Питання “як роблять шарики для підшипників” обумовлене високим ступенем ідентичності в обоймі підшипника тіл кочення. Також має значення і вкрай малий розкид геометричних розмірів і якості поверхні.
Чому важливі точність виготовлення та якість поверхні
Шарикопідшипники можуть експлуатуватися на дуже високих швидкостях – і будь-які відхилення форми і мікронерівності поверхонь під час роботи ведуть як до прискореного зносу доріжки кочення, так і до постійної вібрації, що для вузла в цілому неприйнятно.
Як читається маркування підшипників NSK читайте в нашому огляді
Тому будь-які поверхневі неоднорідності і сумарні відхилення від ідеальної сферичної форми у якісних кульок типово не повинні перевищувати 0.1 мікрона (нагадаємо, що мікрон або мікрометр – це одна мільйонна частина метра або одна тисячна частка від міліметра).
Як виготовляють шарики для підшипників
Дрібні і найбільш ходові (не більше десятка-другого міліметрів в діаметрі) шарики типово виготовляють “холодним” способом із сталевого дроту / прутка відповідного діаметру і складу:
- з бухти змащений дріт надходить в рубочного-пресувальну машину;
- у міру надходження дріт разрубується на приблизно однакові по довжині циліндри;
- циліндри обжимаються тиском в кілька десятків тонн між напівсферичними виїмками пуансона і матриці.
Що виходять заготовки мають лише грубе наближення до сфери за формою і більше нагадують планету Сатурн: на “полюсах” видно сліди від рубки дроту, на “екваторі” ж спостерігається виразний “поясок” від здавлювання в пресі.
“Міні-Сатурни” надходять в обдирну машину для грубої шліфовки, де прокочуються по профільованою канавці між двома твердими шорсткими плитами, одна з яких обертається – за рахунок чого відбувається груба обточування нерівностей, а форма заготовок наближається до сферичної. Після промивання ці шарики надходять на термообробку:
- їх розігрівають до ~ 800 ° C;
- швидко загартовують в маслі;
- відпускають при ~ 170 ° C.
За рахунок цього вони набувають підвищену твердість і міцність, яких не було у дроту. Потім вони надходять в машину прецизійної шліфування, концептуально схожу на машину грубої шліфовки, але має кратно менші нерівності робочих поверхонь.
Після декількох стадій тонкої поліровки шарики з уже “дзеркальної” за якістю поверхнею промиваються, сушаться і далі відбраковуються за якістю і фактичного відхилення форми від сферичної. Готові кульки фасуються або відразу надходять на складання підшипників великих виробників, які потім поширюють їх по світу через мережу дилерів – до яких, наприклад, належить і компанія УкрЗахідПостач, яка поставляє підшипники будь-яких розмірів і виробників.