobno
Prędkość: gdzie pojedynczy rząd ma przewagę
Szersza geometria i większa liczba elementów tocznych w a łożysko dwurzędowe wytwarzają więcej ciepła przy dużej prędkości — ograniczając maksymalną dopuszczalną prędkość w porównaniu z równoważnym łożyskiem jednorzędowym. W przypadku łożyska jednorzędowego 6208 prędkość odniesienia wynosi około 12 000 obr/min; w przypadku równoważnego dwurzędowego modelu 4208 jest to około 9500 obr./min — redukcja o około 20%.
W zastosowaniach takich jak małe silniki elektryczne, wrzeciona szybkoobrotowe i instrumenty precyzyjne, w których prędkości robocze przekraczają 8 000–10 000 obr./min, preferowanym wyborem pozostają łożyska jednorzędowe — często sparowane w układzie podwójnym (dwa jednorzędowe łożyska skośne zamontowane tyłem do siebie), gdy wymagane jest również łączne przenoszenie obciążeń.
Kiedy wybrać pojedynczy rząd czy podwójny rząd
Aby wybrać odpowiedni typ łożyska, skorzystaj z tego przewodnika decyzyjnego:
- Wybierz pojedynczy rząd gdy: obciążenie pierwotne jest promieniowe z minimalną składową osiową; prędkość robocza jest wysoka (powyżej 8 000–10 000 obr./min); przestrzeń osiowa jest obfita; należy zminimalizować wagę i koszt; lub aplikacja wykorzystuje podwójny montaż dwóch jednorzędowych łożysk skośnych
- Wybierz podwójny rząd gdy: połączone obciążenia promieniowe i dwukierunkowe obciążenia osiowe muszą być przenoszone przez jedną jednostkę; występują obciążenia momentowe spowodowane zwisem wału lub obciążeniem mimośrodowym; dwa oddzielne łożyska jednorzędowe nie mieszczą się w dostępnej przestrzeni osiowej; lub niewspółosiowość wału musi zostać skompensowana (samonastawny podwójny rząd)
