Войти
Подшипник шары представляют собой специальные сферические и гладкие шарики, наиболее часто используемые в шарикоподшипниках, но также используемые в качестве компонентов в таких вещах, как механизмы свободного хода. Мячи бывают разных сортов. Эти классы определяются такими организациями, как Американская ассоциация производителей подшипников (ABMA), которая устанавливает стандарты точности шариков подшипников. Они производятся на машинах, специально разработанных для работы.
В 2008 году в США было произведено 5,778 миллиарда шариков подшипников.
Шарики подшипников изготавливаются по определенной марке, которая определяет их геометрические допуски. Классы варьируются от 2000 до 3, где чем меньше число, тем выше точность. Оценки пишутся «GXXXX», т.е. оценка 100 будет «G100». Более низкие сорта также имеют меньше дефектов, таких как лыски, ямки, мягкие пятна и порезы. Гладкость поверхности измеряется двумя способами: шероховатость поверхности и волнистость.
Размер означает максимально возможное расстояние на поверхности шариков по прямой линии, измеренное двумя параллельными пластинами. контактирует с поверхностью мяча. Начальный размер - это номинальный диаметр шара, который является номинальным или теоретическим диаметром шара. Затем размер шара определяется путем измерения отклонения диаметра шара, которое представляет собой разницу между наибольшим и наименьшим измерениями диаметра. Для данной партии существует различие в диаметре партии, которое представляет собой разницу между средним диаметром самого большого шара и самого маленького шара в партии.
Сферичность или отклонение от сферической формы, относится к тому, насколько мяч отклоняется от истинной сферической формы (от округлости). Это измеряется вращением шара относительно линейного преобразователя с измерительным усилием менее 4 граммов (0,14 унции). Результирующий полярный график затем описывается с наименьшим возможным кругом, и разница между этим описанным кругом и номинальным диаметром шара является отклонением.
| Сплав | Диапазон размеров [дюйм] | Сферичность [дюйм] | Изменение диаметра партии [дюйм] | Допуск номинального диаметра шарика [дюйм] | Максимальная шероховатость поверхности (Ra) [мкдюйм] |
|---|---|---|---|---|---|
| 3 | 0,006–2 | 0,000003 | 0,000003 | ± 0,00003 | 0,5 |
| 5 | 0,006–6 | 0,000005 | 0,000005 | ± 0,00005 | 0,8 |
| 10 | 0,006–10 | 0,00001 | 0,00001 | ± 0,0001 | 1,0 |
| 25 | 0,006–10 | 0,000025 | 0,000025 | ± 0,0001 | 2,0 |
| 50 | 0,006–10 | 0,00005 | 0,00005 | ± 0,0003 | 3,0 |
| 100 | 0,006– 10 | 0,0001 | 0,0001 | ± 0,0005 | 5,0 |
| 200 | 0,006–10 | 0,0002 | 0,0002 | >0,001 | 8,0 |
| 1000 | 0,006–10 | 0,001 | 0,001 | ± 0,005 |
| Марка | Сферичность [мм] | Изменение диаметра партии [мм] | Допуск номинального диаметра шарика [мм] | Максимальная шероховатость поверхности (Ra) [мкм] |
|---|---|---|---|---|
| 3 | 0,00008 | 0,00008 | ± 0,0008 | 0,012 |
| 5 | 0,00013 | 0,00013 | ± 0,0013 | 0,02 |
| 10 | 0,00025 | 0,00025 | ± 0,0013 | 0,025 |
| 25 | 0,0006 | 0,0006 | ± 0,0025 | 0,051 |
| 50 | 0,0012 | 0,0012 | ± 0,0051 | 0,076 |
| 100 | 0,0025 | 0,0025 | ±0,0127 | 0,127 |
| 200 | 0,005 | 0,005 | ± 0,025 | 0.203 |
| 1000 | 0.025 | 0.025 | ± 0,127 |
Производство шариков подшипников зависит от типа материала, из которого сделаны шары.
Металлические шары начинаются как проволока. Проволоку разрезают, чтобы получить таблетку с объемом, приблизительно равным объему шара с желаемым внешним диаметром (OD). Затем эту таблетку направляют в грубую сферическую форму. Затем шары загружаются в машину, которая устраняет мигание их. Машина делает это путем подачи шариков между двумя пластинами из тяжелого чугуна или закаленной стали, называемыми бороздками. Одна из пластин удерживается неподвижно, а другая вращается. В верхней пластине есть отверстие, позволяющее шарикам входить и выходить из бороздок. Эти пластины имеют мелкие кольцевые канавки, по которым идут шарики. Шарики проходят через машину достаточно долго, так что каждый шарик проходит через множество из этих канавок, что гарантирует, что каждый шарик имеет одинаковый размер, даже если конкретная канавка не соответствует спецификации. Управляемые параметры машины - это величина приложенного давления, скорость пластин и время, на которое шарики остаются в машине.
Во время работы охлаждающая жидкость прокачивается между пластинами канавок. потому что высокое давление между пластинами и трение вызывает значительное нагревание. Высокое давление, прикладываемое к шарам, также вызывает холодную обработку, которая упрочняет шары.
Иногда шары затем проходят через процесс мягкого измельчения для повышения точности. Это делается на станке того же типа, но пластины с бороздками заменяются на шлифовальные камни.
. Если шары стальные, они затем термообработаны. После термообработки их очищают от окалины для удаления любых остатков или побочных продуктов.
Затем шарики твердо измельчают. Их шлифуют на станке того же типа, что и раньше, но либо в охлаждающую жидкость вводят абразив, либо вращающуюся пластину заменяют очень твердым мелкозернистым шлифовальным кругом . На этом этапе можно получить шарики в пределах ± 0,0001 дюйма (0,0025 мм). Если шарикам требуется более высокая точность, то они притерты, опять же на станке того же типа. Однако на этот раз пластины риля сделаны из более мягкого материала, обычно из чугуна, давление меньше, пластина вращается медленно. Этот шаг - это то, что придает шарикам подшипников их блестящий вид и позволяет получить шарики между классами 10 и 48.
Если требуется еще большая точность, обычно используются запатентованные химические и механические процессы.
проверка шариков подшипников была одним из тематических исследований в классических принципах научного менеджмента Фредерика Уинслоу Тейлора.
Пластиковые шарики подшипников изготавливаются таким же образом, как описано выше.
Диоксид циркония ZrO 2 шарики подшипников Керамические шарики подшипников изготавливаются из спеченных материалов, которые затем шлифуются до размеров и формы, как указано выше. Общие материалы включают: нитрид кремния (Si. 3N. 4) и диоксид циркония (ZrO. 2).
Обычные материалы включают углеродистую сталь, нержавеющая сталь, хромовая сталь, латунь, алюминий, карбид вольфрама, платина, золото, титан, пластик. Другие менее распространенные материалы включают медь, монель, k-монель, свинец, серебро, стекло и ниобий.
| Материал | UNS 52100 | Нержавеющая сталь 440C | M50 | BG-42 | REX-20 | 440NDUR | Haynes 25 | Si3N4 | BECU | 455 | C276 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Твердость [HRC] | 60 | 58 | 62 | 62 | 66 | 60 | 50 | 70 | 40 | 50 | 40 |
| Температурный предел [° F] | 300 | 300 | 400 | 400 | 600 | 300 | 1200 | 1500 | 400 | 500 | 1000 |
| Коррозионная стойкость | 1 | 3 | 1 | 2 | 1 | 4 | 5 | 5 | 1 | 4 | 5 |
| Стоимость | 1 | 1 | 1 | 2 | 3 | 1 | 5 | 5 | 3 | 2 | 4 |
| Наличие | 1 | 1 | 2 | 2 | 2 | 4 | 5 | 3 | 3 | 2 | 4 |
| Магнитный | Магнитный | Магнитный | Магнитный | Магнитный | Магнитный | Магнитный | Немагнитный | Немагнитный | Немагнитный | Магнитный | Магнитный |
| Электропроводный | Проводящий | Проводящий | Проводящий | Проводящий | Проводящий | Проводящий | Проводящий | Непроводящий | Проводящий | Проводящий | Проводящий |
| Предельный размер | Нет | Нет | Нет | Нет | Нет | Нет | 1,5 дюйма (38 мм) | Без торсионной трубки | Нет | Нет | 5 дюймов (130 мм) |
| Относительная грузоподъемность | 3 | 2 | 4 | 4 | 5 | 3 | 1 | 5 | 1 | 1 | 1 |
| Относительная усталостная долговечность | 3 | 2 | 4 | 4 | 5 | 3 | 1 | 5 | 1 | 1 | 1 |
Здание Международного аэропорта Сан-Франциско поддерживается 267 колоннами, каждая из которых опирается на стальной шар диаметром 5 футов (1,5 м). Мяч находится в вогнутом основании. В случае землетрясения земля может сдвинуться на 20 дюймов (0,51 м) в любом направлении, поскольку колонны катятся по своим основаниям. Это эффективный способ отделить здание от движения земли. После окончания землетрясения колонны центрируются на своих основаниях под действием силы тяжести.
