Einreihige vs. zweireihige Rillenkugellager: Hauptunterschiede und Auswahl

Wenn eine Industriepumpe in einem Quartal zweimal ausfällt, geht die Entscheidung über den Austausch von einer routinemäßigen Ersatzteilbestellung zu einer technischen Beurteilung über. Die erste Frage ist meist, ob ein einreihiges oder ein zweireihiges Rillenkugellager eingebaut werden soll. Die kurze Antwort: Behalten Sie die einzelne Zeile als Standard bei weil es bei gleicher Bohrungsgröße schneller, kühler und leiser läuft. Wählen Sie eine Doppelreihe nur dann, wenn Sie eine deutlich höhere radiale Belastbarkeit, zusätzliche Steifigkeit oder einen besseren Widerstand gegen Kippmomente in einer Gehäusebohrung benötigen, die Sie nicht vergrößern können.

Was unterscheidet einreihige und zweireihige Rillenkugellager?

Die Geometrie bestimmt jeden Leistungsunterschied zwischen den beiden Typen. Ein einreihiges Rillenkugellager trägt eine Reihe Kugeln in tiefen, durchgehenden Laufrillen, die in beide Ringe eingeschliffen sind. Die tiefen Rillen ermöglichen die Aufnahme moderater axialer Belastungen aus beiden Richtungen sowie radialer Belastungen, weshalb dieses Format bei Elektromotoren, Pumpen, Getrieben und Haushaltsgeräten vorherrscht. Die bekannten Familien sind die Serien 6000, 6200, 6300, 6400, 6800 und 6900.

Bei einem zweireihigen Rillenkugellager sind zwei Kugelreihen nebeneinander in einem gemeinsamen Innenring und Außenring angeordnet. Tatsächlich verhält es sich wie zwei einreihige Lager, die zu einem größeren Paket zusammengefasst sind. Bei gleichem Bohrungsdurchmesser ist die zweireihige Einheit breiter und schwerer, und die Last verteilt sich auf etwa doppelt so viele Kugeln. Es werden echte zweireihige Deep-Groove-Serien, die Familien 42xxx und 43xxx, hergestellt, sie sind jedoch weitaus seltener auf Lager als einreihige Serien.

Eine Beschaffungsfalle verdient Aufmerksamkeit: Viele Kataloge, die ein zweireihiges Rillenkugellager bewerben, bieten tatsächlich ein zweireihiges Schrägkugellager an, beispielsweise die Serien 5200, 5300 oder 3000A. Schrägkontaktlaufbahnen verschieben das Last- und Geschwindigkeitsgleichgewicht, und der Unterschied wirkt sich auf die Nennwerte aus. Bestätigen Sie vor der Bestellung, welche Geometrie die Ersatzteilzeichnung erfordert, da die beiden Typen bei Lebensdauerberechnungen nicht austauschbar sind.

Belastbarkeit: Der wahre Grund, über eine Doppelreihe nachzudenken

Radiale Belastbarkeit

Bei der Radialbelastung kommt es auf die Doppelreihe an. Bei gleicher Bohrung erhöht ein zweireihiges Kugellager die dynamische Tragzahl C um etwa 40 bis 70 Prozent im Vergleich zu einem einreihigen, da sich etwa doppelt so viele Kugeln die Last teilen. Der Preis ist die Breite: Die Doppelreihe ist typischerweise ein Drittel bis mehr als die Hälfte breiter als eine Einzelreihe mit derselben Bohrung. Wenn das Gehäuse Platz bietet, erhält man einen wesentlich stärker belastbaren Auflagepunkt, ohne den Wellendurchmesser zu verändern.

Die folgende Tabelle vergleicht ein typisches 25-mm-Bohrungspaar, um das Ausmaß des Kompromisses zu verdeutlichen.

Bei Schaftgrößen etwa zwischen 25 und 60 mm beträgt die Einreihige Rillenkugellager der Serie 6200 Die im Katalog enthaltenen Angaben decken den Großteil der Ersatzpositionen in der Industrie ab und bilden die Grundlage, anhand derer jede Doppelreihe beurteilt werden sollte.

Kundenspezifische Hersteller von Rillenkugellagern der Serie 6200, Fabrik Shanghai Yinin Bearing & Transmission Company ist ein chinesischer Hersteller von Rillenkugellagern der Serie 6200 und kundenspezifische Rillenkugellager der Serie 6200. Produkt anzeigen →

Bevor Sie sich für eine Doppelreihe entscheiden, prüfen Sie, ob eine größere Einzelreihe das Problem mit weniger Kompromissen löst. A Rillenkugellager der Serie 6300 Mit einer 25-mm-Bohrung erreicht der 6305 einen dynamischen Wert nahe dem 5205 und behält dabei den Geschwindigkeitsspielraum einer einzelnen Reihe bei, allerdings auf Kosten einer größeren Gehäusebohrung.

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Axial- und Momentbelastung

Einreihige Rillenkugellager nehmen dank ihrer hohen, symmetrischen Laufbahnschultern moderate axiale Belastungen aus beiden Richtungen auf. Eine Doppelreihe erhöht die axiale Gesamtkapazität bei gleicher Bohrung, der Gewinn ist jedoch gering, da jede Reihe einen separaten Beitrag leistet. Wenn die Maschine eine hohe Axiallast nur in eine Richtung ausübt, ist ein einreihiges Schrägkugellager oder ein Axiallager in der Regel die bessere Lösung.

Momentwiderstand ist eine andere Geschichte. Durch die große Verteilung der Kugelkontaktpunkte in einer Doppelreihe ist die Widerstandsfähigkeit gegen Kippmomente deutlich erhöht. Dies machen sich fliegende Riemenscheiben, freitragende Laufräder und kurze Getriebewellen zunutze. Eine einzelne Reihe derselben Bohrung wirkt wie ein schmaler Drehpunkt und biegt sich bei gleicher Momentenbelastung stärker durch.

Geschwindigkeit, Reibung und Betriebstemperatur

Bei der Geschwindigkeit wehrt sich die Einzelreihe. Zwei Reihen bedeuten mehr Bälle, mehr Rollwiderstand, mehr Fettverwirbelung und mehr Hitze. Bei gleicher Bohrung und Schmierung liegt die Grenzgeschwindigkeit der Doppelreihe typischerweise 20 bis 35 Prozent unter dem Wert der Einzelreihe. Bei 3.000 U/min in einem Standardmotor ist der Unterschied irrelevant; Bei einem Hochgeschwindigkeitslüfter oder einer Hochgeschwindigkeitsspindel entscheidet es über das Lager.

Das Reibungsmoment folgt dem gleichen Muster. Eine Doppelreihe verbraucht etwas mehr Antriebsleistung und läuft ein paar Grad heißer. Bei wärmeempfindlichen Anwendungen, Kunststoffventilatoren, Lebensmittelgeräten und kleinen Motorwicklungen verändert die thermische Lücke die Zuverlässigkeitsberechnung. Wenn Sie eine Doppelreihe im oberen Bereich betreiben müssen, geben Sie C3-Abstand an, wählen Sie ein der Betriebstemperatur entsprechendes Fett und überprüfen Sie den Anstieg der Gehäusetemperatur bei der Inbetriebnahme.

Steifigkeit, Fehlausrichtungstoleranz und Geräusche

Steifigkeit

Bei der Durchbiegungsmessung gewinnt die Doppelreihe bei den meisten Wellenunterstützungsanordnungen. Die große Kontaktspreizung verhindert ein Durchbiegen der Welle und hält die Wellenachse stabil, weshalb zweireihige Kugellager in Vorschubmechanismen von Werkzeugmaschinen, Hebetrommeln und Laufradwellen zum Einsatz kommen. Ein Paar gegeneinander vorgespannter einreihiger Lager kann diese Steifigkeit erreichen, die Anordnung ist jedoch teurer und benötigt mehr Gehäuseraum.

Fehlausrichtungstoleranz

Einreihige Rillenkugellager tolerieren je nach Lagerspiel und Belastung einen Wellenwinkelfehler von einigen Bogenminuten. Zweireihige Konstruktionen mit tiefen Rillen verzeihen weniger Fehler: Eine Fehlausrichtung belastet eine Reihe stark und verkürzt die Lebensdauer schnell. Wenn sich das Gehäuse verbiegt oder die Welle durchbiegt, bleiben Sie bei einer einzelnen Reihe oder wechseln Sie zu einem selbstausrichtenden Typ, anstatt eine doppelte Reihe in eine falsch ausgerichtete Bohrung zu zwingen.

Vibration und Lärm

Für laufruhige Geräte ist die einreihige Variante die sicherere Wahl. Weniger Kugeln interagieren mit den Laufbahnen und das enorme Marktvolumen einreihiger Lager bedeutet, dass geräuscharme Käfige, Fette und Laufbahnoberflächen einfacher zu beschaffen sind. Zweireihige Lager zeigen insbesondere bei mittleren Drehzahlen ein etwas höheres Vibrationsniveau. Behalten Sie in Haushaltsgeräten, medizinischen Geräten und in der Büroautomation die Einzelreihe bei, es sei denn, der Lastspielraum erzwingt die Doppelreihe.

Anwendungen, die zu jedem Typ passen

Einreihige Rillenkugellager decken den größten Teil rotierender Maschinen ab: Elektromotoren, Pumpen, Kompressoren, Lüfter, Förderrollen, Getriebe und allgemeine Industrieantriebe. Die gleichen Familien kommen im gesamten Automobilsektor bei Nebenantrieben, Getriebepositionen und Radendbaugruppen vor; des Unternehmens Seite der Automobilindustrie dokumentiert diese zunehmenden Kontexte.

Zweireihige Kugellager kommen dort zum Einsatz, wo die Radiallast im Verhältnis zur Wellengröße hoch ist und die Gehäusebohrung nicht wachsen kann: Kompaktgetriebe, Hebezeuge und Flaschenzüge, landwirtschaftliche Geräte, Textilmaschinen und Druckmaschinen. Versiegelte zweireihige Einheiten werden an Stellen geschätzt, an denen der Wartungszugang schwierig ist.

Bei der täglichen Austauscharbeit stammen die Teilenummern, die am häufigsten als Ersatz für zweireihige Rillennuten verwendet werden, aus den Serien 5200 und 5300. Die Zweireihige Schrägkugellager der Serie 5200 bieten die gleiche Kompaktheit und hohe radiale Belastbarkeit, und der definierte Kontaktwinkel sorgt für eine vorhersehbare axiale Belastbarkeit. Wenn in der Zeichnung ein zweireihiges Kugellager für eine Position mit mittlerer Geschwindigkeit und hoher Last angegeben ist, ist dies die übliche Drop-in-Antwort.

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Eine praktische Auswahl-Checkliste

Gehen Sie diese Schritte der Reihe nach durch, und die Frage zur Zeilenanzahl beantwortet sich normalerweise von selbst.

1. Berechnen Sie die tatsächliche radiale und axiale Belastung, einschließlich Stoßbelastungen, und die erforderliche L10-Lebensdauer für die Anwendung.
2. Vergleichen Sie die Betriebsgeschwindigkeit und die maximale Temperatur mit der Grenzgeschwindigkeit jedes Kandidaten.
3. Messen Sie die verfügbare Breite und Gehäusebohrung. Breitenbeschränkungen bevorzugen eine einzelne Zeile; Bohrungsbeschränkungen begünstigen eine Doppelreihe.
4. Schätzen Sie die Fehlausrichtung von Welle und Gehäuse. Mehr als ein paar Bogenminuten der erwarteten Fehlausrichtung schließen eine Doppelreihe aus.
5. Überprüfen Sie die Geräusch- und Vibrationsgrenzwerte anhand der Gerätespezifikation.
6. Überprüfen Sie die Verfügbarkeit und Lieferzeit. Einreihige Lager sind in den meisten Familien 6000, 6200 und 6300 auf Lager; Bei zweireihigen Serien dauert die Beschaffung oft länger.

Die folgende Scorecard fasst den Vergleich zusammen.

Für die meisten Maschinen Das einreihige Rillenkugellager ist der richtige Ausgangspunkt . Es ist zuverlässig, wirtschaftlich und leicht zu beschaffen. Wenn die Lebensdauerberechnung besagt, dass die einreihige Einheit im verfügbaren Bauraum nicht die erforderliche Nennleistung erreichen wird, wechseln Sie zu einer zweireihigen oder abgedichteten zweireihigen Schrägkontakteinheit, wenn der Schmierzugang schlecht ist.

Bevor Sie eine Teilenummer festlegen, überprüfen Sie diese Leitfaden zur Auswahl von Rillenkugellagern und die Leitfaden zum Vergleich von Schrägkugellagern ; Beide erläutern die Nennwerte und Betriebsgrenzen, die bei der Beschaffung von Bedeutung sind. Die Shanghai Yinin Bearing & Transmission Company bietet im gesamten Katalog einreihige und zweireihige Kugellagerfamilien an, sodass Technik- und Einkaufsteams die tatsächliche Lagerverfügbarkeit vergleichen können, anstatt auf theoretischen Seiten zu arbeiten.