Hírek

Hogyan készülnek a golyóscsapágyak golyói?

A golyóscsapágy egy vagy több golyósorból áll, amelyeket egy ketrec tart egy belső és egy külső gyűrű, az úgynevezett futópálya között, emellett számos egyéb jellemzővel rendelkezik, beleértve a kenőanyagot védő tömítéseket és a csapágyat a helyén tartó csavarokat.Ez a cikk csak a csapágy fő összetevőit, nevezetesen a futópályát, a golyókat és a ketrecet tekinti át.

A legtöbb csapágy és csapágykomponens acélból készül, a leggyakrabban használt a SAE 52100 csapágyacél, egy 1% szénnel és 1,5% krómmal ötvözött krómacél, ez az anyag 120°C feletti hőmérsékleten is stabil. Általában a ketrecek poliamid műanyagból készülnek, amelynek előállítása olcsóbb, de nem alkalmas a zord környezetben való használatra, különösen a magas hőmérsékletű alkalmazásokban.

A belső és a külső futópálya nagyon hasonló eljárással készül, automatizált gépek segítségével vágják az acélcsövet a futópálya alapformájára, kis mennyiségű kiegészítő anyagot hagyva meg a fűtési folyamat során fellépő vetemedés kezelésére, a külső gyűrűre pedig rábélyegzik a csapágyszámot és a gyártó adatait.

A gyűrűket ezután hőkezelő kemencében keményítik, és az alkatrész méretétől függően 20 perctől több óráig terjedő idő alatt körülbelül 1550 Fahrenheit-fokig (840 Celsius-fok) hevítik, majd olajban lehűtik, és egy második kemencében körülbelül 300 Fahrenheit-fokon (148 Celsius-fok) temperálják, amely folyamat a futófelületeket egyszerre teszi keménnyé és tartóssá.

A futópálya minden részét le kell csiszolni, hogy a csapágy szélessége, sugara, ülőhelye és geometriája megfelelő legyen, és néhány csapágy esetében (például a szögcsapágyaknál) a folyamat későbbi szakaszában további csiszolásra van szükség a gyűrűk méretpontosságának biztosítása érdekében.

A csapágygolyókat nagyon precíz eljárással gyártják. A tökéletesen kerek és sima golyó minimalizálja a súrlódást a csapágyon belül, amely a kész golyó kialakításához szükséges anyagot tartalmazó huzalként vagy rúdként kezdődik, majd egy "hidegfejezésnek" nevezett eljárásnak vetik alá, amelynek során a huzal végei egymásnak ütköznek, hogy golyót alkossanak. A folyamat során a huzal végei ütköznek egymással, hogy golyót alkossanak.

A golyót ezután ismételten egy horonyba vezetik két öntöttvas korong között, amelyek közül az egyik forog, míg a másik mozdulatlan marad. A durva horony hatékonyan letépi a súrlódó peremet, így a golyó meglehetősen kerek, de a későbbi köszörüléshez kissé túlméretezett lesz, majd a golyókat egy futópálya-szerű hőkezelésnek vetik alá a tartósság javítása érdekében, mielőtt a megfelelő méretűre és kerekségűre köszörülik.

Végül a golyókat egy csiszológépbe viszik, amely egy puha öntöttvas koronggal csiszolja őket, hasonlóan a bukfenceléshez, de kisebb nyomással, és egy csiszolópasztát használnak, hogy a felület teljesen simává váljon, anélkül, hogy további anyag eltávolításra lenne szükség, és a golyókat 8-10 órán át hagyják a csiszológépben, hogy teljesen sima golyókat kapjanak.

A ketrec a csapágy része, és számos különböző anyagból készülhet, acél- vagy fémketrecek esetében a ketrecet egy vékony fémdarabból préselik, és egy öntőforma-szerű szerkezetbe helyezik, amely a ketrecet a megfelelő formára hajlítja, majd a ketrecet eltávolítják, és készen áll az összeszerelésre, műanyag ketrecek esetében egy "fröccsöntésnek" nevezett eljárást használnak, ahol az olvadt fémet a ketrecbe nyomják, hogy sima felületet hozzanak létre az anyag további eltávolítása nélkül. Műanyag ketrecek esetében a "fröccsöntés" nevű eljárást alkalmazzák, ahol az olvadt műanyagot egy formába fecskendezik, majd formára keményítik.

A fent leírt eljárás után az összes csapágyrész teljes, és a csapágyak összeszerelhetők. Először a belső futófelületet helyezik a külső futófelületbe, majd a golyókat helyezik be és egyenletesen elosztják a futófelületek között, végül a golyók rögzítésére ketreceket szerelnek be, a műanyag ketrecek könnyen a helyükre pattannak, míg az acél ketreceket általában össze kell szegecselni, végül a csapágyat rozsdagátlóval vagy más, az adott alkalmazásnak megfelelő speciális felületkezeléssel bevonják, és csomagolják szállításra.

A golyóscsapágyak előállítása olcsó, és évszázadok óta kedveltek, de léteznek a golyóscsapágyaknak hatékonyabb konstrukciói is, például a mágneses lebegtetésű csapágyak, amelyek mágneseket vagy sűrített levegőt használnak, hogy két tárgy ne kerüljön teljesen érintkezésbe, amelyek súrlódása nulla, mivel a szerkezetek között nincs közvetlen érintkezés, és ezért kibírják az ultranagy forgási sebességeket, még ha a fénysebességgel való forgás lehetséges is, de előállításuk és működtetésük túl költséges, ezért nagyrészt kihasználatlanok.

Golyók is van egy nagyon sci-fi gyártási folyamat, mint például a gyártás "űrgolyó", csapágy golyó az űrsikló gyártás, olvasztott acél szabadon lebegő zéró gravitáció, a kialakulása teljes és tökéletes gömb, azonban ez a gyártási módszer is drágább, mint az őrlés öntés.