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Ein Kugellager ist eine kleine Metall- oder Keramikkugel, die verwendet wird, um die Reibung zwischen zwei Gegenständen zu verringern. Das Konzept des Lagers stammt aus dem Römischen Reich. Das praktische Design wird jedoch Leonardo da Vinci zugeschrieben. Er verwendete dies in seinen Hubschrauberdesigns. 1971 wurde Philip Vaughan, ein Wagenbauer, für die Verwendung seiner kugelgelagerten Achsbaugruppe patentiert. Das erste Patent für Kugellager wurde Jules Suriray erteilt. Suriray war ein Fahrradmechaniker, der beim ersten Straßenrennen der Welt Lager am Siegerrad verwendete. Während des Zweiten Weltkriegs war die deutsche Fabrik, die Lager herstellte, ein ständiges Ziel der Alliierten, da die Deutschen von der Verwendung von Kugellagern in ihren Militärmaschinen abhängig waren.
Kugellager : Der Aufbau von Kugellagern ist einfach. Sie bestehen aus mindestens zwei ringförmigen Bahnen. Einer der Tracks ist ein permanentes Feature, während der andere Track rotiert. In der Schiene befinden sich die kleinen Kugeln, deren Rotation die Rotationsreibung zwischen Objekten verringert.
Die Herstellung von Lagern ist etwas aufwendiger. Zunächst wird Metalldraht in eine Maschine mit zwei runden Platten gelegt. Mit viel Kraft fügen sich diese Hälften zu einer grob aussehenden Metallkugel zusammen. Der Ball wird dann in eine andere Maschine gelegt, die das Blitzen vom Ball entfernt. Dieselbe Maschine wird dann den Ball auf die gewünschte Größe mahlen. Die Kugel geht durch die Maschine, um poliert und poliert zu werden.
Kugellager sind in einer Vielzahl von Anwendungen beliebt, von der Bürotechnik und Elektronik bis hin zu Verpackungsmaschinen, Luft- und Raumfahrttechnik und Medizinbedarf. Die Lager sind in verschiedenen Ausführungen erhältlich und haben spezifische Vorteile und Merkmale. Die beliebtesten Materialien sind Kunststoff, Keramik und Stahl. Die verschiedenen Kugellager bestehen jedoch immer noch aus den gleichen Komponenten: den Kugeln, einem Käfig, einem Innenring und einem Außenring.
Hier eine Übersicht über die verschiedenen Materialarten:
Stahl
Kugellager aus Stahl sind eine der frühesten Technologien und in der Branche hoch angesehen, um eine zuverlässige Lösung zu bieten. Sie sind praktisch für den Einbau in Maschinen, die schnelle Umdrehungen pro Minute (U/min) und extrem hohe Lasten aufnehmen müssen. Die meisten haben die Fähigkeit, eine Gesamtlast im Bereich von 30.000 Pfund aufzunehmen. Sie sind auch sehr präzise und versagen weniger wahrscheinlich unter Stress oder Druck. Aber diese Art von Kugellager hat ein paar Nachteile. Sie können beispielsweise keine chemische Beständigkeit aufweisen und ziemlich laut und schwer sein. Die meisten benötigen eine regelmäßige Schmierung, was zu erhöhten Wartungskosten führt. Außerdem ist dies ein Material, das in nassen oder feuchten Umgebungen korrosionsanfällig ist.
Keramik
Die als Keramik bezeichneten Kugellager bestehen aus einem Stahlkäfig, einem Innenring und einem Außenring, während die eigentlichen Kugeln aus Keramik bestehen. Ein Vorteil dieser Konstruktion ist ein schnellerer und reibungsloserer Betrieb. Dies führt zu weniger Vibrationen, reduziert Geräuschprobleme und minimiert Probleme mit hohen Betriebstemperaturen. Sie sind leicht und werden nicht durch Korrosionsprobleme beeinträchtigt. Die akzeptable Betriebstemperatur liegt im Bereich von 1.800° Fahrenheit. Obwohl sie für viele verschiedene Anwendungen eine praktische Option sind, sind sie mit einem hohen Preis verbunden. Dies hat ihre Verwendung bei vielen Billigherstellern, die nach alternativen Lösungen suchen, eingeschränkt.
Plastik
Eine der neuesten Arten von Kugellagern ist Kunststoff, der einige Vorteile hat, die bei den Alternativen aus Keramik oder Stahl nicht auffallen. Sie sind vollständig aus Kunststoff gebaut, aber die tatsächliche Kugel kann aus Edelstahl, Glas oder Kunststoff variieren. Der bevorzugte Typ richtet sich nach Verwendung und Umgebung. Eine komplette Kunststoffeinheit wird bevorzugt, wenn Geräusch und Gewicht kritisch sind, während die Glaskugeln geringe magnetische Eigenschaften aufweisen. Der Einsatz der Glaskugel ist praktisch, wenn eine metallfreie Aufstellung erforderlich ist. Die kostengünstigsten Kugeln sind aus Edelstahl, aber dies ist die schwerste Option.