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¿Cómo encajan las bolas en rodamientos de bolas perfectamente redondos y lisos?

¿Cómo encajan las bolas en rodamientos de bolas perfectamente redondos y lisos?
Máquina de pacas

Foto cortesía de Noonan Machine Co.

Si alguna vez ha hecho rodar algunas pequeñas bolas de metal que se encuentran en un rodamiento de bolas en su mano, habrá notado lo perfectamente redondas e increíblemente suaves que son. Debes preguntarte cómo puedes hacer algo tan perfecto. De hecho, es un muy buen proceso que comienza con un alambre de metal y termina con una bola brillante perfecta.

El primer paso del proceso es una operación de conformado en frío o en caliente. Un alambre de aproximadamente el diámetro de la paca terminada se alimenta a una máquina cortadora. Esta máquina tiene una cavidad de metal en forma de hemisferio en cada lado. Rompe el alambre, forzando a la pieza de metal a formar una bola. El proceso deja un anillo de metal (llamado destello) alrededor de la bola, de modo que las bolas que salen de esta máquina se parecen al planeta Saturno.

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Luego, las balas entran en una máquina que suprime los rayos. Esta máquina enrolla la paca entre dos placas de acero endurecido muy pesadas llamadas placas ranuradas.

Placas de impacto para máquina de bolas
Placas de impacto para máquina de bolas

Foto cortesía de Noonan Machine Co.

Una placa ranurada se fija y la otra gira. Las placas tienen ranuras mecanizadas en el interior que guían las esferas en un recorrido circular. Puede ver que una de las placas tiene una sección recortada; aquí es donde las bolas entran y salen de las ranuras. Cuando la máquina está en funcionamiento, las ranuras están completamente llenas de bolas. Después de que la pelota pasa a través de una ranura, cae en la sección abierta del tablero y rebota por un tiempo antes de ingresar a una ranura diferente. Al asegurarse de que las bolas pasen por muchas ranuras diferentes, todas las bolas saldrán de la máquina del mismo tamaño, incluso si hay diferencias entre las ranuras.

A medida que la bola pasa por la ranura, gira y cae, los bordes salen y la bola se comprime en forma esférica, como hacer rodar una bola de masa en tus manos. Esta compresión de las esferas comprime el metal, dando a las esferas una superficie muy dura. Como las bolas son metálicas, esto genera mucho calor, por lo que se vierte agua sobre las bolas y los platos para enfriarlas.

Las variables en este proceso son la presión que comprime las placas, la velocidad de rotación de las placas y el tiempo de residencia de los cordones en la máquina. Si configura estas variables correctamente, siempre terminará con bolas del tamaño correcto.

Después de esta operación, las perlas se pueden tratar térmicamente. Esto endurece las bolas, pero también cambia su tamaño. El tamaño de las esferas de los cojinetes debe ser perfecto, a veces hasta unas millonésimas de pulgada, por lo que se requieren algunos pasos más después del tratamiento térmico.

A continuación, las bolas se someten a una operación de trituración. Se utiliza el mismo tipo de máquina, pero esta vez el refrigerante contiene un abrasivo. Las bolas pasan de nuevo por las ranuras y se aprietan y comprimen hasta su tamaño final.

Finalmente, las esferas se someten a una operación de lapeado. Nuevamente, se usa el mismo tipo de máquina, pero esta vez las placas están hechas de un metal más blando y la máquina usa mucha menos presión para presionar las placas entre sí. Además, la máquina utiliza una pasta de pulir en lugar de un abrasivo. Este proceso da a las perlas su perfecta superficie lisa y brillante, sin quitar ningún otro material.

El último paso del proceso es la inspección. Los troncos se miden con máquinas muy precisas para determinar si están dentro de las tolerancias requeridas. Por ejemplo, la Asociación de Fabricantes de Cojinetes Antifricción (AFBMA) tiene distintos grados para los rodamientos de bolas. Un marcador de grado tres debe ser esférico por dentro 3 millonésimas una pulgada y el diámetro debe ser exacto dentro de 30 millonésimas una pulgada. Esto significa que para una bala de grado de tres cuartos de pulgada, el diámetro debe estar entre 0.24997 y 0.25003 pulgadas, y el diámetro más pequeño medido en la bala debe estar dentro de las 3 millonésimas del diámetro más grande.

Los fabricantes utilizan un proceso muy similar para fabricar bolitas de metal para pistolas de aire, bolas de plástico para cojinetes e incluso las bolas de plástico que se utilizan en los desodorantes roll-on.

A continuación se muestran algunos enlaces interesantes:

  • Cómo funcionan los rodamientos
  • Máquina Noonan – Máquina para hacer bolas
  • Rodamientos Torrington

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