Подшипник) - Ball (bearing)

Несущий мячи особенные, сферические и гладкие мячи, чаще всего используется в шарикоподшипники, но также используется в качестве компонентов в таких вещах, как свободный ход механизмы. Шары бывают разных видов оценки. Эти оценки определяются такими органами, как Американская ассоциация производителей подшипников (ABMA), тело, которое 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.^[1]

Оценка

Шарики подшипников изготавливаются определенного сорта, который определяет их геометрические размеры. допуски. Классы варьируются от 2000 до 3, где чем меньше число, тем выше точность. Оценки пишутся «GXXXX», т.е. оценка 100 будет «G100».^[2]^[3] Более низкие сорта также имеют меньше дефектов, таких как лыски, ямки, мягкие пятна и порезы. Гладкость поверхности измеряется двумя способами: шероховатость поверхности и волнистость.^[3]

Размер означает максимально возможное расстояние между двумя точками на поверхности мяча, измеряемое двумя параллельными пластинами, контактирующими с поверхностью. Начальный размер - это номинальный диаметр шара, какой номинальный, или теоретический, диаметр шара. Затем определяется размер мяча путем измерения изменение диаметра шара, который представляет собой разницу между наибольшим и наименьшим измеренным диаметром. Для данного лота существует изменение диаметра партии, в чем разница между иметь в виду диаметр самого большого шара и самого маленького шара из лота.^[3]

Сферичность, или отклонение от сферической формы,^[3] 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 ограниченный с наименьшим возможным кругом, и разница между этим описанным кругом и номинальным диаметром шара является отклонением.^[3]

Допуски по классам для дюймовых размеров^[3]
Оценка	Диапазон размеров [дюйм]	Сферичность [дюйм]	Изменение диаметра партии [дюйм]	Допуск номинального диаметра шара [дюймы]	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

Допуски на классы для метрических размеров^[3]
Оценка	Сферичность [мм]	Изменение диаметра партии [мм]	Допуск на номинальный диаметр шара [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

Производство шариков подшипников зависит от материала, из которого они сделаны.

Металл

Металл шары начинаются как провод. Провод стрижен чтобы получить шарик с объемом, примерно равным шарику с желаемым Наружный диаметр (OD). Затем эта гранула возглавлял в грубую сферическую форму. Затем шарики загружаются в машину, которая убирать вспышки их. Машина делает это, подавая шары между двумя тяжелыми чугун^[4] или же закаленная сталь тарелки, называемые буровые пластины. 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 переменные машины - это величина приложенного давления, скорость пластин и время, на которое шарики остаются в машине.^[5]

Во время операции охлаждающая жидкость перекачивается между буровыми пластинами, потому что высокое давление между пластинами и трение создает значительное тепло. Высокое давление на шарики также вызывает холодная обработка, укрепляющий шары.^[5]

Иногда шары затем проходят через мягкий шлифование обработайте потом, чтобы повысить точность. Это делается на станке того же типа, но пластины рельсов заменены на шлифовальные камни.^[4]

Если шары стальные, то они термически обработанный. После термической обработки они очищенный от накипи для удаления любых остатков или побочных продуктов.^[4]

Затем шары твердая почва. Их шлифуют на той же машине, что и раньше, но либо в охлаждающую жидкость вводят абразив, либо вращающуюся пластину заменяют на очень твердую мелкозернистую. шлифовальный круг. На этом этапе можно получить шарики в пределах ± 0,0001 дюйма (0,0025 мм). Если шарам требуется более высокая точность, они притертый, опять же на той же машине. Однако на этот раз пластины риля изготовлены из более мягкого материала, обычно из чугуна, прикладывается меньшее давление, пластина вращается медленно. На этом этапе шарики подшипников приобретают блестящий вид и могут быть от 10 до 48.^[4]^[5]^[6]

Если требуется еще большая точность, обычно используются запатентованные химические и механические процессы.^[4]

В осмотр подшипниковых шариков было одним из тематических исследований в Фредерик Уинслоу Тейлор классика Принципы научного менеджмента.

Пластик

Пластиковые шарики подшипников изготавливаются так же, как описано выше.^[5]

Керамика

Диоксид циркония ZrO₂ подшипники

Керамические шарики подшипников изготовлены из спеченный материалы, которые затем шлифуются до размеров и формы, как указано выше. Общие материалы включают: нитрид кремния (Si
₃N
₄) и диоксид циркония (ZrO
₂).^[7]

Материалы

Общие материалы включают углеродистая сталь, нержавеющая сталь, хромированная сталь, латунь, алюминий, карбид вольфрама, платина, золото, титан, пластик. Другие менее распространенные материалы включают медь, монель, к-монель, вести, серебро, стекло, и ниобий.^[8]

Сравнение материалов для обычных шариков подшипников^[9]^{[нарушение авторских прав ]}
Материал	UNS 52100	Нержавеющая сталь 440C	M50	BG-42	REX-20	440NDUR	Хейнс 25	Si₃N₄	BECU	455	C276
Твердость [HRC]	60	58	62	62	66	60	50	70	40	50	40
Предел температуры [° F]	300	300	400	400	600	300	1200	1500	400	500	1000
Устойчивость к коррозии^{[м 1]}	1	3	1	2	1	4	5	5	1	4	5
Расходы^{[м 1]}	1	1	1	2	3	1	5	5	3	2	4
Доступность^{[м 1]}^{[требуется разъяснение ]}	1	1	2	2	2	4	5	3	3	2	4
Магнитный	Магнитный	Магнитный	Магнитный	Магнитный	Магнитный	Магнитный	Немагнитный	Немагнитный	Немагнитный	Магнитный	Магнитный
Электрическая проводимость	Проводящий	Проводящий	Проводящий	Проводящий	Проводящий	Проводящий	Проводящий	Непроводящий	Проводящий	Проводящий	Проводящий
Ограничение размера	Никто	Никто	Никто	Никто	Никто	Никто	1,5 дюйма (38 мм)	Без торсионной трубки^{[требуется разъяснение ]}	Никто	Никто	5 дюймов (130 мм)
Относительная грузоподъемность^{[м 1]}	3	2	4	4	5	3	1	5	1	1	1
Относительная усталость жизни^{[м 1]}	3	2	4	4	5	3	1	5	1	1	1

^ ^а ^б ^c ^d ^е Где 1 - самый низкий, а 5 - самый высокий

Сейсмическое использование

В Международный аэропорт Сан-Франциско Здание поддерживается 267 колоннами, каждая из которых опирается на стальной шар диаметром 5 футов (1,5 м). Мяч находится в вогнутом основании. Если землетрясение Когда колонны катятся на своих основаниях, земля может перемещаться на 20 дюймов (0,51 м) в любом направлении. Это эффективный способ отделить здание от движения земли. После окончания землетрясения колонны центрируются на своих основаниях под действием силы тяжести.^[10]^[11]

Смотрите также

Стальная дробь