Følg mig på: 
Den ultimative guide til fremstilling af lejer
Kuglelejer er de mest udbredte lejer og spiller en vigtig rolle i forskellige mekaniske bevægelser. Kuglelejer bruges til at understøtte rotation, reducere friktion og understøtte radiale og aksiale belastninger i højbelastnings- og højhastighedsapplikationer, hvor pålidelighed og effektivitet er kritisk. Uden kuglelejer ville mange maskiner og udstyr ikke fungere effektivt eller sikkert. . Så du kan være meget interesseret i, hvordan kuglelejer er lavet. Hos Aubearing er vi specialiseret i at fremstille kuglelejer, der passer til en række forskellige former, materialer, størrelser og andre krav. Baseret på mange års erfaring med fremstilling af kuglelejer har Aubearing sammenfattet procesvejledningen til fremstilling af lejer.
Kuglelejer er sammensat af en indre ring, en ydre ring, kugler, et bur og en tætning. Den indvendige ring og den ydre ring er i kontakt med henholdsvis skaftet og den ydre skal. Kuglerne adskiller den indvendige ring og den ydre ring og reducerer friktionen af rulleelementerne. Buret adskiller kuglerne og holder dem jævnt fordelt, hvilket forhindrer kuglerne i at gnide mod hinanden, og tætningerne hjælper med at forhindre støv, snavs og andre forurenende stoffer i at trænge ind i lejerne, hvilket forlænger lejesystemets levetid. Kugler er de rullende elementer, der holder lejeløbene adskilt. Kuglerne ruller langs løbebanerne, så maskineriet eller udstyret kan rotere jævnt. Kuglelejer bruges i udstyr som pumper, kontorautomatiseringsprodukter, medicinsk udstyr, elværktøj, encodere, AC/DC-motorer, flowmålere og måleudstyr.
Der findes mange typer kuglelejer. Den ene er sporkuglelejer, som er den mest almindelige type kuglelejer og bruges i en lang række applikationer, der kræver høje hastigheder og lav friktion. Det andet er vinkelkontaktkuglelejer, som er designet til at håndtere både radiale og aksiale belastninger og er ideelle til højhastigheds- og højpræcisionsapplikationer såsom værktøjsmaskiner, pumper og turbiner. Den tredje er trykkuglelejer, som er designet til at håndtere aksiale belastninger i én retning og ofte bruges i applikationer som autotransmissioner og tunge maskiner, der kræver høje aksiale belastningsevner. Den fjerde er selvjusterende kugleleje, som er designet til at kompensere for skævheden mellem akslen og huset. Den er ideel til applikationer, hvor akselafbøjning, fejljustering eller installationsfejl kan forekomme. Den femte er miniature lejer, brugt i små applikationer såsom små motorer og medicinsk udstyr. For det sjette bruges flangekuglelejer i applikationer, hvor lejet skal placeres i en bestemt position, såsom på en aksel, der skal fastgøres på plads eller på en støttestruktur.
Hvordan man laver kuglelejer
Kuglelejer kommer i hundredvis af størrelser, fra ultrasmå lejer med en diameter på 1.0 mm, der bruges i mikromedicinsk tandlægeudstyr og mikromotorer til store lejer på over 17 fod i diameter, der bruges i kraftigt udstyr. Hvordan laves kuglelejer? Hvordan laver man kugler så runde? Svaret er en flertrins fremstillingsproces, herunder bearbejdning, varmebehandling, slibning, honing, montage, kvalitetskontrol osv. Selvom der kan være forskelle, er følgende proces velegnet til fremstilling af langt de fleste af nutidens standardkuglelejer.
Lejeproducenter vælger passende materialer baseret på kundens krav. Afhængigt af anvendelsen er materialer som stål, keramik og rustfrit stål tilgængelige. Faktorer, der skal overvejes, omfatter belastningskapacitet, rotationshastighed, driftstemperatur, korrosionsbestandighed og omkostninger. Hvert lejemateriale har unikke fordele og ulemper, som spiller en afgørende rolle for at påvirke ydeevnen og levetiden af et kugleleje i dets tilsigtede anvendelse. Burmaterialer omfatter stanset stål, stanset messing, bearbejdet stål, bearbejdet bronze, støbt nylon eller polyoxymethylen (POM) og phenolharpiks.
Stål: Det mest udbredte materiale til kuglelejer er stål. Stål har fremragende styrke, hårdhed og slidstyrke og kan modstå et enormt tryk. Typisk anvendes kromstål med højt kulstofindhold (almindeligvis kendt som lejestål). De anvendte specifikke stålkvaliteter kan omfatte AISI 52100, AISI 440C eller andre lignende legeringer. Disse stål gennemgår en varmebehandlingsproces for at opnå den nødvendige hårdhed og sejhed. AISI 52100 er et kromstål (1% kulstof, 1.5% kromlegering), der er formstabilt til 250 grader Fahrenheit eller højere, afhængigt af varmebehandlingsprocessen. AISI 52100 tilbyder også fremragende elasticitet, bearbejdelighed og ensartethed. Et andet populært materiale er AISI 440C rustfrit stål, som bruges på grund af dets anti-korrosionsegenskaber. AISI 440C koster at bearbejde end 52100 og kan ikke klare så meget belastning. Ved 70 grader Fahrenheit har 440C 85% af 52100'erens belastningskapacitet. Andre martensitiske rustfrit stål bruges også til at reducere lejestøj eller øge udmattelseslevetiden. AISI M50 stål bruges i kritiske systemapplikationer såsom luft- og rumfartsindustrien. Andre legeringer inkluderer M50. M50 er dobbelt så pålidelig som 52100 og indeholder 4 % molybdæn for øget styrke. Den vigtigste afvejning er omkostningerne, da M50 er omkring ti gange dyr end 52100.
Keramisk: Keramiske kuglelejer giver flere fordele i forhold til stållejer. De er normalt lavet af materialer som siliciumnitrid (Si3N4) eller zirconiumoxid (ZrO2), siliciumcarbid. Keramiske kuglelejer tilbyder fremragende korrosionsbestandighed, er lettere, har en lavere friktionskoefficient, er elektrisk isolerende og kan fungere ved højere temperaturer. De bruges typisk i applikationer, der kræver høje hastigheder, ekstreme temperaturer eller modstand mod barske miljøer. Prisen på keramiske kuglelejer er normalt meget dyrere end AISI 52100 og AISI 440C. De mest almindelige keramiske lejer er hybride keramiske lejer, hvor de indre og ydre ringe er lavet af rustfrit stål og kuglerne lavet af keramik.
Rustfrit stål: Den største fordel ved kuglelejer i rustfrit stål er korrosionsbestandighed. De mest almindelige lejer af rustfrit stål, såsom AISI 304 eller AISI 316, indeholder høje koncentrationer af krom og nikkel. Rustfrit stål lejer er almindeligt anvendt i industrier såsom fødevareforarbejdning, medicinsk udstyr og marine applikationer.
Plast: Det lyder mærkeligt, ja, materialet i kuglelejer kan også være plastik. Plastkuglelejer bruges hovedsageligt i lavbelastnings-, letvægts- og ikke-præcisionsapplikationer, såsom børnelegetøj. Da fremstillingsprocessen for plastlejer er forskellig fra den for metallejer, vil fremstillingsprocessen for plastlejer ikke blive diskuteret i denne blog.
Fremstilling af lejer indvendige og ydre ringe
Fremstillingsprocessen for lejets indre og ydre ringe er den samme, fordi de begge er metalringe, men de er forskellige i størrelse. Ringen starter som rør, ved at bruge en automatiseret maskine, der ligner en CNC-drejebænk, hvis skæreværktøj skærer metalrøret i dets grundlæggende form, hvilket efterlader en lille mængde ekstra materiale til at tage højde for vridning under det næste trin af varmebehandlingen. Typisk er lejenummer og producentinformation trykt på den ydre ring.
Dernæst hærdes metalringen i en varmebehandlende ovn, der opvarmes til omkring 1,550 grader Fahrenheit (840 grader Celsius) i alt fra 20 minutter til flere timer, afhængigt af ringens størrelse. De afkøles derefter i olie og tempereres og luftkøles i en anden ovn ved omkring 300 grader Fahrenheit (148 grader Celsius) for yderligere at styrke deres sejhed. Denne proces gør løbebanen både stærk og holdbar.
De indre og ydre ringe er slebet til præcise mål og glatte overflader. Løbebanen kræver efterbehandling af slibeskiver, hvilket ikke kan gøres med et skæreværktøj, fordi løbebanen nu er for hård. Hver sektion af ringen skal slibes for at sikre korrekt lejebredde, radius, løbebaneplacering og geometri. Nogle lejer, såsom vinkelkontaktlejer, kræver yderligere slibning i en efterfølgende proces for at sikre tætte tolerancer på ringdimensioner.
Fremstilling af lejekugler
Bolde er meget vigtige for lejer. Den runde og glatte kugle kan minimere friktionen inde i lejet. Boldens begyndelsestilstand er en ståltråds- eller stangformet blok, der er "koldhovedet" gennem en meget speciel og grundig fremstillingsproces. Kold heading betyder at skære tråden over og slå den i begge ender for at danne en ru kugle. Der er en ring (også kaldet en grat) rundt om bolden. Vend derefter den ru kugle om for at fjerne "gratkanterne". Kuglen føres gentagne gange ind i en rille mellem to støbejernsskiver, hvoraf den ene roterer og den anden er stationær. De ru riller river effektivt graterne af og efterlader kuglen ret afrundet og lidt større end den faktiske påføringsstørrelse til næste slibningstrin. Selvfølgelig gennemgår kuglerne en lignende varmebehandling (opvarmning og temperering) som løbebanerne for at øge holdbarhed, sejhed og hårdhed. Til sidst flyttes kuglerne til en kværn for at opnå den rette størrelse og rundhed. Kuglen er poleret med en slibemaskine eller polerpasta kan bruges til at gøre overfladen perfekt glat. Kuglerne bliver i kværnen i 8-10 timer for at skabe helt glatte kugler.
Kuglelejebure er normalt lavet af stål og er lavet af tynde metalplader. Den endelige form af buret er dannet i formen. Formen består af to stykker stål, der passer sammen og vil blive bukket til den rigtige form, når buret sættes i formen og formen lukkes. Nogle gange kan lejets burmateriale også være plastik, fordi de er billigere at fremstille, og nogle mennesker tror, at plastbure har en lavere friktionskoefficient end stålbure. Skal der laves et plastikbur, anvendes en sprøjtestøbningsproces, hvor en form fyldes med smeltet plast og derefter får lov til at størkne, indtil den er hård. Det færdige plastikbur fjernes derefter og samles med de øvrige dele af lejet.
Samling af lejer
Nu hvor de fire komponenter i lejet er produceret, er lejet endelig samlet. Den indvendige ring sidder inde i den ydre ring og skubbes så langt til siden som muligt for at give plads mellem dem til boldene. Placer forsigtigt det korrekte antal bolde i buret efter størrelse. Buret adskiller boldene fra hinanden og presser derefter buret og de indre og ydre ringe sammen. Hvis det er et stålbur, skal det monteres og nittes sammen. For at sikre, at lejerne kan klare højere belastninger, skal buret og ringene opvarmes til en bestemt temperatur og holdes på plads, indtil hele samlingen er afkølet. Plastbure "klikkes" normalt nemt ind. I de fleste tilfælde påføres en antirustformel rundt om lejet og sendes derefter til kundens adresse.
Det sidste trin i lejefremstillingsprocessen er kvalitetskontrol. Dette involverer test af kuglelejer for nøjagtighed, støj, vibrationer og andre faktorer. Kuglelejer gennemgår strenge test- og kvalitetskontrolprocedurer for at sikre deres pålidelighed og holdbarhed.
Rengør lejeoverfladen snavs: Brug et anerkendt opløsningsmiddel til at fjerne snavs, snavs og rust fra lejet.
Inspektion: Inspicer lejet visuelt for synlige defekter, og brug magnetiske partikler til at inspicere lejet for revner, slidte eller uregelmæssige overflader og andre problemer.
Dimensionel måling: Brug specielle lejetestinstrumenter eller tredimensionelle koordinatmåleinstrumenter til at måle nøgledimensioner såsom indre og ydre diametre, stålkuglestørrelser og -bredder.
Måling af rundhed og vibration: Evaluer rundheden af lejekomponenter, og mål eventuel udløb eller afvigelse fra den ideelle cirkulære form.
Overfladeruhedsanalyse: Evaluerer glatheden eller ruheden af en lejeoverflade.
Emballage: Påfør det korrekte smøremiddel på lejet baseret på lejetypen. Til sidst placeres den i en vibrerende tromle til grundig rengøring og forsegles i en lejepakke.
På grund af lejernes præcision vil Aubearing udføre strenge tests gennem hele processen for at sikre den højeste kvalitet af det færdige produkt. Vi vil udføre test gennem hele processen for at kontrollere for defekter, samt regelmæssig test under varmebehandlingsprocessen. Størrelse og form er også afgørende, og overfladerne på bolde og løbebaner skal være så glatte som muligt.
Konklusion
Denne vejledning beskriver hele lejefremstillingsprocessen fra materialer til kvalitetskontrolsystemer, hvilket giver ingeniører, der er interesseret i processen, en omfattende forståelse af de trin, der kræves for at skabe lejer af høj kvalitet. Fremstillingen af kuglelejer er en kompleks proces, der kræver præcision og opmærksomhed på detaljer. Med den kontinuerlige udvikling af lejeteknologi og akkumulering af lejekendskab kan producenter med tillid producere højkvalitetslejer, der opfylder kundernes behov.