Что такое шариковые подшипники?

Шарикоподшипники, также известные как подшипники качения, представляют собой небольшие металлические или керамические шары, используемые для уменьшения трения между валами и осями в ряде применений. Они часто используются в серии для поглощения веса, размещенного на движущейся части, или в отдельных частях для уменьшения трения в сборках осей. Большинство из них изготавливается для удовлетворения самых требовательных стандартов округлости, так как любая деформация может привести к непредвиденным сбоям движущихся частей.
Концепцию шариковых подшипников можно проследить до Римской империи, но многие источники утверждают что Леонардо да Винчи изобрел первые практические проекты. Однако только в 1791 году, валлийский производитель вагонов и изобретатель по имени Филипп Воган запатентовал первую ось, после чего ее можно было использовать. Старые оси вагонов в конечном итоге будут изнашиваться от последствий трения, но использование шариковых подшипников устраняет прямой контакт между ведущим валом и осью.
После их раннего использования в приводных валах заводские инженеры нашли другие приложения на производственном применении. Отдельные детали можно легко перемещать по рампам, оборудованным этими подшипниками. Моторные машины стали более эффективными, так как они уменьшили трение между частями. В отличие от других типов подшипников, шарикоподшипники обеспечивают как вращательное, так и осевое перемещение, что добавило универсальности в конструкцию машины.
Одним из наиболее распространенных примеров шарикоподшипников в действии является роликовый конь. Четыре колеса прикреплены к двум осям на нижней части конструкции. Более внимательный осмотр этих колес показывает много маленьких металлических шаров, которые окружают ось. Когда ставится полный вес на колеса, каждый шар временно поглощает груз. Когда происходит толчок вперед, они катятся по дорожке вокруг оси. Поскольку шариковые подшипники идеально округлые и гладкие, между ними создается очень небольшое трение. Они позволяют двигаться по прямой линии с небольшим сопротивлением.
Изготовление шарикоподшипников удивительно похоже на формирование шариков теста. Поставка металлической проволоки примерно такого же диаметра, что и подшипники, размещенные в машине с двумя пластинами, выполненными в виде полусфер. Когда две половинки соединены вместе, образуется грубый металлический шар. Проблема в том, что некоторые дополнительные металлические осколки, все еще остаются. Затем шарики помещаются в другую машину, которая удаляет осколки, чтобы создать идеальное состояние округлости.
Эта вторая машина состоит из двух рифленых пластин, одна с открытой выемкой для получения шариковых подшипников. Поскольку эта машина заполняется незавершенными шарами, верхняя рифленая пластина начинает крутиться в разных направлениях по неподвижной донной пластине. Это действие похоже на повара, который использует свои руки, чтобы сформировать шарики теста. Первый запуск этой машины устраняет проблескивание и помогает подшипникам стать достаточно однородными по размеру.
Второй проход через тот же механизм добавляет смазочную жидкость и абразивы в смесь. Шарикоподшипники шлифованы до точного размера под действием абразивов. Как только шарики достигли приемлемого размера и однородности, в третьем прогоне используется полирующий агент, чтобы дать им снижающий трение блеск, то все подшипники получают один окончательный контрольный осмотр. Это необходимо, чтобы проверить наличие дефектов, прежде чем они будут одобрены для использования в других применениях.