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滚珠轴承是如何制造的?滚珠轴承的制造流程简介

作者:乔峰来源:本站时间:2022-12-07 11:14:28

1794年,Philip Vaughan发明了轴承,并为之注册了专利,这也是沃恩公司名称的来源,Vaughan的轴承用于支撑一个车架轴,此后对其进行了改进,以支撑多种旋转应用,本文将为您从滚珠的构造到零件组装,介绍滚珠轴承的现代化工艺,欢迎阅读。

 
滚珠轴承包括一排或多排滚珠,这些滚珠通过保持架,保持在称为滚道的内圈和外圈之间,此外还有一些功能,包括保护润滑剂的密封件以及将轴承固定在适当位置的螺钉,本文仅回顾轴承的主要部件,即滚道、滚珠和保持架。
 
大多数轴承和轴承部件都是由钢制成的,最常用的是SAE 52100轴承钢,是一种含1%碳和1.5%铬合金的铬钢,这种材料在超过120℃的温度下仍可稳定运行,常见的保持架由聚酰胺塑料制成,这种材料生产成本较低,但并不适用于苛刻的环境中,特别是高温应用。

 
内滚道和外滚道是通过非常相似的流程制造的,使用自动机器将钢管切割成滚道的基本形状,在加热过程中留下少量额外的材料来解决翘曲问题,外圈上印有轴承编号和制造商信息。
 
然后将环置于热处理炉中进行硬化,并根据零件的尺寸,在20分钟至数小时的时间范围内加热至1550华氏度(840摄氏度)左右,然后在油中冷却,并在第二个烤箱中在约300华氏度(148摄氏度)下回火,这个过程使滚道既坚硬又耐用。
 
道道的每个部分都必须研磨,以确保轴承宽度、半径、座圈位置和几何结构正确,一些轴承(如角接触轴承),需要在稍后的过程中进行额外的研磨,以确保套圈的尺寸精确。

 
轴承滚珠是通过非常精密的过程制造而成的,一个完美的圆形和光滑的滚珠,可以最大限度地减少轴承内的摩擦,滚珠开始时是一个金属丝或棒块,其中包含形成成品球所需的必要材料,经过一个叫做“冷镦”的过程,在这个过程中,金属丝的两端相互碰撞,形成一个球。
 
之后滚珠被反复送入两个铸铁圆盘之间的凹槽中,其中一个圆盘旋转,另一个圆盘静止,粗糙的凹槽有效地撕开了飞边,使滚珠变得相当圆,但尺寸稍大,便于此后研磨,接下来,在磨至合适的尺寸和圆度之前,这些滚珠要经历类似于滚道的热处理过程,以提高耐用性。
 
最后,滚珠被移到研磨机上,研磨机使用软铸铁盘对它们进行抛光,类似于翻滚过程,压力较小,使用抛光膏使表面完全光滑,无需进一步去除材料,滚珠在研磨机中停留8-10小时,以产生完全光滑的球。

 
保持架是轴承的一部分,可以由多种不同的材料制成,对于钢保持架或金属保持架,保持架由一片薄金属冲压而成,然后放置在一个模具状结构中,使保持架弯曲成合适的形状,然后拆下保持架并准备好进行组装,对于塑料保持架,使用一种称为“注射成型”的工艺,将熔化的塑料注射到模具中,然后硬化成形。
 
经过如上的流程,所有轴承零件都已完成,之后可以对轴承进行组装。首先,将内圈放置在外圈内部,然后将滚珠插入并均匀间隔在滚道之间,最后,安装保持架以将滚珠固定到位,塑料保持架很容易卡入,而钢保持架通常需要铆接在一起,最后,在轴承上涂上防锈剂或特定应用的其他特殊表面处理剂,并包装好以备装运。

 
滚珠轴承生产成本低廉,数百年来一直备受青睐,但滚珠轴承还有更为高效的结构,如使用磁铁或压缩空气防止两个物体完全接触的磁悬浮轴承,这类轴承由于结构之间无直接接触,因此零摩擦,可以承受超高转速,哪怕光速旋转也是可能的,但其生产和操作成本过于昂贵,因此基本无人使用。
 
滚珠也有很科幻的生产工艺,如制造“太空滚珠”,轴承滚珠在航天飞机上制造,熔化的钢块在零重力下自由漂浮,形成完全且完美的球体,然而,这种制造方式也比研磨成型更为昂贵。