Nyheder

Hvordan fremstilles kugler i kuglelejer?

A Kugleleje består af en eller flere rækker kugler, der ved hjælp af et bur holdes mellem en indre og ydre ring, der kaldes løbebanen, foruden en række andre funktioner, herunder tætninger til at beskytte smøremidlet og skruer til at holde lejet på plads. Denne artikel vil kun gennemgå hovedkomponenterne i et leje, nemlig løbebanen, kuglerne og buret.

De fleste lejer og lejekomponenter er lavet af stål, det mest anvendte er SAE 52100 lejestål, et kromstål legeret med 1% kulstof og 1,5% krom, dette materiale er stabilt ved temperaturer på over 120°C. Almindeligvis er burene lavet af polyamidplast, som er billigere at producere, men som ikke er egnet til brug i barske miljøer, især ikke ved høje temperaturer.

De indre og ydre løbebaner fremstilles ved hjælp af en meget lignende proces, hvor automatiserede maskiner skærer stålrøret til løbebanens grundform og efterlader en lille mængde ekstra materiale til at håndtere skævvridning under opvarmningsprocessen, og den ydre ring er stemplet med lejernes nummer og producentens oplysninger.

Ringene hærdes derefter i en varmebehandlingsovn og opvarmes til ca. 840 grader i et tidsrum på 20 minutter til flere timer, afhængigt af delens størrelse, hvorefter de afkøles i olie og hærdes i en anden ovn ved ca. 148 grader, en proces, der gør løbebanerne både hårde og holdbare.

Hver del af løbebanen skal slibes for at sikre, at lejets bredde, radius, siddeposition og geometri er korrekt, og for nogle lejer (f.eks. vinkelkontaktlejer) kræves der yderligere slibning senere i processen for at sikre, at ringene er dimensionelt nøjagtige.

Lejekugler fremstilles gennem en meget præcis proces. En perfekt rund og glat kugle minimerer friktionen i lejet, som begynder som en tråd eller stang, der indeholder det nødvendige materiale til at danne den færdige kugle, og derefter udsættes for en proces, der kaldes "cold heading", hvor trådens ender kolliderer med hinanden for at danne en kugle. Under denne proces kolliderer trådens ender med hinanden for at danne en kugle.

Kuglen føres derefter gentagne gange ind i en rille mellem to støbejernsskiver, hvoraf den ene roterer, mens den anden forbliver stationær. Den grove rille river effektivt kanten væk, så kuglen bliver nogenlunde rund, men en smule overdimensioneret til den efterfølgende slibning, og kuglerne udsættes derefter for en varmebehandlingsproces, der minder om en racerbane, for at forbedre holdbarheden, før de slibes til den rette størrelse og rundhed.

Til sidst flyttes kuglerne til en kværn, som polerer dem med en blød støbejernsskive, ligesom i tumblingprocessen, men med mindre tryk, og der bruges en poleringspasta til at gøre overfladen helt glat uden behov for yderligere fjernelse af materiale, og kuglerne efterlades i kværnen i 8-10 timer for at producere helt glatte kugler.

Buret er en del af lejet og kan være lavet af en række forskellige materialer, for stålbure eller metalbure er buret stemplet af et tyndt stykke metal og placeret i en formlignende struktur, der bøjer buret i den rigtige form, buret fjernes derefter og er klar til montering, for plastbure bruges en proces kaldet "sprøjtestøbning", hvor smeltet metal presses ind i buret for at skabe en glat overflade uden yderligere fjernelse af materiale. Til plastbure bruges en proces, der kaldes "sprøjtestøbning", hvor smeltet plast sprøjtes ind i en form og derefter hærdes til form.

Efter en proces som den, der er beskrevet ovenfor, er alle lejedele komplette, hvorefter lejerne kan samles. Først placeres den indre løbebane inden i den ydre løbebane, derefter indsættes kuglerne og fordeles jævnt mellem løbebanerne, til sidst installeres bure for at holde kuglerne på plads, plastbure klikker let på plads, mens stålbure normalt skal nittes sammen, og til sidst overtrækkes lejet med en rusthæmmer eller anden særlig overfladebehandling til den pågældende anvendelse og pakkes til forsendelse.

Kuglelejer er billige at producere og har været foretrukket i århundreder, men der er mere effektive konstruktioner af kuglelejer, såsom magnetiske levitationslejer, der bruger magneter eller trykluft til at forhindre to objekter i at komme i fuldstændig kontakt, som har nul friktion, fordi der ikke er nogen direkte kontakt mellem strukturerne og derfor kan modstå ultrahøje rotationshastigheder, selv om rotation med lysets hastighed er mulig, men de er for dyre at producere og drive og er derfor stort set ubrugte.

Kugler har også en meget sci-fi-produktionsproces, såsom fremstilling af "rumkugle", lejekugle i rumfærgeproduktionen, smeltet stål, der flyder frit i nul tyngdekraft, dannelsen af komplet og perfekt kugle, men denne fremstillingsmetode er også dyrere end slibestøbning.