Шариковые подшипники, также известные как подшипники качения, представляют собой небольшие металлические или керамические шарики, используемые для уменьшения трения между валами и осями в ряде применений. Они часто используются последовательно, чтобы поглощать вес, приходящийся на движущуюся часть, или в отдельных сепараторах для уменьшения трения в оси. сборки. Большинство из них изготовлены в соответствии с очень строгими стандартами круглости, поскольку любая деформация может привести к неожиданному выходу из строя движущихся частей.
Концепция шарикоподшипников восходит к Римской империи, но многие источники приписывают Леонардо да Винчи первые практические разработки. Однако только в 1791 году валлийский производитель вагонов и изобретатель по имени Филип Воан запатентовал первую осевую сборку. чтобы использовать их. Предыдущие оси вагонов со временем изнашивались из-за трения, но использование Воганом шарикоподшипников устранило прямой контакт между приводной вал и ось.
После их раннего использования в приводных валах заводские инженеры нашли другие применения в производственной сфере. Отдельные детали можно было легко перемещать по пандусам, оснащенным этими подшипниками. Машины с моторным приводом стали более эффективными, поскольку уменьшили трение между деталями. В отличие от других типов подшипников, шарикоподшипники допускают как вращательное, так и осевое перемещение, что добавило универсальности конструкции машины.
Одним из наиболее распространенных примеров шарикоподшипников в действии являются роликовые коньки. Четыре колеса прикреплены к двум осям на дне ботинка. При ближайшем рассмотрении этих колес можно обнаружить набор маленьких металлических шариков, окружающих ось. Когда фигурист переносит весь свой вес на колеса, каждый шарик временно поглощает нагрузку. Когда фигурист продвигается вперед, они катятся по гусенице вокруг оси. Поскольку шарикоподшипники идеально круглые и гладкие, между ними возникает очень мало трения. Они позволяют фигуристу двигаться по прямой линии с небольшим сопротивлением.
Изготовление шарикоподшипников удивительно похоже на формование шариков из теста. Запас металлической проволоки примерно такого же диаметра, что и подшипники, помещают в машину с двумя пластинами, выполненными в виде полусфер. Когда две половинки с силой соединяются, образуется грубый металлический шар. Проблема в том, что некоторые дополнительные металлические осколки, называемые оплавлением, все еще остаются. Затем шары помещаются в другую машину, которая удаляет засветку, чтобы создать идеальное состояние округлости.
Эта вторая машина состоит из двух пластин с канавками, одна из которых имеет открытую выемку для установки шарикоподшипников. По мере того, как эта машина заполняется недоработанными шариками, верхняя рифленая пластина начинает закручиваться в разные стороны над неподвижной нижней пластиной. Это действие похоже на то, как повар формирует руками шарики из теста. Первый прогон на этой машине удаляет заусенцы и помогает подшипникам стать достаточно однородными по размеру.
Второй проход через ту же машину добавляет к смеси смазочную жидкость и абразивы. Под действием абразивов шарикоподшипники шлифуются до точного размера. После того, как шарики достигли приемлемого размера и однородности, в третьем цикле используется полирующее средство, чтобы придать им блеск, уменьшающий трение. Все подшипники проходят одну окончательную проверку на наличие дефектов, прежде чем они будут одобрены для использования в других целях.
Постоянный участник AboutMechanics, Майкл любит проводить исследования, чтобы удовлетворить свое обширное любопытство по различным загадочным темам. Прежде чем стать профессиональным писателем, Майкл работал репетитором английского языка, поэтом, диджеем и ди-джеем.