Как делают шарики для подшипника. Производство подшипников: как и из чего делают, описание технологии

Подшипник представляет собой функциональный узел, который выполняет функцию поддержки и направления вращающегося вала и оси. Устройство предназначено для снижения трения между движущейся частью механизма, а также его неподвижными элементами.

Подшипники позволяют сбавить потери энергии, устранить нагрев и снизить износ деталей.

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.

Особенности и этапы производства

Производство подшипников требует использования особых марок стали. Для колец и тел качения подбирается сталь, сделанная из железа, в то время как для сепаратора потребуются сплавы из тяжелых и легких металлов, таких как чугун, бронза, алюминий и латунь.

Сейчас разработано большое количество специализированных подшипников, каждый из которых имеет свои технологические цепочки производства. Независимо от этого все изделия в процессе изготовления проходят токарную обработку, обработку с помощью давления, термообработку, шлифовку, а также сборку.

Производство колец

Данные элементы изготавливаются по следующей схеме:

1. Из металлических труб и прутков подготавливаются заготовки по рассчитанному диаметру.
2. Вальцеванием и давлением происходит первоначальная обработка.
3. Проводятся токарные работы, направленные на нарезку отдельных колец и общую обработку поверхности.
4. Нагрев колец до 850ºС, затем быстрое охлаждение до 40ºС.
5. Отпуск деталей при температуре 170ºС.
6. Шлифовка торцевых, внутренних и внешних поверхностей, дорожек качения.
7. Финишная шлифовка дорожек качения до требуемых значений шероховатости.

Изготовление тел качения

Технологическая цепочка производства данных деталей имеет следующий вид:

1. С помощью специальной стальной проволоки определенного диаметра нарезаются исходные заготовки.
2. Детали сдавливаются специальным прессом для придания им шарообразной формы.
3. Производится окончательная обработка давлением, с помощью которой достигается припуск в 100 мкм.
4. Термическая обработка, по той же методике, что и для колец.
5. Шлифовка и полировка изделия.

Производство сепаратора

Для изготовления сепаратора потребуются другая технологическая цепочка:

1. Подготовка заготовки – стального листа.
2. Пробивка в листе отверстий, соответствующих телам качения.
3. Черновая и чистовая штамповка заготовки, направленная на придание ей необходимой формы.
4. Сверловка отверстий для заклепок.
5. Финишная обработка отверстий.

Сборка

Для сборки подшипника необходимо вставить внутреннее кольцо в наружное и уложить между ними тела качения. Далее в двух местах с помощью заклепок устанавливается сепаратор. Перед сдачей готовых изделий в продажу требуется обязательная проверка работоспособности, маркировка и смазка прдукта.

Узел вращения - это важная деталь, обеспечивающая движение при качении или линейном перемещении, она служит опорой или упором для подвижной конструкции. На территории РФ все больше строится заводов-производителей подшипников. Это становится прибыльным делом, так как такие детали применяются во всех отраслях народного хозяйства (тяжелая и легкая промышленность, корабле и автомобилестроение, сельское хозяйство).

Способы и этапы производства

Существует два основных типа: скольжение и качения. Мы рассмотрим изделия из стали, где элементами, облегчающими вращения, являются шарики. Это самый востребованный в настоящее время вид. Они подразделяются на радиальные и упорные. Разница заключается в том, что первые компенсируют нагрузки, направленные перпендикулярно валу, а вторые отвечают за осевое смещение.

Деталь состоит из внешней и внутренней обоймы, металлических элементов и устройства, обеспечивающего правильное их распределение по периметру. Для узлов, работающих в условиях повышенного загрязнения, с одной или с обеих сторон устанавливается шайба-пыльник. Она препятствует попаданию извне абразивных частиц и ограничивает пространство, в котором находится смазка.

Технология производства подшипников начинается с подготовки необходимого сорта стали. На завод поступает металл определенной марки в виде круглых прутков.

Первоначально рассмотрим вопрос изготовления обойм:

• . Круглый прокат нарезается автоматической линией по размерам, необходимым для данного типа.
• . Прессом в цилиндрической заготовке делается отверстие. В результате получается грубая шайба.
• . После этого следует процесс раскатки. При этом деталь приобретает параметры и форму, грубо похожее на конечное изделие.
• . Следующим этапом являются токарные работы. На станке с числовым программным управлением формируется внешняя и боковые поверхности, канавка, по которой будут двигаться элементы качения.
• . Далее, следует фаза придания заготовке необходимых физических качеств. В большинстве случаев это осуществляется методом закалки. Сначала происходит нагрев до 850 градусов, затем резкое охлаждение до температуры от 40 до 50 °С и отпуск. В специальной камере разогревают деталь до 170 и дают ей медленно остыть.
• . Доведение до необходимых размеров методом шлифовки. На станках в автоматическом режиме все параметры дорабатываются до точности, соответствующей ГОСТу.
• . Последний этап - это полировка всех поверхностей до класса четкости 0,06.

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.

Как делают шарики для подшипников на заводе, видео

Изготовление такого материала является высокоточным производством. Необходимо достичь определенных параметров, при которых трение будет сведено к минимуму. Обычно это является отдельной отраслью, которая обеспечивает элементами качения сборочные цеха. Следует учесть, что материалом становится не только сталь разных марок, но и керамика, Si3N4. Это совершенно иной промышленный цикл. Они применяются в узлах с большими скоростями вращения, потому что обладают меньшей массой, не подвержены деформации при высоких температурах, и пара (сталь, нитрид кремния) имеют лучшие показатели по скольжению.

Технология изготовления шариков для подшипников:

• . Берется пруток большего диаметра и нарезается цилиндрами необходимой длины.
• . В холодно-выставочном автомате придается форма шара с характерным пояском. Заготовка имеет размеры, немного превышающие требуемым. Поверхность обладает достаточно грубой конфигурацией.
• . Следующий этап - это обкатка между двумя вращающимися дисками. Будущий элемент качения приобретает почти идеальную форму с некоторым припуском.
• . Потом детали обрабатываются в шарошке. При помощи абразивных материалов с поверхности удаляются окалины и заусенцы.
• . Далее, происходит обкатывание между двумя чугунными планшайбами. При этом достигаются размеры, близкие к требуемым.
• . Пока мягкие элементы требуют придания твердости. Они подвергаются термической обработке или цементации. Это зависит от того, из какого металла делают .
• . Финишным этапом производства является шлифовка. Между двумя дисками непрерывно перекатываются заготовки, автоматически перемешиваясь. На выходе получается продукт, имеющий допуск 10 микрон. При необходимости точность можно поднять еще выше.
• . Завершающая фаза - промывка специальными растворителями, проверка качества автоматическим способом, при котором происходит выбраковка и сортировка по классу точности.
• . Изделие упаковывается и маркируется в соответствии с ГОСТом, и отправляется потребителям. Часть товара идет на изготовления узлов качения, а остальное реализуется, как готовый продукт.

Сырье, и как изготавливают шарики для подшипников: видео

Маленькая деталь для всего механизма является одной из самых сложных в технологическом смысле. Ведь добиться гладких, круглых шариков из металлического прутка с точными размерами до сотых долей микрона очень трудно, ведь лишний показатель может негативно сказаться на работе всего механизма. На заводах применяется специальная высококачественная сталь, регламентированная ГОСТом 3722-81:

• . Хромоуглеродлистая, типа ШХ15. Для показателей с более высокой твердостью используют на заказ ШХ4, ШХ20, 15 Г 1, 12Х18, 95Х18, 18ХГТ, 110Х18, 8Х4М4В2Ф1.
• . Молибденовая. Применяется для изготовления дроби охотничьего ружья и для шариков специального назначения. К основному компоненту добавляются в маленьких количествах медь, алюминий, латунь, полиамиды, полимеры и металлокерамика.
• . В последнее время используется новый сплав из синтетического материала - нитрид кремния. Из него выпускают изделия особого назначения, способные самоусиливаться.

Мы определили, из какой стали изготавливают подшипники. Стальные шары идут для производства узлов качения. Отдельно они используются в различных отраслях народного хозяйства. Также они незаменимы в сферах автомобильной, лакокрасочной, оборонной, цементной, кондитерской, химической и сельскохозяйственной промышленностях. Кроме этого, они могут выступать, как отдельные детали для дезодорантов и стержней пишущих ручек.

Эти устройства являются неотъемлемой частью в изготовлении колес и роликов для складской техники (гидравлические тележки, рохли), для запчастей и мебельной фурнитуры. В каталоге интернет-магазина «МПласт» можно найти необходимую деталь. Для этого надо войти на сайт и там найти требующееся изделие, а также определиться с ценой и формой оплаты.

В узлах, работающих в агрессивной среде, используются шары с высоким содержанием никеля. Из мягкого железа катают экологически чистую дробь (свинец наносит природе больше вреда, чем малоуглеродистая сталь) и омедненные, с диаметром 4,5 для пневматического оружия.

Следующим шагом в изготовлении стало создание элементов качения из керамики. Они нашли свое применение в экстремальных условиях эксплуатации (реактивные двигатели, шпиндели в металлообрабатывающих станках, автомобили Формулы 1.

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.

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.

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.

Как собирают шариковые подшипники: видео

Процесс выглядит так:

• . Подготовленные соответствующим образом обоймы вкладываются одна в другую, соприкасаются в единой точке. В результате в стороне, противоположной контакту, образуется пространство, через которое можно ввести шарики.
• . Количество элементов качения при такой схеме ограничено. Следующим этапом является равномерное распределение их по периметру. При этом внутреннее кольцо автоматически центрируется относительно внешнего.
• . Снизу и сверху устанавливается специально изготовленные половинки сепаратора. Стандартный продукт делается из углеродистой стали. Но существуют разновидности, когда фиксация происходит за счет латунной или пластиковой детали. Последняя состоит из одной части и просто защелкивается.
• . На специальном автомате две половины удерживающего устройства соединяются заклепками, сделанными из металла, через заранее подготовленное отверстие.
• . Изделие промывается и смазывается (литолом, циатимом, графитом или консервирующим составом).
• . Устанавливаются защитные пыльники. Они могут быть металлическими, пластиковыми или композитными.
• . Далее, товар маркируется согласно ГОСТам, и упаковывается в коробки.

Сборка опорного изделия заключается в создании сепаратора, удерживающего элементы качения в определенных местах. Края устройства завальцовывают. В реализацию идет в виде трех деталей (верхняя и нижняя шайба, и сам узел).

Для высоких нагрузок необходимо создать больше точек соприкосновения. В классический механизм невозможно поместить дополнительные шарики. Тогда производители делают в дисках технологические выемки, через которые количество мест касания становится максимальным. В дальнейшем происходит классическая склепка сепаратора.

Одним из проверенных поставщиков является компания «МПласт». Она реализует продукцию на основе подшипников, произведенных на территории России заводами с идеальной репутацией.

В конструкции шарикоподшипника одним из основных элементов являются шарики. Именно благодаря высокому качеству исполнения этих элементов, точности размеров и обработки, обеспечивается безупречная работа шарикового подшипника. Технологический процесс, в результате которого изготавливаются шарики на подшипник - это достаточно сложный производственный цикл, который проводится в следующей последовательности:

Изготовление заготовки

Заготовка, имеющая неправильную форму, изготавливается из стальной проволоки диаметром несколько больше диаметра будущего шарика. Заготовки формируются на холодно-выставочном автомате либо стане поперечно-винтового проката. Обкатка до первоначальной формы осуществляется на станке для обработки шариков. Здесь заготовка зажимается между двумя дисковыми матрицами и начинается процесс обкатки до того момента, пока заготовка не получит правильную форму с некоторым допуском от точного размера.

Процесс обработки

Полученные после первого процесса шарики требуют обработки. Поэтому, прежде всего, выполняется грубая обработка посредством абразивного материала. Процесс обработки происходит в специальных барабанах. После грубой обработки шарики вновь подвергаются обкатке на станке для обработки шариков. На станке заготовки неоднократно прокатываются между планшайбами, которые имеют чугунные диски специального профиля. Далее проходит процедура термической обработки в специальных печах. В результате термической закалки шарики приобретают необходимый уровень твёрдости.

Процесс шлифовки

Шлифовка подшипниковых шариков - следующий шаг всего процесса. Здесь задача заключается в том, чтобы довести изделие до номинального размера с допуском не более десяти микрон. После процедуры закалки шарики направляются на шлифовальный станок, конструктивно аналогичный тем, что были отмечены выше по тексту. Разница состоит лишь в том, что шарикошлифовальный станок имеет канавки и диски, предназначенные для более точной обработки. На станке выполняется прокат шариков по рабочим желобам, причём в процессе прокатки осуществляется автоматическое перемешивание шариков. Прокатка выполняется многократно и по завершению процесса получают готовые к использованию шарики.

Завершающий цикл

Здесь подшипниковые шарики подвергаются тщательной промывке специальными средствами, проходят строгий контроль качества, сортируются по группам, упаковываются в транспортную тару и отправляются по месту назначения.

В нашей компании можно купить подшипниковые ролики, шарики и промышленные подшипники с доставкой. Для заказа используйте наши контакты

Совершенная форма шарика в подшипниках вызывает восхищение и вполне оправданный интерес к способу производства. Поверхность изделия идеально гладкая, форма идеально круглая. Вопрос о том, как делают шарики для подшипников, имеет развернутый ответ.

Сложный технологический процесс превращает стальную проволоку в шарик нужного диаметра. Каждый этап производства выверен, ведь изделие, от которого зависит стабильная и надежная работа сложных механизмов, должно иметь точно заданные параметры. Развитие техники приводит к постепенной замене привычных конструкций, машин более новыми и совершенными. Но подшипники остаются востребованной и актуальной деталью конструкции автомобилей, заводских станков, различных приборов.

Для того чтобы понять, как делают шарики для подшипников, нужно проследить все этапы технологического прогресса.

1. Стальная проволока нарезается на заготовки, которые характеризуются формой, близкой к шару. Используется проволока, которая по диаметру отвечает параметрам шарика. Потом между дисковыми матрицами со специальными канавками эти заготовки обкатываются, изначально грубая форма шара становится более выраженной. Для обработки используется огромное давление, до 20 тонн. После такой обкатки шарообразная заготовка имеет параметры, которые всего на 100 крон отдалены от необходимых размеров.
2. Формовка, которая может быть холодной или горячей, - важный этап производства шариков. Проволока пропускается через высадочный станок, в котором есть специальные в виде шара углубления. Стальные диски смыкаются вокруг проволоки и в результате получаются заготовки в виде шариков с ободком. Потом эти шарики нагреваются, закаляются. Проводится отжиг деталей, которые обеспечивают высокую прочность и надежность.
3. Следующий этап – шлифовка шариков. Для того чтобы понять, как делают шарики для подшипников, нужно внимательно изучить все этапы. На этапе шлифовки достигается точность размеров деталей до 10 микрон от необходимого. От шариков отделяются те ободки, которые остались после высадочного станка. Для этого шарик помещается между двумя очень толстыми листами из металла, один из которых стационарный, а второй – вращается. Круговые движения второго листа шлифуют шарик. Прошедшие шлифовку изделия через специальные отверстия отделяются от остальных. Они проходят по нескольким желобам и сортируются таким образом по размеру. Используется и станок, который придает блеск готовым изделиям. Главный итоговый результат – производство шариков идеально точного размера и высокой твердости.
4. Финальный этап – шарики промываются, проходят контроль качества, упаковываются.

Процесс сложный и требует специального оборудования. Качественные подшипники должны иметь шарики с идеальным скольжением, которое даст абсолютно гладкая форма. Шарик несет ответственность за работу подшипника (), сказаться на ней может любой лишний микрон. Поэтому особенно важным является контроль размера шарика, гладкость его поверхности. Обязательно для производства выбирается высококачественная стальная проволока.