Hvad er kuglelejer?
Kuglelejer, også kendt som friktionslejer, er små metalliske eller keramiske kugler, der bruges til at reducere friktion mellem aksler og aksler i en række anvendelser. De bruges ofte i en serie til at absorbere den vægt, der er placeret på en bevægelig del, eller i individuelle bur for at reducere friktion i akslenheder. De fleste er fremstillet til at imødekomme meget krævende standarder for rundhed, da enhver deformation kan få de bevægelige dele til at mislykkes uventet.
Konceptet med kuglelejer kan spores helt tilbage til Romerriget, men mange kilder krediterer Leonardo da Vinci med de første praktiske design. Det var dog først i 1791, da en walisisk vognmand og opfinder ved navn Philip Vaughan patenterede den første akselsamling til at bruge dem. Tidligere vogneaksler ville til sidst slides af virkningerne af friktion, men Vaughans brug af kuglelejer fjernede den direkte kontakt mellem drivakslen og akslen.
Efter deres tidlige brug i drivaksler fandt fabriksingeniører andre anvendelser i produktionsarenaen. Individuelle dele kunne let flyttes over ramper udstyret med disse lejer. Motordrevne maskiner blev mere effektive, da de reducerede friktionen mellem dele. I modsætning til andre typer lejer muliggør kuglelejer både roterende og aksial bevægelse, hvilket tilføjede maskinens design alsidighed.
Et af de mest almindelige eksempler på kuglelejer i aktion er rulleskøjten. Fire hjul er fastgjort til to aksler i bunden af en bagagerum. En nærmere undersøgelse af disse hjul afslører en samling af små metalkugler, der omgiver akslen. Idet skøjteløberen lægger sin fulde vægt på hjulene, optager hver bold midlertidigt belastningen. Når skater skubber frem, ruller de i et spor omkring akslen. Da kuglelejerne er perfekt runde og glatte, genereres der meget lidt friktion mellem dem. De giver skaterne mulighed for at bevæge sig i en lige linje med lidt modstand.
Fremstilling af kuglelejer er overraskende lignende til dannelse af dejkugler. En forsyning af metaltråd med omtrent samme diameter som lejerne placeres i en maskine med to plader, der er udformet som halvkugler. Når de to halvdele samles kraftigt, dannes en ru metalkugle. Problemet er, at der stadig er nogle yderligere metalskærder, der kaldes blinkende. Kuglerne placeres derefter i en anden maskine, der fjerner den blinkende for at skabe en perfekt tilstand af rundhed.
Denne anden maskine består af to rillede plader, en med et åbent hak til at modtage kuglelejer. Når denne maskine fyldes med uafsluttede kugler, begynder den øverste rillede plade at vri i forskellige retninger over den flytbare bundplade. Denne handling ligner en kok, der bruger hans eller hendes hænder til at danne dejkugler. Den første kørsel gennem denne maskine fjerner den blinkende og hjælper lejerne med at blive ret ensartede i størrelse.
En anden kørsel gennem den samme maskine tilføjer en smørevæske og slibemidler til blandingen. Kuglelejer er jordet ned til en nøjagtig størrelse ved hjælp af slibemidler. Når kuglerne har nået en acceptabel størrelse og ensartethed, bruger en tredje kørsel et poleringsmiddel til at give dem en friktionsreducerende glans. Alle lejer får en endelig inspektion for at kontrollere for ufuldkommenheder, før de er godkendt til brug i andre applikationer.