?

Подбор прецизионных подшипников часто начинается с размеров, номинальных нагрузок и требований к точности. Для инженеров, разрабатывающих компактные поворотные механизмы, возникает еще один вопрос, заслуживающий внимания: как термически обрабатываются компоненты подшипника?

В BEINING наше собственное оборудование для вакуумной закалки и отпуска используется при производстве перекрестных роликовых подшипников и радиально-упорных подшипников с четырехточечным контактом. Эта возможность позволяет нам осуществлять важный этап производства на собственном предприятии. Чтобы понять его значимость, полезно связать термообработку с требованиями к готовому подшипнику.

Что дают закалка и отпуск?

Для подходящих закаливающихся подшипниковых сталей закалка включает нагрев материала в заданных условиях с последующим охлаждением для получения требуемой закаленной структуры. Затем следует отпуск для регулировки этой структуры и балансировки твердости с вязкостью, одновременно снижая напряжения от закалки.

Соответствующая обработка зависит от марки стали, размеров компонента и требований к применению. Поэтому спецификация термообработки требует большего, чем целевая твердость: материал, цикл нагрева, метод охлаждения и условия отпуска должны работать вместе.

Вакуум описывает среду обработки. Сам по себе он не определяет среду закалки и не устанавливает конечные свойства компонента.

Зачем использовать вакуумную среду?

Контролируемая вакуумная среда может ограничить воздействие кислорода во время нагрева, помогая уменьшить поверхностное окисление. При соответствующем контроле процесса она также может помочь ограничить нежелательное поверхностное обезуглероживание. Эти соображения важны, когда термически обработанные компоненты впоследствии подвергаются прецизионной чистовой обработке. [1]

Результат по-прежнему зависит от стали, условий в печи и полного цикла обработки. Вакуумная обработка не должна интерпретироваться как безусловная гарантия отсутствия окисления на поверхности или определенной производительности готового подшипника.

Почему это важно для перекрестных роликовых подшипников?

В перекрестных роликовых подшипниках ролики расположены в чередующихся ориентациях. Такая конфигурация позволяет воспринимать радиальные, осевые нагрузки и нагрузки от момента в одном подшипнике, что делает эту конструкцию актуальной для компактных поворотных механизмов и шарниров роботов. [3]

Для этих применений важны как состояние материала, так и геометрия кольца. Термообработка устанавливает состояние материала, необходимое перед чистовой обработкой, в то время как шлифовка, чистовая обработка дорожек качения, сборка и контроль определяют характеристики готового подшипника.

Также необходимо учитывать деформацию при термообработке. Изменения формы кольца могут повлиять на припуск материала, доступный для последующей механической обработки. Поэтому подходящий маршрут обработки должен учитывать геометрию компонента и требования к чистовой обработке. Вакуумная обработка не устраняет деформацию.

Для проекта шарнира робота практическое обсуждение должно охватывать полную спецификацию подшипника: комбинированные нагрузки, требуемую жесткость, условия монтажа, зазор или предварительный натяг, рабочую температуру и цикл движения.

Что насчет радиально-упорных подшипников с четырехточечным контактом?

Радиально-упорные шариковые подшипники с четырехточечным контактом могут воспринимать осевые нагрузки в обоих направлениях, при этом способность воспринимать радиальные нагрузки зависит от конструкции подшипника и условий эксплуатации. Их не следует рассматривать как универсально взаимозаменяемые с перекрестными роликовыми подшипниками. [4]

В прецизионных механизмах изменения размеров кольца могут повлиять на внутренний зазор и посадку. Поэтому производители подшипников учитывают материал и термообработку вместе при оценке стабильности размеров. [2]

Для радиально-упорных подшипников с четырехточечным контактом термообработка является частью более широкого производственного маршрута, который также включает геометрию дорожек качения, чистовую обработку и сборку. Пригодность конкретной конструкции должна быть проверена на соответствие фактической комбинации нагрузок и эксплуатационным требованиям.

Что означает собственное оборудование для обсуждения с клиентом

Наша собственная возможность вакуумной закалки и отпуска позволяет клиентам обсуждать этот этап производства непосредственно с BEINING наряду с требованиями к конструкции и производству подшипников.

Для нового проекта полезные вопросы включают:

• Какой материал и маршрут термообработки подходят для предлагаемой геометрии компонента?
• Какие требования к твердости и состоянию материала применяются?
• Каким требованиям к размерам и точности хода должен соответствовать готовый подшипник?
• Как рабочая температура, нагрузка и цикл движения должны влиять на спецификацию?
• Какие инспекционные документы или валидационные испытания должны быть согласованы для проекта?

Ответы должны быть установлены для конкретного продукта. Само по себе владение оборудованием не демонстрирует определенный класс точности, срок службы, время доставки или постоянство партии.

Термообработка поддерживает точность; валидация подтверждает ее

Вакуумная закалка и отпуск являются важными производственными возможностями, но производительность готового подшипника зависит от всего процесса. Качество материала, термообработка, механическая обработка, смазка, сборка и установка — все это вносит свой вклад.

Для шарниров роботов-гуманоидов и механизмов, включающих волновые или циклоидальные редукторы, выбор подшипника должен начинаться с фактического положения подшипника и пути нагрузки. Одна только архитектура редуктора не определяет, какая конфигурация подшипника подходит.

Разрабатываете приложение с перекрестным роликовым подшипником или радиально-упорным подшипником с четырехточечным контактом? Поделитесь своим чертежом, установочным пространством, условиями нагрузки, циклом движения, рабочей температурой и требованиями к точности с BEINING. Мы можем обсудить конфигурацию подшипника, производственные требования и валидацию, необходимые для вашего проекта.

Технические ссылки

Эти ссылки поддерживают общее инженерное объяснение; они не сертифицируют оборудование или производительность продукции BEINING.

1. ALD Heat Treatment Services — Нейтральная закалка в вакууме
   https://www.heat-treatment-services.com/processes-more/hardening/
   Источник обсуждает вакуумную закалку и определенный маршрут закалки высокотемпературным газом. Настройки его оборудования и заявления о производительности не относятся к BEINING.

2. SKF Evolution — Новые методы прогнозирования стабильности размеров (15 мая 1999 г.; инженерный фон)
   https://evolution.skf.com/new-methods-to-predict-dimensional-stability-2/

3. THK — Информация о продукте Cross-Roller Ring
   https://www.thk.com/us/en/products/cross_roller_ring/cross_roller_ring/

4. SKF Evolution — Радиально-упорные шариковые подшипники с четырехточечным контактом – два в одном
   https://evolution.skf.com/four-point-contact-ball-bearings-two-in-one/