Два подшипника в одном узле: как работают две опоры на валу, парные и упорные подшипники

Два подшипника в одном механизме — обычная схема промышленного оборудования. Вал редко удерживается одной опорой: чаще его поддерживают два подшипника, расположенные на расстоянии друг от друга. Такая схема задаёт положение вала, воспринимает радиальные и осевые нагрузки, ограничивает перекос и позволяет распределить нагрузку между опорами.

Но запрос «два подшипника» может означать несколько разных вещей: два отдельных подшипника на одном валу, парную установку радиально-упорных подшипников, два упорных подшипника, фиксирующую и плавающую опоры, либо один подшипник, закрытый с двух сторон. Это разные конструкции, и путать их при подборе нельзя.

Для выбора конкретной конструкции можно перейти в каталог подшипников, а для понимания компоновки — в статью «Схема подшипников: расположение опор и дуплекс DB/DF/DT».

Зачем на валу ставят два подшипника

Один подшипник может удерживать вал радиально, но для устойчивого положения вращающегося вала обычно нужны две разнесённые опоры. Расстояние между ними создаёт базу, которая сопротивляется наклону вала и воспринимает изгибающий момент.

Два подшипника позволяют:

• поддерживать вал в двух точках;
• распределять радиальную нагрузку;
• задавать осевое положение;
• воспринимать нагрузку в одном или двух осевых направлениях;
• компенсировать тепловое удлинение;
• повышать жёсткость узла;
• контролировать люфт и преднатяг;
• создавать устойчивую опору длинного вала.

Два подшипника на валу: самая распространённая схема

Типичная промышленная компоновка выглядит так:

Так работают электродвигатели, насосы, редукторы, вентиляторы, конвейерные барабаны, станки, компрессоры и многие другие машины.

Фиксирующий и плавающий подшипник

Одна из самых важных схем с двумя подшипниками — фиксирующая + плавающая опора.

Почему нельзя всегда жёстко зажимать два подшипника

Если длинный вал нагревается, он удлиняется. Если оба подшипника жёстко зафиксированы в осевом направлении и схема не предусматривает компенсацию, в подшипниках возникает дополнительная осевая нагрузка.

Последствия:

• рост температуры;
• уменьшение рабочего зазора;
• повышенный шум;
• ускоренный износ дорожек;
• перегрузка сепаратора;
• преждевременный отказ.

Подробнее о рабочем зазоре: «Зазоры подшипников».

Какие подшипники используют как плавающую опору

Осевое перемещение может обеспечиваться двумя способами:

• внутри самого подшипника;
• за счёт скользящей посадки одного из колец в корпусе или на валу.

Классический пример внутренней компенсации — цилиндрический роликовый подшипник определённого конструктивного исполнения, где одно кольцо может перемещаться относительно другого в осевом направлении.

Два радиальных шариковых подшипника на валу

Шариковые радиальные подшипники часто устанавливаются по одному на каждом конце вала. Они воспринимают основную радиальную нагрузку и, в зависимости от конструкции и условий, ограниченную осевую нагрузку.

Такую схему часто используют в:

• электродвигателях;
• вентиляторах;
• небольших насосах;
• ременных приводах;
• редукторах;
• общем промышленном оборудовании.

Два радиально-упорных подшипника

Если осевая нагрузка значительна, применяют два шариковых радиально-упорных подшипника. У однорядного радиально-упорного подшипника есть направление восприятия осевой нагрузки, поэтому два подшипника можно ориентировать разными способами.

Дуплекс: два подшипника спина к спине — DB

Схема DB (back-to-back, спина к спине) — линии давления расходятся наружу. Такая пара обладает высокой моментной жёсткостью и хорошо сопротивляется опрокидывающему моменту.

Её применяют в:

• шпинделях;
• редукторах;
• точных приводах;
• узлах с осевой нагрузкой в обе стороны.

Два подшипника лицом к лицу — DF

В схеме DF (face-to-face, лицом к лицу) линии давления сходятся внутрь. Такая компоновка обычно менее жёсткая к моменту, чем DB, но лучше переносит небольшой перекос между опорами.

Два подшипника тандемом — DT

DT (tandem) означает, что оба радиально-упорных подшипника ориентированы в одном направлении. Тогда осевая нагрузка одного направления распределяется между двумя подшипниками.

Но такая пара сама по себе не воспринимает осевую нагрузку противоположного направления — для этого нужен дополнительный элемент схемы.

DB, DF и DT — сравнительная таблица

Более подробно эти схемы разобраны в статье «Схема подшипников».

Два конических роликовых подшипника

Пара конических роликовых подшипников используется для высокой комбинированной радиально-осевой нагрузки.

Конические подшипники часто устанавливают навстречу друг другу. После монтажа регулируют осевой зазор или преднатяг.

Для такой пары критичны:

• правильная ориентация;
• положение наружных колец;
• затяжка регулировочной гайки;
• температурный режим;
• смазка;
• контроль осевого зазора.

Почему нельзя просто затянуть два конических подшипника до упора

Чрезмерная затяжка создаёт высокий преднатяг. Вал может вращаться «без люфта», но после запуска подшипники быстро нагреются, потому что рабочий зазор станет недостаточным.

Правильная регулировка определяется технической документацией самого узла.

Два упорных подшипника

Запрос «два упорных подшипника» обычно связан с необходимостью воспринимать осевую нагрузку в двух направлениях или с конструкцией, где одна опора работает на усилие в одну сторону, а вторая — в противоположную.

Для этого используют шариковые упорные либо роликовые упорные подшипники.

Два одинарных упорных или один двойной упорный?

Эти решения могут выполнять похожую функцию, но конструктивно они не всегда взаимозаменяемы.

Два сферических подшипника на длинном валу

На длинном валу могут использоваться два сферических роликовых подшипника, особенно если возможны прогиб или небольшая несоосность опор.

Но даже сферическая конструкция не отменяет вопрос теплового удлинения. Одна из опор всё равно должна позволять необходимое осевое перемещение в соответствии с расчётной схемой.

Два цилиндрических роликовых подшипника

Такая схема применяется в тяжёлых редукторах, станках и приводах, где нужна высокая радиальная жёсткость. Но конкретные исполнения NU, NJ, N, NUP различаются способностью фиксировать вал по оси.

Нельзя считать два цилиндрических роликовых подшипника одинаковыми только по размерам.

Два подшипника рядом друг с другом

Если два подшипника стоят вплотную, это может быть:

• дуплексная пара;
• тандем;
• две независимые радиальные опоры;
• комплект с дистанционным кольцом;
• два конических подшипника;
• специальная многоподшипниковая кассета.

У каждой схемы свой осевой зазор, преднатяг и направление нагрузки.

Два подшипника или один двухрядный

Очень важное различие: два отдельных однорядных подшипника и один двухрядный подшипник — не одно и то же.

Два опорных подшипника

Запрос «два опорных подшипника» неоднозначен. В промышленности «опорным» могут назвать:

• обычную радиальную опору вала;
• упорный подшипник;
• корпусный подшипниковый узел;
• одну из двух опор длинного вала.

Поэтому при заявке лучше указывать конкретный тип и маркировку, а не только слово «опорный».

Два подшипника с разной нагрузкой

Нагрузка между опорами редко распределяется строго 50/50. Распределение зависит от:

• расстояния между опорами;
• положения шестерни, шкива или рабочего колеса;
• радиальной силы;
• осевой силы;
• жёсткости вала;
• преднатяга;
• посадок;
• деформации корпуса.

Если нагрузка приложена между двумя подшипниками

Когда шестерня или шкив расположен между опорами, вал работает как балка на двух опорах. Реакции подшипников рассчитываются по положению внешней силы относительно каждой опоры.

Чем ближе сила к одному подшипнику, тем большая доля радиальной нагрузки обычно приходится на него.

Если нагрузка расположена за пределами двух опор

При консольном расположении шкива, рабочего колеса или шестерни одна из опор может получать существенно большую нагрузку, а пара дополнительно воспринимает изгибающий момент.

Такой узел нельзя рассчитывать простым делением общей силы на два.

Люфт между двумя подшипниками

В парной схеме люфт может возникать не только внутри каждого подшипника, но и из-за:

• осевого зазора между опорами;
• неправильной регулировки конической пары;
• разбитой посадки;
• перемещения наружного кольца;
• неправильного дистанционного кольца.

Диагностика: «Люфт подшипника».

Преднатяг двух подшипников

Преднатяг применяют, когда нужно:

• увеличить жёсткость;
• уменьшить осевое перемещение;
• улучшить точность вращения;
• стабилизировать положение вала.

Но слишком большой преднатяг повышает трение и температуру. Для прецизионных пар используют согласованные исполнения производителя и заданные схемы монтажа.

Можно ли менять только один из двух подшипников

Иногда можно, но решение зависит от схемы. Если два подшипника работают как согласованная пара, особенно в прецизионном дуплексе, замена одного элемента может нарушить заданный преднатяг и точность.

Если это две независимые опоры обычного двигателя или редуктора, второй подшипник всё равно желательно проверить по:

• шуму;
• вибрации;
• зазору;
• состоянию дорожек;
• смазке;
• посадке.

Два одинаковых подшипника или разные

На одном валу могут стоять как одинаковые, так и разные подшипники. Например:

• два одинаковых радиальных шариковых;
• радиально-упорный + цилиндрический плавающий;
• сферический + сферический с разной фиксацией;
• два конических одной серии;
• радиальный + упорный.

Главное — функциональная совместимость схемы, а не визуальная одинаковость деталей.

Подшипник с двух сторон — что значит этот запрос

Запрос «подшипник с двух сторон» часто означает не два подшипника, а один подшипник, закрытый с обеих сторон. Это совершенно другой поисковый интент.

Обычно речь идёт об обозначениях:

• 2RS — уплотнения с двух сторон;
• ZZ / 2Z — металлические защитные шайбы с двух сторон.

Подробнее: «Закрытый или открытый подшипник: ZZ, 2RS, RS и Z».

Подшипники закрытые с двух сторон

Закрытый с двух сторон подшипник обычно уже имеет заводскую смазку и защиту внутреннего пространства. Это удобно для электродвигателей, механизмов без централизованной системы смазки и загрязнённой среды.

Но 2RS и ZZ работают по-разному:

Подшипники с двумя защитными шайбами

Запрос «подшипники с двумя защитными шайбами» относится к исполнениям ZZ/2Z. Для отечественных шариковых радиальных однорядных подшипников с защитными шайбами используется ГОСТ 7242-2021.

Подшипники с уплотнениями с двух сторон

Для шариковых радиальных подшипников с уплотнениями существует ГОСТ 8882-75.

При подборе импортного аналога дополнительно проверяют тип контакта уплотнения, температурный диапазон и заводскую смазку.

Два типа подшипников — качения и скольжения

Ещё один запрос из кластера — «два типа подшипников». На самом верхнем уровне механические опоры действительно можно разделить на:

• подшипники качения — шарики или ролики катятся по дорожкам;
• подшипники скольжения — поверхности скользят относительно друг друга.

Но внутри каждого класса существуют десятки конструкций, поэтому это только начальная классификация.

Как правильно ставить два подшипника

До монтажа нужно определить:

1. какая опора фиксирующая;
2. какая плавающая;
3. где воспринимается осевая нагрузка;
4. нужен ли преднатяг;
5. какой внутренний зазор допустим;
6. может ли вал удлиняться при нагреве;
7. какая посадка требуется каждому кольцу.

Полная инструкция: «Как ставить подшипник правильно».

Почему два новых подшипника могут шуметь после установки

Причины:

• оба кольца зажаты в осевом направлении;
• слишком большой преднатяг;
• неправильный зазор;
• перекос опор;
• повреждение при запрессовке;
• неверная ориентация радиально-упорной пары;
• неподходящая смазка.

Диагностический материал: «Шумит подшипник».

ГОСТы, связанные со схемой из двух подшипников

Как выбрать два подшипника для одного вала

Нужно знать:

• диаметр вала;
• расстояние между опорами;
• положение нагрузки;
• радиальную силу;
• осевую силу;
• обороты;
• температуру;
• нужную жёсткость;
• допустимое осевое перемещение;
• тип смазки.

После этого выбирают не просто «два одинаковых подшипника», а схему опор.

Что прислать для подбора двух подшипников

Если неизвестно, какая пара нужна, можно прислать:

• чертёж узла;
• эскиз расположения опор;
• маркировку старых подшипников;
• d × D × B;
• обороты;
• нагрузку;
• температуру;
• фото посадочных мест;
• описание проблемы — нагрев, люфт, шум или разрушение.

Для поиска аналогов используйте «Кроссы подшипников».

Купить два подшипника для промышленного узла

«Первый Подшипник Групп» поставляет шариковые, роликовые, радиально-упорные, конические, сферические и упорные подшипники. Если в узле используется пара, можно прислать оба обозначения или схему оборудования — мы проверим, одинаковые ли это подшипники, как они ориентированы и можно ли предложить другой бренд без изменения функции.

Телефон: +7 (495) 148-64-44
E-mail: zakaz@podgroup.ru

Частые вопросы

Зачем на валу два подшипника?

Чтобы поддерживать вал в двух точках, распределять нагрузку, задавать осевое положение и обеспечивать жёсткость.

Можно ли ставить два одинаковых подшипника?

Да, если расчётная схема это допускает. Но даже одинаковые подшипники могут выполнять разные функции — фиксирующую и плавающую.

Что такое два подшипника спина к спине?

Это дуплекс DB: два радиально-упорных подшипника ориентированы так, что линии давления расходятся наружу.

Что такое два подшипника лицом к лицу?

Это схема DF, где линии давления сходятся внутрь.

Что такое два подшипника тандемом?

DT — оба радиально-упорных подшипника ориентированы в одном направлении и совместно воспринимают осевую нагрузку этого направления.

Почему один подшипник должен быть плавающим?

Чтобы длинный вал мог компенсировать тепловое удлинение без появления лишней осевой нагрузки.

Два подшипника и двухрядный подшипник — одно и то же?

Нет. Два отдельных подшипника дают больше свободы в компоновке, а двухрядный является одной заводской конструкцией.

Можно ли заменить два упорных одним двойным?

Только после проверки размеров, направления нагрузки, осевой компоновки и конструкции узла.

Можно ли поменять только один из двух подшипников?

Иногда да, но согласованные дуплексные пары и изношенные комплектные опоры требуют отдельной оценки.

Почему два подшипника греются?

Частые причины — отсутствие плавающей опоры, высокий преднатяг, неправильный зазор, перекос или монтажная ошибка.

Что значит «подшипник с двух сторон»?

Часто пользователь имеет в виду один подшипник, закрытый с обеих сторон: 2RS или ZZ/2Z.

Что такое подшипники с двумя защитными шайбами?

Это закрытые металлическими шайбами исполнения типа ZZ/2Z.

Что лучше — 2RS или ZZ?

2RS обычно лучше защищает от загрязнения, ZZ обычно создаёт меньше дополнительного трения. Выбор зависит от режима.

Как распределяется нагрузка между двумя подшипниками?

По расчёту реакций опор. Она зависит от положения внешней силы и расстояния между подшипниками и редко равна ровно 50/50.

Можно ли поставить два подшипника вплотную?

Да, если это предусмотренная схема — например DB, DF, DT или коническая пара. Для неё должны быть правильно заданы ориентация и преднатяг.

Как понять, какой из двух подшипников фиксирующий?

По схеме осевой фиксации колец, заплечикам, крышкам, гайкам и возможности второго подшипника перемещаться в осевом направлении.

Два подшипника: итог

Два подшипника на одном валу — это не просто две одинаковые детали. Вместе они образуют расчётную систему опор. Одна опора может фиксировать вал, вторая — компенсировать тепловое удлинение; радиально-упорная пара может работать DB, DF или DT; конические подшипники требуют регулировки; два упорных могут воспринимать осевую нагрузку в противоположных направлениях.

При этом запросы «подшипник с двух сторон», «подшипники закрытые с двух сторон» и «подшипники с двумя защитными шайбами» относятся уже к другой теме — одному подшипнику с двухсторонней защитой 2RS или ZZ.

Правильная последовательность выбора пары: вал → нагрузка → расстояние между опорами → осевая фиксация → тепловое расширение → тип подшипников → DB/DF/DT или фиксирующая/плавающая схема → зазор/преднатяг → посадка → смазка.