Процесс изготовления шариков для подшипников: 5 основных этапов

Кто не играл в детстве шариками от подшипников? – Приятно было держать в руках идеально ровные мини-сферы, гладкие и издающие при движении металлические звуки. Каждый в детстве восхищался ими и даже регулярно задумывался, а как шарики для подшипников создаются, и достигаются специалистами такие идеальные параметры изделия. Взрослея, многие интерес сохраняют, смотрят видео, как шарики для подшипников изготавливаются, какие для этого используются материалы. И оказывается, секрет прост, просто его надо разгадать и понять особенности всех промышленных этапов производства. И в этой статье попробуем детально рассмотреть путь преобразования обычной металлической проволоки в идеально отточенные шарики для подшипников.

Основные этапы производства

Шарики на подшипники изготавливаются в промышленных условиях. Для их производства используется специальное высокоточное оборудование, способное определить соответствующие техническому заданию параметры деталей: вес, размер. Эти характеристики напрямую зависят от габаритов самого подшипника, области его применения и ширины обоймы.

Для удобства маркировки тела качения калибруются. Самыми ходовыми являются изделия, диаметры которых варьируются в пределах: 1,588–2,000 мм. Однако возможно изготовление и в других размерных параметрах.

Материалом для производства служит проволочный калиброванный бунт. В процессе работы его нарезают на прутки и только потом запускают станки по изготовлению шариков.

Таблица размеров шариков подшипников

Основные этапы обработки на этом заканчиваются

Важно! В качестве финишного воздействия может дополнительно предприниматься операция доводки. Она необходима, если к точности самих шариков выдвигаются повышенные требования.

Заказать в Москве шарики для подшипников можно на сайте компании The Big Bearing Store. В каталоге представлен большой ассортимент тел качения различного калибра и точности. Имеется возможность подобрать расходные материалы, такие как смазки и закрепительные втулки. При необходимости можно подъехать в офис с образцом подшипника для выбора детали нужного типа. Адрес указан на сайте в разделе «Контакты».

Подготовительный процесс

Главное условие сборки подшипниковых узлов на производстве – это использование вала, что делает процесс сборки оперативным и качественным. Перед выполнением этой процедуры необходимо внимательно проверить качество поверхностей вала и всех колец. Это поможет исключить тот факт, что уже собранный подшипник будет иметь заметные повреждения – царапины, сколы, трещины, следы от коррозии и другое.Поверхность необходимо протереть, высушить и обработать специальными смазочными материалами.

Механический способ сборки

Представленный принцип позволяет собирать и разбирать детали, которые имеют относительно небольшие габариты. Внутренний диаметр каждой модели не должен превышать размер в 60 мм. Процедуру сборки можно посмотреть на видео в интернете. Главным условием представленного принципа является: усилие при механическом сопряжении двух колец (внутреннего и наружного) не должно никаким образом передаваться на сепаратор. Оно должно влиять исключительно на торцы колец.

Следующее не менее важное правило – не рекомендуется стучать по кольцу. Нанесение легких ударов возможно только при условии использование вспомогательного материала. Это может быть втулка, выполненная из мягкого на ощупь материала. На предприятиях все процессы выполняют автоматизированные машины на конвейерных лентах.

Последовательность сборки выглядит таким образом: 1. Внешнее кольцо устанавливается в вертикальном положении, а его канавка внутри обрабатывается густым смазочным веществом. Однако смазывать нужно не до конца круга, на 3/4 его поверхности. 2. Затем, с помощью пинцета поочередно вставляются шарики, которые «окунаются» в смазочный материал. 3. Собирая радиальный подшипник, потребуется приложить внутренне кольцо к шарикам, слегка придавив его. После этого, аккуратно его прокручиваем по кругу – это поможет равномерно распределить все детали на свои места. 4. Затем, осуществляется фиксация сепаратора, который также нужно прокрутить, чтобы шарики зашли в углубление.

Когда каждый из шариков будет защелкнут, смазку убирают с помощью сухого материала. Чтобы полностью отмыть остатки смазывающего средства, можно воспользоваться керосином, который поможет подготовить устройство к предстоящей работе.

Заводы

В России существуют больше двух десятков больших предприятий, выпускающих такую продукцию. Мы приведем несколько примеров:

• . ОАО «Московский подшипник». Специализируется на выпуске деталей для метростроя и железной дороги.
• . ОАО «ГПЗ-2» — старейший завод, работающий с 1916 года. Выпускает огромный перечень изделий небольшого размера от 4 до 6770 грамм. Поставляет продукцию в 50 стран.
• . Саратовский функционирует с 1941 г. Товаром для потребителей являются шарики.
• . Самарский «ЗПОН» производит роликовые механизмы разных видов (4000 наименований). Имеет производство оборудования, собственную научно-исследовательскую базу.
• . Томский «РОЛТОМ» ГПЗ-5. Выпускает механизмы с миниатюрными размерами диаметром от 2мм до больших — 22 см.
• . Екатеринбургский завод № 6 специализируется на выпуске сферических двухрядных товаров с повышенной радиальной нагрузкой.
• . Бакинский ГПЗ-7.
• . Харьковский №8. Диапазон производства изделий от 30 г до 45 кг.
• . Самарский завод номер 9 выпускает роликовые узлы качения.
• . ГПЗ-10 г. Ростова-на Дону работает с 1938 года и изготавливает детали для сельскохозяйственной техники, для перерабатывающего оборудования и металлургии.

На российский рынок поступает продукция с заводов разных стран. Наибольшей популярностью пользуются подшипники, сделанные:

• . В Китайской Народной Республике фирмой ААА. Она специализируется на изготовлении деталей для автомобилестроения.
• . А Индии на концерне ABC Bearings. Компания успешно работает более 50 лет и импортирует свою продукцию в многие страны мира.
• . В Словакии компанией AKE. Это новая марка не уступает по качеству знаменитым брендам. Каждый год увеличивается ассортимент выпускаемой продукции, которая по стоимости значительно ниже, чем у других импортных аналогов.

Устройство

Описать все многообразие не представляется возможным. Принципиально этот механизм состоит из внешней и внутренней опоры (их может заменить деталь корпуса), скользящей прокладки (смазка, сепаратор с элементами качения, втулка).

Самый распространенный вид сделан так:

• . две шайбы с канавками, имеющими необходимый радиус кривизны;
• . шарики, зафиксированные специальным приспособлением на одинаковом расстоянии друг от друга по всему периметру;
• . при движении обойм резко снижается трение.

Штамповка и работа с заготовками

Изготовление шариков для подшипников начинается с подготовки материала. За основу берется стальная проволока. Ее диаметр немного превышает размер готовой шариковой детали. Чтобы сделать высококачественную заготовку, мастера используют холодно-высадочный автомат или станок поперечно-винтовой прокатки. С его помощью выполняют штучные заготовки. Причем рабочая скорость часто достигает до 1000 шт. заготовок за 1 минуту.

Однако полученные заготовки отличаются определенными отклонениями от необходимых форм: • кольцевой наплыв, который часто называют «сатурным» кольцом; • центровые выступы. Следующий процесс, во время которого нужно делать обкатку, подразумевает применение дисковых матриц с канавками. Между ними фиксируются заготовки и обкатываются до того момента, пока они не получат идеально ровную форму. Для получения шарообразной формы мастера используют высокое давление, что достигает 20 тонн. Получаются шарики от подшипников качения с допуском 100 микрон от изначального размера готовой продукции.

Материалы

Важным вопросом для производства является, из какой стали делают обоймы подшипников? Наиболее распространенный материал имеет марку:

• . ШХ15;
• . ШХ15СГ;
• . ШХ20СГ;
• . ШХ4.

Они отличаются содержанием технологических присадок. В состав входит магний, кремний, углерод, хром в размерах до 2 процентов и примеси серы, фосфора, никеля, меди в очень ограниченном количестве. Твердость приобретается методом термической обработки.

Для изделий, выдерживающих большие нагрузки, необходимо иметь прочную поверхность соприкосновения и пластичную середину. В этом случае используются стали марки:

• . 15Г1;
• . 18ХГТ;
• . 20Х2Н4А.

Плоскости подвергаются цементации. При этом достигается прочность от 59 до 66 HRCэ. Сердцевина остается более мягкой с показателем около 36. Производственный процесс немного отличается от предыдущего.

В промышленности требуются узлы для работы в агрессивных средах. Для производства в этом случае применяются стали марок 95Х18Ш и 110Х18МШД.

В литейных цехах, в агрегатах термической обработке, нужны продукты из термостойкого материала. В России используют 8Х4В9Ф2Ш и 8Х4М4В2Ф1Ш.

Ведущие производители

Среди известных мировых брендов специалисты особо выделяют следующих производителей:

• шведская промышленная группа SKF поставляет изделия в 130 стран мира;
• немецкий производитель FAG ;
• словацкий концерн Kinex
• французская компания SNR — считается крупнейшим поставщиком для Европы;
• японские компании NSK , NTN и Koyo ;
• американский концерн TIMKEN

Для изготовления качественных изделий обязательно четкое соблюдение технологических норм на всех этапах производства. Этому требованию обычно соответствуют только известные мировые бренды . Компания Укрзахідпостач поставляет подшипники исключительно от ведущих торговых марок, качество изделий которых проверено временем.

Виды

Эти механизмы можно разделить на группы по направлению нагрузки, по элементам, на которые опираются обоймы, по наличию или отсутствию вращающейся проставки и по материалу изготовления.

Из чего состоят, и как делают подшипники скольжения

Изделие бывает радиальным и опорным, с полным или частичным оборотом. В зависимости от условий эксплуатаций оно изготавливается в виде: внешней и внутренней обоймы (нижняя и верхняя), скользящей втулки (шайба), системы смазки (принудительная, естественная, воздушная).

Полированные поверхности, за счет смазочного материала или благодаря физическим свойствам прокладок, обеспечивают длительное легкое скольжение. Сырье для изготовления: сталь, чугун, бронза, фторопласт, баббит, алюминий, керамика. Подбираются пары с минимальным коэффициентом трения. Из какого металла изготовлена втулка подшипника, впрямую зависит, в каком обойме она будет вращаться.

Качения

Такие узлы делятся на радиальные, упорные и комплексные. Это определяет направление нагрузки. Первые подразделяются на три основных класса: шариковые, роликовые, игольчатые. Эти виды могут быть с ограничительными кольцами и без них, с одним или двумя пыльниками и полностью открытые.

Второй тип создается на основе шаровых элементов, цилиндрических и конусных роликов. Выпускаются разновидности полностью разборные. Третий — совмещает качества первого и второго по воспринимаемому усилию. Также бывают открытого и закрытого типа.

В зависимости от материалов для изготовления подшипников качения, существуют несколько подклассов:

• . стандартные (наиболее распространены);
• . предназначенные для повышенных нагрузок;
• . рассчитанные на экстремальные температуры;
• . устойчивые к агрессивным средам.

Для особых условий (сверхвысокие обороты вращения, сильный нагрев, необходимость эксплуатации в присутствии кислот и щелочей) применяются изделия из керамики, нитрида кремния, пластиков. Существуют модели, где скользящим слоем является газ или магнитное поле.