球的材料
滾動(dòng)軸承用球的精度(球形誤差)已達(dá)到了超微米領(lǐng)域,對(duì)球的材料、制造工藝等要求也在不斷提高。球的材料有高碳鉻軸承鋼(真空脫氣);不銹鋼(G95Cr18、G102Cr18Mo);工程陶瓷(氮化硅、碳化硅、氧化鋁);當(dāng)然也有其他各種材料的球,如硬質(zhì)合金、玻璃、塑料、碳素鋼球等。更特殊球有多孔球、空心球、球磨機(jī)用球、拋光裝置用球等等,多孔球應(yīng)用于推桿、球閥等;空心球應(yīng)用于飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī);球磨機(jī)用球用于顏料、鐵氧體、食品粉碎;拋光球用于鋁壓鑄件的表面拋光以及鑄件、沖壓件的去毛刺等。
鋼球的特性指標(biāo)
1、幾何精度
1)球直徑變動(dòng)量ΔDws
把一個(gè)鋼球置于平面和與平面相垂直的測(cè)頭之間,改變鋼球的方向進(jìn)行測(cè)量,求出此時(shí)鋼球直徑大值與小值的差(二點(diǎn)接觸法)。測(cè)頭采用指針式測(cè)微儀或電子測(cè)微儀,測(cè)量?jī)x器的精度按照球的等級(jí)分為0.1 ~0.02微米。
2)球形誤差ΔRSw
采用圓度儀或輪廓儀測(cè)量,測(cè)量截面必須不少于3個(gè)截面。
3)批直徑變動(dòng)量VDwL
球與球的直徑不完全相同,將一個(gè)球置于平面和與平面相垂直的測(cè)頭之間,改變球的方向進(jìn)行測(cè)量,此時(shí)測(cè)出的大值與小值的算術(shù)平均值稱為球的平均直徑。將預(yù)先測(cè)定平均直徑的球作為標(biāo)準(zhǔn)球,采用指針測(cè)微儀或電子測(cè)微儀測(cè)量后與標(biāo)準(zhǔn)球相比較。批直徑差是批內(nèi)大球的平均直徑與小球的平均直徑之差,它表示該批內(nèi)球平均直徑的變動(dòng)量。
4)表面粗糙度Ra
采用表面粗糙度測(cè)量?jī)x或雙筒顯微鏡測(cè)量,其合格判定可依據(jù)CSBTS TC98.63—1999《滾動(dòng)軸承鋼球表面粗糙度技術(shù)條件》相關(guān)內(nèi)容或依據(jù)內(nèi)控標(biāo)準(zhǔn)。
2、波紋度
用于計(jì)算機(jī)HDD主軸電機(jī)及用于VTR磁鼓的主軸軸承要求要具有較高的旋轉(zhuǎn)精度與極小振動(dòng)。高速旋轉(zhuǎn)的軸承如果產(chǎn)生振動(dòng),HDD就會(huì)產(chǎn)生讀值誤差,也會(huì)影響VTR的圖像和音質(zhì)。對(duì)這類軸承的球除了GB/T 308.1—2013規(guī)定的尺寸精度(球直徑變動(dòng)量、球形誤差、批直徑變動(dòng)量)要求之外,還有波紋度的要求。
如果用圓度測(cè)量?jī)x將球放大20萬(wàn)倍測(cè)量其形狀,在圓周方向上有各種各樣的波形。波紋度是球表面上各點(diǎn)的波幅,在波幅上有各種高低相間由細(xì)到長(zhǎng)的波形。波紋度用球波紋度儀測(cè)量。讓球以一定的速度旋轉(zhuǎn),觸針接觸球面,將觸針的移動(dòng)變成電信號(hào),測(cè)量球每個(gè)圓周的波幅大小及波幅變化的速度。球每個(gè)圓周上凹凸波的數(shù)量由細(xì)到長(zhǎng)被分成幾個(gè)區(qū)域進(jìn)行研究。
3、疲勞壽命
球的疲勞壽命試驗(yàn)通過(guò)振動(dòng)壽命試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行試驗(yàn),壽命與材料的純度、球的組織(基體的強(qiáng)度)有關(guān)。
4、尺寸穩(wěn)定性
滾動(dòng)軸承用球要求具有較高的尺寸精度且長(zhǎng)時(shí)間不會(huì)發(fā)生變化,殘留奧氏體分解會(huì)引起尺寸的隨時(shí)間的變化,因此必須嚴(yán)格控制其含量。
為了延長(zhǎng)鋼球的壽命,材料的純度隨著精煉技術(shù)的發(fā)展不斷提高,目前幾乎已經(jīng)達(dá)到極限,今后需要在新鋼種的開(kāi)發(fā)和熱處理工藝上不斷的探索。另外,越來(lái)越多的關(guān)注軸承的動(dòng)態(tài)振動(dòng)性能,軸承產(chǎn)生振動(dòng)的原因包括溝道的形狀誤差和球的形狀誤差等,其中球的形狀誤差影響大,因此使用的球多數(shù)要求圓度在0.05微米以下。