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Rodamiento de bolas
May 08, 2018

Materias primas

Casi todas las partes de todos los rodamientos de bolas están hechas de acero. Dado que el rodamiento tiene que soportar mucha tensión, debe estar hecho de acero muy resistente. La clasificación estándar de la industria para el acero en estos rodamientos es 52100, lo que significa que tiene un uno por ciento de cromo y uno por ciento de carbono (llamadas aleaciones cuando se agregan al acero básico). Este acero se puede hacer muy duro y resistente por tratamiento térmico. Donde la oxidación puede ser un problema, los rodamientos están hechos de acero inoxidable 440C .

La jaula para las bolas está tradicionalmente hecha de acero delgado, pero algunos rodamientos ahora usan jaulas de plástico moldeado, ya que cuestan menos de fabricar y causan menos fricción .

La fabricación
Proceso

Hay cuatro partes principales en un rodamiento de bolas estándar: la carrera exterior, las bolas rodantes, la carrera interior y la jaula.

Las carreras

  • 1 Ambas carreras se hacen de la misma manera. Dado que ambos son anillos de acero, el proceso comienza con tubos de acero de un tamaño apropiado. Las máquinas automáticas similares a los tornos utilizan herramientas de corte para cortar la forma básica de la carrera, dejando todas las dimensiones ligeramente demasiado grandes. La razón para dejarlos demasiado grandes es que las carreras deben someterse a un tratamiento térmico antes de terminar, y el acero

    Sorprendentemente, las bolas rodantes comienzan como un alambre de acero grueso. Luego, en un proceso de revestimiento en frío, el alambre se corta en pequeños pedazos aplastados entre dos troqueles de acero. El resultado es una bola que se parece al planeta Saturno, con un anillo alrededor de su centro llamado

    Sorprendentemente, las bolas rodantes comienzan como un alambre de acero grueso. Luego, en un proceso de revestimiento en frío, el alambre se corta en pequeños pedazos aplastados entre dos troqueles de acero. El resultado es una bola que se parece al planeta Saturno, con un anillo alrededor de su centro llamado "destello".

    Generalmente se deforma durante este proceso. Se pueden mecanizar de nuevo a su tamaño final después del tratamiento térmico.

  • 2 Las razas de corte basto se colocan en un horno de tratamiento térmico a aproximadamente 1,550 grados Fahrenheit (843 grados Celsius) durante varias horas (dependiendo del tamaño de las piezas), luego se sumergen en un baño de aceite para enfriarlas y hacerlas muy difícil. Este endurecimiento también los hace quebradizos, por lo que el siguiente paso es templarlos. Esto se hace calentándolos en un segundo horno a aproximadamente 300 grados Fahrenheit (148.8 grados Celsius) y luego dejándolos enfriar en el aire. Todo este proceso de tratamiento térmico hace que las piezas sean duras y resistentes.

  • 3 Después del proceso de tratamiento térmico, las carreras están listas para terminar. Sin embargo, ahora las carreras son demasiado difíciles de cortar con herramientas de corte, por lo que el resto del trabajo debe realizarse con muelas abrasivas. Esto se parece mucho a lo que encontraría en cualquier taller para afilar brocas y herramientas, excepto que se necesitan varios tipos y formas diferentes para terminar las carreras. Casi todos los lugares de la carrera se terminan con un esmerilado, lo que deja una superficie muy suave y precisa. Las superficies donde encaja el rodamiento en la máquina deben ser muy redondas, y los lados deben ser planos. La superficie sobre la que ruedan las bolas primero se muele y luego se lapea. Esto significa que se utiliza una suspensión abrasiva muy fina para pulir las carreras durante varias horas para obtener casi un acabado de espejo. En este punto, las carreras están terminadas y listas para juntarse con las bolas.

Bolas

  • 4 Las bolas son un poco más difíciles de hacer, aunque su forma es muy simple. Sorprendentemente, las bolas comienzan como un alambre grueso. Este cable se alimenta de un rollo a una máquina que corta una pieza corta y luego rompe ambos extremos hacia el centro. Este proceso se llama encabezamiento en frío. Su nombre proviene del hecho de que el cable no es

    La protuberancia alrededor de la mitad de las bolas rodantes se elimina en un proceso de mecanizado. Las bolas se colocan en ranuras ásperas entre dos discos de hierro fundido. Un disco gira mientras el otro está parado; La fricción elimina el flash. Desde aquí, las bolas se someten a un tratamiento térmico, se muelen y se lapean, lo que deja las bolas con un acabado muy suave.

    La protuberancia alrededor de la mitad de las bolas rodantes se elimina en un proceso de mecanizado. Las bolas se colocan en ranuras ásperas entre dos discos de hierro fundido. Un disco gira mientras el otro está parado; La fricción elimina el flash. Desde aquí, las bolas se someten a un tratamiento térmico, se muelen y se lapean, lo que deja las bolas con un acabado muy suave.

    se calentó antes de ser aplastado, y que el uso original del proceso fue poner las cabezas en las uñas (que sigue siendo la forma en que se hace). En cualquier caso, las bolas ahora se parecen al planeta Saturno, con un anillo alrededor del centro llamado "flash".

  • 5 El primer proceso de mecanizado elimina este flash. Los cojinetes de bolas se colocan entre las caras de dos discos de hierro fundido, donde se desplazan en ranuras. El interior de las ranuras es áspero, lo que arranca el destello de las bolas. Una rueda gira, mientras que la otra permanece inmóvil. La rueda estacionaria tiene agujeros a través de ella para que las bolas puedan ser introducidas y sacadas de las ranuras. Un transportador especial alimenta las bolas en un orificio, las bolitas tiemblan alrededor de la ranura y luego salen por el otro orificio. Luego se devuelven al transportador durante muchos viajes a través de las ranuras de las ruedas, hasta que se han reducido a ser casi redondos, casi al tamaño adecuado, y el flash desaparece por completo. Una vez más, las bolas se dejan sobredimensionadas para que puedan ser molidas hasta su tamaño final después del tratamiento térmico. La cantidad de acero que queda para el acabado no es mucho; solo alrededor de 8/1000 de pulgada (.02 centímetro), que es tan grueso como dos hojas de papel.

  • 6 El proceso de tratamiento térmico para las bolas es similar al utilizado para las carreras, ya que el tipo de acero es el mismo, y es mejor tener todas las piezas desgastadas aproximadamente a la misma velocidad. Al igual que las carreras, las bolas se vuelven duras y duras después del tratamiento térmico y el templado. Después del tratamiento térmico, las bolas se colocan de nuevo en una máquina que funciona de la misma manera que el removedor de flash, excepto que las ruedas muelen las ruedas en lugar de cortarlas. Estas ruedas muelen las bolas hacia abajo para que sean redondas y dentro de unas diez milésimas de pulgada de su tamaño final.

  • 7 Después de esto, las bolas se mueven a una máquina de lapeado , que tiene ruedas de hierro fundido y utiliza el mismo compuesto abrasivo de lapeado que se usa en las carreras. Aquí, serán lapeados durante 8-10 horas, dependiendo de

    Las cuatro partes de un rodamiento de bolas terminado: carrera interior, carrera exterior, jaula y bola.

    Las cuatro partes de un rodamiento de bolas terminado: carrera interior, carrera exterior, jaula y bola.

    Cuán precisos son los rodamientos para los que están hechos. Una vez más, el resultado es un acero que es extremadamente suave.

Jaula

  • 8 Las jaulas de acero se estampan con una chapa metálica bastante delgada, como un cortador de galletas, y luego se doblan a su forma final en un dado. Un troquel está formado por dos piezas de acero que encajan entre sí, con un agujero con la forma de la pieza terminada tallada en el interior. Cuando la jaula se coloca en el medio y el troquel se cierra, la jaula se dobla a la forma del agujero interior. Luego se abre el troquel y se saca la pieza terminada, lista para ser ensamblada.

  • 9 Las jaulas de plástico se hacen generalmente mediante un proceso llamado moldeo por inyección. En este proceso, se rellena un molde de metal hueco mediante la inyección de plástico fundido y se deja endurecer. Se abre el molde y se saca la jaula terminada, lista para el montaje.

Montaje

  • 10 Ahora que se han fabricado todas las piezas, el rodamiento se debe juntar. Primero, la carrera interior se coloca dentro de la carrera externa, solo hacia un lado lo más lejos posible. Esto hace que un espacio entre ellos en el lado opuesto sea lo suficientemente grande como para insertar bolas entre ellos. Se coloca el número requerido de bolas, luego se mueven las carreras para que ambas estén centradas y las bolas se distribuyan uniformemente alrededor del rodamiento. En este punto, la jaula se instala para mantener las bolas separadas unas de otras. Las jaulas de plástico generalmente están encajadas, mientras que las jaulas de acero generalmente se deben colocar y remachar juntas. Ahora que el rodamiento está ensamblado, está recubierto con un preventivo de óxido y se empaqueta para su envío.

Control de calidad


Hacer rodamientos es un negocio muy preciso. Las pruebas se ejecutan en muestras de acero que llegan a la fábrica para asegurarse de que contengan las cantidades correctas de metales de aleación. Las pruebas de dureza y resistencia también se realizan en varias etapas del proceso de tratamiento térmico. También hay muchas inspecciones en el camino para asegurarse de que los tamaños y formas sean correctos. La superficie de las bolas y el lugar donde ruedan en las carreras debe ser excepcionalmente suave. Las bolas no pueden estar fuera de ronda más de 25 millonésimas de pulgada, incluso para un rodamiento barato. Los rodamientos de alta velocidad o de precisión solo se permiten cinco millonésimas de pulgada.

El futuro

Los rodamientos de bolas se utilizarán durante muchos años, porque son muy simples y se han vuelto muy económicos de fabricar. Algunas compañías experimentaron haciendo bolas en el espacio en el transbordador espacial. En el espacio, las gotas de acero fundido se pueden escupir al aire, y la gravedad cero les permite flotar en el aire. Las burbujas forman automáticamente esferas perfectas mientras se enfrían y se endurecen. Sin embargo, los viajes espaciales siguen siendo costosos, por lo que se puede hacer mucho pulido en tierra por el costo de una "bola espacial".

Sin embargo, otros tipos de rodamientos están en el horizonte. Los rodamientos donde los dos objetos nunca se tocan en absoluto son eficientes para correr pero difíciles de hacer. Un tipo usa imanes que se alejan unos de otros y pueden usarse para mantener las cosas separadas. Así es como se construyen los trenes "mag-lev" (para levitación magnética ). Otro tipo hace que el aire entre en un espacio entre dos superficies ajustadas, haciéndolos flotar separados entre sí en un colchón de aire comprimido. Sin embargo, ambos cojinetes son mucho más caros de construir y operar que los cojinetes de bolas humildes y confiables.



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