 | Примеры и перспективы в этой статье относятся в первую очередь к Соединенным Штатам и не отражают общемировой взгляд на предмет . ( Октябрь 2014 г. ) ( Узнайте, как и когда удалить этот шаблон сообщения ) |
.jpg/440px-Bearing_up_or_Ballsup_(5530063440).jpg)
.jpg){kind=link}
Шарики подшипников - это специальные сферические и гладкие шарики , которые чаще всего используются в шарикоподшипниках , но также используются в качестве компонентов в таких устройствах, 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. [1]
Оценка [ править ]
Шарики подшипников изготавливаются определенного сорта, который 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». [2] [3] Более низкие сорта также имеют меньше дефектов, таких как плоские участки, 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 , 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 есть изменение диаметра много , что разница между средним диаметром наибольшего шара и наималейшим шаром лота. [3]
Сферичности, или отклонение от сферической формы , [3] относится к тому , сколько шару отклоняется от истинной сферической формы (из округлости). Это измеряется вращением шара относительно линейного преобразователя с измерительным усилием менее 4 граммов (0,14 унции). Полученный полярный график затем описывается наименьшим возможным кругом, и разница между этим описанным кругом и номинальным диаметром шара является вариацией. [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 |
| 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 [ править ]
Производство шариков подшипников зависит от материала, из которого они сделаны.
Металл [ править ]
Металлические шарики начинаются как проволока . Проволока разрезается, чтобы получить таблетку с объемом, примерно равным шарику с желаемым внешним диаметром (OD). Этот осадок затем возглавил в грубой сферической формы. Затем шарики загружаются в машину, которая их устраняет . Это достигается за счет подачи шариков между двумя пластинами из тяжелого чугуна [4] 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 переменные машины - это величина приложенного давления, скорость пластин и время, на которое шарики остаются в машине. [5]
Во время работы охлаждающая жидкость перекачивается между пластинами рельсов, поскольку высокое давление между пластинами и трение создают значительное тепло. Высокое давление, прикладываемое к шарам, также вызывает холодную обработку , которая укрепляет шары. [5]
Иногда шары затем проходят через процесс мягкого измельчения для повышения точности. Это делается на станке того же типа, но вместо буровых пластин используются шлифовальные камни . [4]
Если шары стальные, их подвергают термообработке . После термообработки они очищаются от окалины для удаления любых остатков или побочных продуктов. [4]
Затем шарики твердо измельчаются . Их шлифуют на той же машине, 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 шарики нуждаются в большей точности, их притирают , опять же на станке того же типа. Однако на этот раз пластины риля изготовлены из более мягкого материала, обычно из чугуна, прикладывается меньшее давление, пластина вращается медленно. Этот шаг - то, что придает шарикам подшипников их блестящий вид и может привести шарики к классам от 10 до 48. [4] [5] [6]
Если требуется еще большая точность, обычно используются запатентованные химические и механические процессы. [4]
Осмотр несущих шаров был один из примеров в Фредерик Уинслоу Тейлор «s классических принципов научного управления .
Пластик [ править ]
Пластиковые шарики подшипников изготавливаются так же, как описано выше. [5]
Керамика [ править ]
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). [7]
Материалы [ править ]
Обычные материалы включают углеродистую сталь , нержавеющую сталь , хромистую сталь , латунь , алюминий , карбид вольфрама , платину , золото , титан , пластик . Другие менее распространенные материалы включают медь , монель , k-монель , свинец , серебро , стекло и ниобий . [8]
| Материал | UNS 52100 | Нержавеющая сталь 440C | M50 | BG-42 | REX-20 | 440NDUR | Хейнс 25 | Si 3 N 4 | 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 |
| Коррозионная стойкость [м 1] | 1 | 3 | 1 | 2 | 1 | 4 | 5 | 5 | 1 | 4 | 5 |
| Стоимость [м 1] | 1 | 1 | 1 | 2 | 3 | 1 | 5 | 5 | 3 | 2 | 4 |
| Наличие [м 1] [ требуется уточнение ] | 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) | Нет торсионной трубки [ требуется пояснение ] | Никто | Никто | 5 дюймов (130 мм) |
| Относительная грузоподъемность [м 1] | 3 | 2 | 4 | 4 | 5 | 3 | 1 | 5 | 1 | 1 | 1 |
| Относительная усталостная долговечность [м 1] | 3 | 2 | 4 | 4 | 5 | 3 | 1 | 5 | 1 | 1 | 1 |
- ^ a b c d e Где 1 - самый низкий, а 5 - самый высокий
Использование сейсморазведки [ править ]
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 расстояние до 20 дюймов (0,51 м) в любом направлении, поскольку колонны катятся на своих основаниях. Это эффективный способ отделить здание от движения земли. После окончания землетрясения колонны центрируются на своих основаниях под действием силы тяжести. [10] [11]
См. Также [ править ]
- Стальная дробь
Ссылки [ править ]
- ^ MA332Q - Антифрикционные подшипники , Бюро переписи населения США , 2008 г..
- ^ Определения шара - Спецификация определяет три параметра: целостность поверхности , размер и сферичность . Под целостностью поверхности понимается гладкость и твердость поверхности.
- ^ a b c d e f g Определения ABMA , заархивировано из оригинала 8 октября 2009 г. , извлечено 16 ноября 2009 г.
- ^ a b c d e Производство , заархивировано из оригинала 07.05.2009 , получено 02.07.2009.
- ^ a b c d Как они делают шарики в шарикоподшипниках такими идеально круглыми и гладкими? , получено 01.07.2009.
- ↑ Производственный процесс для шара из хромистой стали стандартного сорта 24 , заархивировано из оригинала 17 мая 2008 г. , получено 2 июля 2009 г..
- ^ Лей, Уилфрид; Виттманн, Клаус; Халльманн, Вилли (16.06.2009). Справочник по космической технике . ISBN 978-0-470-69739-9.
- ^ Материалы , получено 3 июля 2009 г..
- ^ Типы материалов шара , заархивировано из оригинала 28 февраля 2008 , извлечено 06 октября 2010 г..
- ^ «Некоторые интересные применения - как работают подшипники» . HowStuffWorks .
- ^ «Смягчение последствий землетрясений - Отличные 50» . Национальный научный фонд .
