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¿Cómo se fabrican las bolas de los rodamientos?

A rodamiento de bolas Consiste en una o más hileras de bolas que se mantienen, mediante una jaula, entre un anillo interior y otro exterior conocidos como pista de rodadura, además de una serie de otras características que incluyen juntas para proteger el lubricante y tornillos para mantener el rodamiento en su sitio.Este artículo sólo revisará los principales componentes de un rodamiento, a saber, la pista de rodadura, las bolas y la jaula.

La mayoría de los rodamientos y componentes de rodamientos son de acero, el más utilizado es el acero para rodamientos SAE 52100, un acero al cromo aleado con carbono 1% y cromo 1,5%, este material es estable a temperaturas superiores a 120°C. Comúnmente, las jaulas están hechas de plástico de poliamida, que es menos costoso de producir, pero no es adecuado para su uso en ambientes hostiles, especialmente aplicaciones de alta temperatura.

Las pistas de rodadura interior y exterior se fabrican mediante un proceso muy similar, utilizando máquinas automatizadas para cortar el tubo de acero en la forma básica de la pista de rodadura, dejando una pequeña cantidad de material adicional para solucionar el alabeo durante el proceso de calentamiento, y el anillo exterior se estampa con el número del rodamiento y la información del fabricante.

A continuación, los anillos se endurecen en un horno de tratamiento térmico y se calientan a unos 1.550 grados Fahrenheit (840 grados Celsius) en un tiempo que oscila entre 20 minutos y varias horas, en función del tamaño de la pieza, después se enfrían en aceite y se templan en un segundo horno a unos 300 grados Fahrenheit (148 grados Celsius), un proceso que hace que las pistas de rodadura sean duras y resistentes.

Cada parte de la pista de rodadura debe rectificarse para garantizar que la anchura, el radio, la posición de asiento y la geometría del rodamiento sean correctos y, en el caso de algunos rodamientos (como los rodamientos de contacto angular), se requiere un rectificado adicional más adelante en el proceso para garantizar que los anillos sean dimensionalmente precisos.

Las bolas de los rodamientos se fabrican mediante un proceso muy preciso. Una bola perfectamente redonda y lisa minimiza la fricción dentro del rodamiento, que comienza como un alambre o varilla que contiene el material necesario para formar la bola acabada, y luego se somete a un proceso denominado "estampado en frío", en el que los extremos del alambre chocan entre sí para formar una bola. Durante este proceso, los extremos del alambre chocan entre sí para formar una bola.

A continuación, la bola se introduce repetidamente en una ranura entre dos discos de hierro fundido, uno de los cuales gira mientras el otro permanece inmóvil. A continuación, las bolas se someten a un tratamiento térmico similar al de las pistas de rodadura para mejorar su durabilidad antes de ser rectificadas hasta alcanzar el tamaño y la redondez adecuados.

Por último, las bolas se trasladan a una amoladora que las pule utilizando un disco de hierro fundido blando, similar al proceso de volteo, con menos presión, y se utiliza una pasta de pulido para que la superficie quede completamente lisa sin necesidad de retirar más material, y las bolas se dejan en la amoladora entre 8 y 10 horas para obtener bolas completamente lisas.

La jaula forma parte del rodamiento y puede fabricarse con distintos materiales. En el caso de las jaulas de acero o de metal, la jaula se estampa a partir de una fina pieza de metal y se coloca en una estructura similar a un molde que dobla la jaula hasta darle la forma adecuada. A continuación, la jaula se retira y queda lista para el montaje. En el caso de las jaulas de plástico, se utiliza un proceso denominado "moldeo por inyección", en el que el metal fundido se introduce a presión en la jaula para crear una superficie lisa sin necesidad de retirar más material. Para las jaulas de plástico, se utiliza un proceso llamado "moldeo por inyección", en el que el plástico fundido se inyecta en un molde y luego se endurece para darle forma.

Después de un proceso como el descrito anteriormente, todas las piezas del rodamiento están completas, tras lo cual se pueden montar los rodamientos. En primer lugar, se coloca el anillo de rodadura interior dentro del anillo de rodadura exterior; a continuación, se insertan las bolas y se espacian uniformemente entre los anillos de rodadura; por último, se instalan las jaulas para mantener las bolas en su sitio; las jaulas de plástico encajan fácilmente en su sitio, mientras que las jaulas de acero suelen tener que remacharse; por último, el rodamiento se recubre con un inhibidor de óxido u otro tratamiento superficial especial para la aplicación concreta y se embala para su envío.

Los rodamientos de bolas son baratos de producir y se han favorecido durante siglos, pero hay construcciones más eficientes de rodamientos de bolas, como los rodamientos de levitación magnética que utilizan imanes o aire comprimido para evitar que dos objetos entren en contacto completo, que tienen fricción cero porque no hay contacto directo entre las estructuras y por lo tanto pueden soportar velocidades de rotación ultra-altas, incluso si la rotación a la velocidad de la luz es posible, pero son demasiado costosos de producir y operar, y por lo tanto son en gran parte inutilizados.

Bolas también tienen un proceso de producción muy sci-fi, tales como la fabricación de "bola espacial", bola de rodamiento en el transbordador espacial de fabricación, de acero fundido de libre flotación en gravedad cero, la formación de esfera completa y perfecta, sin embargo, este método de fabricación es también más caro que el moldeo de molienda.