science >> Wetenschap >  >> anders

Hoe krijgen ze de ballen in kogellagers zo perfect rond een?

bal machine Foto met dank aan Noonan Machine Co.

Als je ooit een paar van die kleine metalen balletjes in een kogellager in je hand hebt gerold, je hebt gemerkt hoe perfect rond en ongelooflijk glad ze aanvoelen. Je hebt je misschien afgevraagd hoe iets zo perfect kan worden gemaakt. Het is eigenlijk een heel mooi proces dat begint met een metaaldraad en eindigt met een perfect glanzende bal.

De eerste stap in het proces is een koude of warme vormbewerking. Een draad van metaal met een diameter van ongeveer de diameter van de afgewerkte bal wordt door een koppenmachine gevoerd. Deze machine heeft aan elke kant een metalen holte in de vorm van een halve bol. Het klapt dicht op de draad en dwingt het stuk metaal in de vorm van een bal. Het proces laat een metalen ring (flits genaamd) rond de bal achter, dus de ballen die uit deze machine komen, lijken op de planeet Saturnus.

Vervolgens gaan de ballen in een machine die de flitser verwijdert. Deze machine rolt de bal tussen twee zeer zware geharde stalen platen genaamd rillplaten .

Rillplaten voor balmachine Foto met dank aan Noonan Machine Co.

De ene ribbelplaat staat stil en de andere draait. In de platen zijn groeven gefreesd die de ballen in een cirkelvormig pad rondleiden. Je kunt zien dat in een van de platen een gedeelte is uitgesneden; dit is waar de ballen de groeven binnenkomen en verlaten. Wanneer de machine draait, de groeven zijn volledig gevuld met ballen. Als een bal eenmaal door een groef is gegaan, het valt in het open gedeelte in de plaat en tuimelt een tijdje rond voordat het een andere groef ingaat. Door ervoor te zorgen dat de ballen door veel verschillende groeven gaan, alle ballen zullen even groot uit de machine komen, zelfs als er verschillen zijn tussen de groeven.

Terwijl de bal door de groef beweegt, het draait en tuimelt, de ruwe randen worden afgebroken, en de bal wordt in een bolvorm geperst, een beetje zoals het rollen van een bal deeg tussen je handen. Dit knijpen van de ballen comprimeert het metaal, waardoor de ballen een zeer hard oppervlak krijgen. Omdat de ballen van metaal zijn, deze operatie genereert veel warmte, zodat er water over de ballen en borden stroomt om ze af te koelen.

De variabelen in dit proces zijn de druk die de platen samenknijpt, de snelheid waarmee de platen draaien en hoe lang de ballen in de machine blijven. Door deze variabelen op de juiste manier in te stellen, worden consequent ballen van de juiste maat geproduceerd.

Na deze bewerking kunnen de ballen een warmtebehandeling ondergaan. Dit verhardt de ballen, maar het verandert ook hun grootte. De maat van lagerkogels moet perfect zijn, soms binnen een miljoenste van een inch, dus er zijn nog een paar bewerkingen nodig na de warmtebehandeling.

De ballen ondergaan vervolgens een maalbewerking. Dezelfde soort machine wordt gebruikt, maar deze keer bevat de koelvloeistof een schuurmiddel. De ballen reizen weer door de groeven en worden vermalen en samengeperst tot hun uiteindelijke afmetingen.

Ten slotte gaan de ballen door een lepoperatie. Opnieuw, hetzelfde soort machine wordt gebruikt, maar deze keer zijn de platen gemaakt van een zachter metaal, en de machine gebruikt veel minder druk om de platen samen te drukken. Ook, de machine gebruikt een polijstpasta in plaats van een schuurmiddel. Dit proces geeft de ballen hun perfect gladde glanzende oppervlak, zonder meer materiaal te verwijderen.

De laatste stap in het proces is inspectie. De kogels worden gemeten met zeer nauwkeurige machines om te bepalen of ze voldoen aan de vereiste toleranties. Bijvoorbeeld, de Anti-Wrijving Bearing Manufacturers Association ( AFBMA ) heeft een reeks kwaliteiten voor lagerkogels. Een graad drie bal moet bolvormig zijn binnen 3 miljoenste van een inch en de diameter moet nauwkeurig zijn binnen 30 miljoenste van een duim. Dit betekent dat voor een bal van graad drie kwart inch, de diameter zou tussen 0,24997 en 0,25003 inch moeten zijn en de kleinste diameter gemeten op de bal moet binnen 3 miljoenste van de grootste diameter zijn.

Fabrikanten gebruiken een zeer vergelijkbaar proces om metalen pellets voor luchtpistolen te maken, plastic kogels voor lagers en zelfs de plastic ballen die worden gebruikt in roll-on deodorant.

Hier zijn enkele interessante links:

  • Hoe lagers werken
  • Noonan Machine - Fabrikant van machines voor het maken van ballen
  • Torrington lagers