Jedna od značajki koje definiraju sferni valjkasti ležajevi je raspored dva reda kotrljajućih tijela (obično cilindričnih ili bačvastih valjaka) koji idu paralelno s osovinom. Ovaj dizajn omogućuje ležaju da istovremeno podnosi radijalna i aksijalna opterećenja u dva smjera. Distribucijom opterećenja na dva reda valjaka, sferični valjkasti ležajevi mogu podnijeti mnogo veća opterećenja u usporedbi s ležajevima s jednim redom, što ih čini idealnim za primjene koje uključuju teške strojeve ili opremu izloženu značajnim naprezanjima.
Sferični vanjski prsten ležaja još je jedna ključna značajka dizajna koja značajno utječe na njegovu nosivost. Vanjski prsten je konkavnog (sferičnog) oblika, što omogućuje ležaju prilagođavanje aksijalnih neusklađenosti. Ovaj dizajn omogućuje valjcima da zadrže dosljedan kontakt s trkaćom stazom, čak i kada je osovina malo neporavnata. Sferni oblik pomaže u ravnomjernijoj raspodjeli primijenjenog opterećenja preko valjaka, smanjujući rizik od lokalnog naprezanja i trošenja. To rezultira većom sposobnošću podnošenja radijalnih opterećenja i smanjuje vjerojatnost kvara ležaja zbog neusklađenosti ili iskrivljenog opterećenja.
U sfernim valjkastim ležajevima, valjci su obično postavljeni pod kutom u odnosu na os ležaja, što pomaže u nošenju aksijalnih opterećenja. Ovaj dizajn kutnog kontakta omogućuje valjcima da učinkovitije podnose radijalna opterećenja (djeluju okomito na osovinu) i aksijalna opterećenja (djeluju duž osi osovine). Orijentacija valjaka također povećava njihovu kontaktnu površinu s unutarnjim prstenom, što poboljšava raspodjelu opterećenja i pridonosi većem ukupnom kapacitetu nosivosti ležaja. Sposobnost podnošenja kombiniranih opterećenja (i radijalnih i aksijalnih) bez značajnih deformacija ili oštećenja jedan je od razloga zašto su sferni valjkasti ležajevi izvrsni u teškim primjenama.
Unutarnja geometrija sferičnih valjkastih ležajeva osigurava da valjci stvaraju velika kontaktna područja s unutarnjim i vanjskim kanalima. Ova velika kontaktna površina pomaže u ravnomjernoj raspodjeli opterećenja na više točaka, smanjujući pritisak na bilo koju točku ležaja. Ova raspodjela opterećenja poboljšava kapacitet nosivosti ležaja i smanjuje vjerojatnost trošenja ili oštećenja staza za klizanje i valjaka, čak i pod uvjetima visokog opterećenja.
Sferični valjkasti ležajevi dizajnirani su za samoporavnavanje, što je ključna značajka za zahtjevne primjene gdje može doći do neusklađenosti vratila zbog toplinskog širenja, otklona ili netočnosti pri montaži. Samoporavnavajući dizajn pomaže u održavanju ravnomjernog kontakta valjka s kanalima, čak i kada osovina nije savršeno poravnata. To smanjuje mogućnost neravnomjerne raspodjele opterećenja, sprječava lokalizirani stres i povećava sposobnost ležaja da podnese veća opterećenja bez kvara. Veća fleksibilnost za toleriranje neusklađenosti dok još uvijek podržava značajna radijalna i aksijalna opterećenja jedan je od razloga zašto se sferični valjkasti ležajevi obično koriste u izazovnim uvjetima.
Dizajn samih valjaka, kao što su njihov promjer, duljina i oblik, igra značajnu ulogu u povećanju nosivosti. U sfernim valjkastim ležajevima, valjci su obično veći i imaju bačvasti ili konusni oblik, što pomaže u povećanju kontaktne površine za nošenje tereta. Ova optimizirana geometrija osigurava da je opterećenje ravnomjernije raspoređeno po valjcima, smanjujući rizik od točkastog opterećenja, preranog trošenja i ranog kvara. Veća kontaktna površina i optimizirana geometrija valjaka povećavaju ukupnu nosivost ležaja.
Unutarnja geometrija sferičnih kotrljajućih ležajeva također doprinosi njihovoj krutosti, što dodatno povećava njihovu nosivost. Čvršći ležajevi bolje se odupiru deformacijama pod teškim opterećenjima, osiguravajući da se opterećenje dosljedno nosi bez ugrožavanja performansi ili vijeka trajanja ležaja. Sposobnost održavanja krutosti u uvjetima visokog opterećenja omogućuje sferičnim valjkastim ležajevima da učinkovito podnose radijalne i aksijalne sile, što ih čini prikladnima za teške strojeve i opremu.
