Uutiset

Miten kuulalaakereiden pallot valmistetaan?

A kuulalaakeri Laakeri koostuu yhdestä tai useammasta kuularivistä, jotka on pidetty häkin avulla sisemmän ja ulomman renkaan eli juoksuradan välissä, sekä useista muista ominaisuuksista, kuten tiivisteistä voiteluaineen suojaamiseksi ja ruuveista laakerin pitämiseksi paikallaan.Tässä artikkelissa tarkastellaan vain laakerin pääkomponentteja eli juoksurataa, kuulia ja häkkiä.

Useimmat laakerit ja laakerin osat on valmistettu teräksestä, ja yleisimmin käytetään SAE 52100 -laakeriterästä, joka on kromiteräs, jossa on 1% hiiltä ja 1,5% kromia; tämä materiaali on stabiili yli 120 °C:n lämpötiloissa. Yleisesti häkit valmistetaan polyamidimuovista, joka on halvempi valmistaa, mutta joka ei sovellu käytettäväksi kovissa ympäristöissä eikä varsinkaan korkean lämpötilan sovelluksissa.

Sisempi ja ulompi juoksukehä valmistetaan hyvin samanlaisella prosessilla, jossa teräsputki leikataan automaattikoneilla juoksukehän perusmuotoon, ja siihen jätetään pieni määrä lisämateriaalia, jotta se ei vääntyisi lämmitysprosessin aikana. Ulompi rengas leimataan laakerin numerolla ja valmistajan tiedoilla.

Tämän jälkeen renkaat kovetetaan lämpökäsittelyuunissa ja kuumennetaan noin 1 550 celsiusasteeseen (840 celsiusastetta) 20 minuutista useisiin tunteihin osan koosta riippuen, minkä jälkeen ne jäähdytetään öljyssä ja karkaistaan toisessa uunissa noin 300 celsiusasteessa (148 celsiusastetta), mikä tekee juoksuradoista sekä kovia että kestäviä.

Juoksuradan jokainen osa on hiottava sen varmistamiseksi, että laakerin leveys, säde, istukan sijainti ja geometria ovat oikeat, ja joissakin laakereissa (kuten kulmalaakereissa) tarvitaan myöhemmin prosessin aikana lisähiontaa, jotta renkaat ovat mittatarkat.

Laakerikuulat valmistetaan erittäin tarkalla prosessilla. Täysin pyöreä ja sileä kuula minimoi kitkan laakerissa, joka alkaa langasta tai tangosta, joka sisältää valmiin kuulan muodostamiseen tarvittavaa materiaalia, ja jolle tehdään "kylmäkierteeksi" kutsuttu prosessi, jossa langan päät törmäävät toisiinsa muodostaen kuulan. Tämän prosessin aikana langan päät törmäävät toisiinsa muodostaakseen pallon.

Tämän jälkeen kuula syötetään toistuvasti kahden valurautaisen levyn väliseen uraan, joista toinen pyörii ja toinen pysyy paikallaan. Karkea ura irrottaa tehokkaasti kitkareunan, jolloin kuulasta tulee melko pyöreä, mutta hieman ylimitoitettu myöhempää hiontaa varten, ja kuulat käsitellään sen jälkeen juoksuradan kaltaisessa lämpökäsittelyssä kestävyyden parantamiseksi ennen kuin ne hiotaan oikean kokoisiksi ja pyöreiksi.

Lopuksi pallot siirretään hiomakoneeseen, jossa ne kiillotetaan pehmeällä valurautakiekolla, joka on samanlainen kuin tumbling-prosessi, mutta pienemmällä paineella, ja kiillotustahnaa käytetään tekemään pinnasta täysin sileä ilman, että materiaalia tarvitsee enää poistaa, ja pallot jätetään hiomakoneeseen 8-10 tunniksi, jotta saadaan täysin sileät pallot.

Häkki on osa laakeria, ja se voidaan valmistaa useista eri materiaaleista: teräs- tai metallihäkkien osalta häkki leikataan ohuesta metallipalasta ja asetetaan muotin kaltaiseen rakenteeseen, joka taivuttaa häkin oikeaan muotoon, minkä jälkeen häkki irrotetaan ja se on valmis kokoonpanoa varten; muovihäkkien osalta käytetään "ruiskupuristusta", jossa sulaa metallia puristetaan häkkiin sileän pinnan luomiseksi ilman, että materiaalia poistetaan. Muovihäkkien osalta käytetään "ruiskuvaluprosessia", jossa sulaa muovia ruiskutetaan muottiin ja kovetetaan muotoonsa.

Edellä kuvatun kaltaisen prosessin jälkeen kaikki laakerin osat ovat valmiita, minkä jälkeen laakerit voidaan koota. Ensin sisäkehä asetetaan ulkokehän sisälle, sen jälkeen kuulat asetetaan ja asetetaan tasaisesti kehien väliin, lopuksi asennetaan häkit pitämään kuulat paikoillaan. Muoviset häkit napsahtavat paikoilleen helposti, kun taas teräksiset häkit on yleensä niitattava yhteen, ja lopuksi laakeri pinnoitetaan ruosteenestoaineella tai muulla erityisellä pintakäsittelyllä tiettyä sovellusta varten ja pakataan lähetystä varten.

Kuulalaakerit ovat edullisia valmistaa, ja niitä on suosittu vuosisatojen ajan, mutta on olemassa tehokkaampia ratkaisuja, kuten magneettilevitaatiolaakerit, joissa käytetään magneetteja tai paineilmaa estämään kahden kappaleen täydellinen kosketus, ja joiden kitka on nolla, koska rakenteet eivät ole suoraan kosketuksissa toisiinsa, ja jotka kestävät näin ollen erittäin suuria pyörimisnopeuksia, vaikka valon nopeuden pyöriminen olisi mahdollista, mutta niiden valmistaminen ja käyttäminen on liian kallista, minkä vuoksi ne ovat suurelta osin käyttämättömiä.

Pallot on myös hyvin sci-fi tuotantoprosessi, kuten valmistus "avaruus pallo", laakeripallo avaruussukkulan valmistus, sulatettu teräs vapaasti kelluva painottomuudessa, muodostuminen täydellinen ja täydellinen pallo, mutta tämä valmistusmenetelmä on myös kalliimpi kuin hionta muottiin.