Cosa sono i cuscinetti a sfera?

I cuscinetti a sfere, noti anche come cuscinetti antifrizione, sono piccole sfere metalliche o ceramiche utilizzate per ridurre l'attrito tra alberi e assi in una serie di applicazioni.Sono spesso usati in una serie per assorbire il peso posto su una parte in movimento o in singoli gabbie per ridurre l'attrito nei gruppi di assi.La maggior parte sono fabbricati per soddisfare standard di rotondità molto esigenti, poiché qualsiasi deformazione può far fallire inaspettatamente le parti mobili.

Il concetto di cuscinetti a sfera può essere rintracciato fino all'impero romano, ma molte fonti merito di Leonardo da VinciI primi disegni pratici.Fu fino al 1791, tuttavia, quando un produttore di carrozze gallese e un inventore di nome Philip Vaughan brevettò il primo assemblaggio dell'assale a usarli.Gli assi di carrello precedenti alla fine si consumerebbero dagli effetti dell'attrito, ma l'uso di Vaughans di cuscinetti a sfera eliminava il contatto diretto tra l'albero di trasmissione e l'asse.

A seguito del loro uso precoce negli alberi di trasmissione, gli ingegneri di fabbrica hanno trovato altre applicazioni nell'arena di produzione.Le singole parti potrebbero essere spostate facilmente su rampe dotate di questi cuscinetti.Le macchine a motore sono diventate più efficienti in quanto hanno ridotto l'attrito tra le parti.A differenza di altri tipi di cuscinetti, i cuscinetti a sfere consentono sia il movimento rotante che quello assiale, che ha aggiunto versatilità alla progettazione della macchina.

Uno degli esempi più comuni di cuscinetti a sfera in azione è il pattinaggio a rullo.Quattro ruote sono collegate a due assi sul fondo di uno stivale.Un'ispezione più stretta di queste ruote rivela una raccolta di palline di metallo che circondano l'asse.Mentre il pattinatore pone il suo peso pieno sulle ruote, ogni palla assorbe temporaneamente il carico.Mentre lo skater spinge in avanti, rotolano su una pista attorno all'asse.Poiché i cuscinetti a sfera sono perfettamente rotondi e lisci, c'è molto poco attrito tra loro.Consentono al pattinatore di muoversi in linea retta con poca resistenza.

I cuscinetti a sfere di produzione sono sorprendentemente simili alla formazione di palline di pasta.Una fornitura di filo metallico approssimativamente lo stesso diametro dei cuscinetti viene posizionato in una macchina con due piastre progettate come emisferi.Quando le due metà vengono riunite con forza, si forma una sfera di metallo ruvida.Il problema è che rimangono ancora alcuni frammenti di metallo aggiuntivi chiamati lampeggianti.Le palline vengono quindi collocate in un'altra macchina che rimuove il lampeggiante per creare uno stato di rotondità perfetto.

Questa seconda macchina è composta da due piastre scanalate, una con una tacca aperta per ricevere i cuscinetti a sfera.Mentre questa macchina si riempie di sfere incompiute, la piastra scanalata superiore inizia a ruotare in diverse direzioni sulla piastra inferiore immobile.Questa azione è simile a un cuoco che usa le sue mani per formare palline di pasta.La prima corsa attraverso questa macchina rimuove il lampeggiamento e aiuta i cuscinetti a diventare di dimensioni abbastanza uniformi.

Una seconda corsa attraverso la stessa macchina aggiunge un liquido lubrificante e abrasivi al mix.I cuscinetti a sfera sono macinati a una dimensione precisa dall'azione degli abrasivi.Una volta che le palle hanno raggiunto una dimensione e l'uniformità accettabili, una terza corsa utilizza un agente di lucidatura per dare loro una lucentezza che riduce l'attrito.A tutti i cuscinetti viene fornita un'ispezione finale per verificare le imperfezioni prima che siano approvate per l'uso in altre applicazioni.