Τι είναι τα ρουλεμάν;

Τα ρουλεμάν με σφαιρίδια, γνωστά και ως ρουλεμάν κατά της τριβής, είναι μικρές μεταλλικές ή κεραμικές σφαίρες που χρησιμοποιούνται για τη μείωση της τριβής μεταξύ αξόνων και αξόνων σε διάφορες εφαρμογές. Συχνά χρησιμοποιούνται σε σειρά για να απορροφήσουν το βάρος που τοποθετείται σε ένα κινούμενο μέρος ή σε μεμονωμένους κλωβούς για τη μείωση της τριβής στα συγκροτήματα αξόνων. Τα περισσότερα κατασκευάζονται για να πληρούν πολύ αυστηρά πρότυπα στρογγυλότητας, καθώς οποιαδήποτε παραμόρφωση μπορεί να προκαλέσει απροσδόκητη αστοχία των κινούμενων μερών.

Η ιδέα των ρουλεμάν μπορεί να εντοπιστεί μέχρι τη Ρωμαϊκή Αυτοκρατορία, αλλά πολλές πηγές πιστώνουν στον Λεονάρντο ντα Βίντσι τα πρώτα πρακτικά σχέδια. Ωστόσο, μόλις το 1791, ένας Ουαλός κατασκευαστής και εφευρέτης ονόματι Philip Vaughan κατοχύρωσε με δίπλωμα ευρεσιτεχνίας το πρώτο συγκρότημα αξόνων που τα χρησιμοποιούσε. Οι προηγούμενοι άξονες μεταφοράς θα φθαρούν τελικά από τις επιπτώσεις της τριβής, αλλά η χρήση ρουλεμάν από τον Vaughan εξαλείφει την άμεση επαφή μεταξύ του κινητήριου άξονα και του άξονα.

Μετά την πρώιμη χρήση τους σε κινητήριους άξονες, οι μηχανικοί του εργοστασίου βρήκαν άλλες εφαρμογές στον κατασκευαστικό στίβο. Μεμονωμένα εξαρτήματα μπορούσαν να μετακινηθούν εύκολα πάνω από ράμπες εξοπλισμένες με αυτά τα ρουλεμάν. Οι μηχανές με κινητήρα έγιναν πιο αποτελεσματικές καθώς μείωσαν την τριβή μεταξύ των εξαρτημάτων. Σε αντίθεση με άλλους τύπους ρουλεμάν, τα ρουλεμάν επιτρέπουν τόσο την περιστροφική όσο και την αξονική κίνηση, κάτι που πρόσθεσε ευελιξία στο σχεδιασμό της μηχανής.

Ένα από τα πιο κοινά παραδείγματα ρουλεμάν σε δράση είναι το πατίνι. Τέσσερις τροχοί είναι στερεωμένοι σε δύο άξονες στο κάτω μέρος μιας μπότας. Μια πιο προσεκτική επιθεώρηση αυτών των τροχών αποκαλύπτει μια συλλογή από μικρές μεταλλικές μπάλες που περιβάλλουν τον άξονα. Καθώς ο σκέιτερ τοποθετεί όλο το βάρος του στους τροχούς, κάθε μπάλα απορροφά το φορτίο προσωρινά. Καθώς ο σκέιτερ σπρώχνει προς τα εμπρός, κυλούν σε μια πίστα γύρω από τον άξονα. Επειδή τα ρουλεμάν είναι τέλεια στρογγυλά και λεία, δημιουργείται πολύ μικρή τριβή μεταξύ τους. Επιτρέπουν στον σκέιτερ να κινείται σε ευθεία γραμμή με μικρή αντίσταση.

Η κατασκευή ρουλεμάν είναι εκπληκτικά παρόμοια με τη διαμόρφωση σφαιρών ζύμης. Μια παροχή μεταλλικού σύρματος περίπου ίδιας διαμέτρου με τα ρουλεμάν τοποθετείται σε μια μηχανή με δύο πλάκες σχεδιασμένες ως ημισφαίρια. Όταν τα δύο μισά ενωθούν δυνατά, σχηματίζεται μια τραχιά μεταλλική μπάλα. Το πρόβλημα είναι ότι εξακολουθούν να παραμένουν μερικά πρόσθετα μεταλλικά θραύσματα που ονομάζονται flashing. Στη συνέχεια, οι μπάλες τοποθετούνται σε ένα άλλο μηχάνημα που αφαιρεί το φλας για να δημιουργήσει μια τέλεια κατάσταση στρογγυλότητας.

Αυτό το δεύτερο μηχάνημα αποτελείται από δύο αυλακωμένες πλάκες, η μία με ανοιχτή εγκοπή για να δέχεται τα ρουλεμάν. Καθώς αυτό το μηχάνημα γεμίζει με ημιτελείς μπάλες, η επάνω αυλακωτή πλάκα αρχίζει να στρίβει σε διαφορετικές κατευθύνσεις πάνω από την ακίνητη κάτω πλάκα. Αυτή η ενέργεια είναι παρόμοια με έναν μάγειρα που χρησιμοποιεί τα χέρια του για να σχηματίσει μπάλες ζύμης. Το πρώτο πέρασμα από αυτό το μηχάνημα αφαιρεί το φλας και βοηθά τα ρουλεμάν να γίνουν αρκετά ομοιόμορφα σε μέγεθος.
Μια δεύτερη διαδρομή μέσω της ίδιας μηχανής προσθέτει ένα λιπαντικό υγρό και λειαντικά στο μείγμα. Τα ένσφαιρα ρουλεμάν αλέθονται σε ένα ακριβές μέγεθος από τη δράση των λειαντικών. Μόλις οι μπάλες φτάσουν σε αποδεκτό μέγεθος και ομοιομορφία, μια τρίτη διαδρομή χρησιμοποιεί ένα γυαλιστικό παράγοντα για να τους δώσει λάμψη που μειώνει την τριβή. Όλα τα ρουλεμάν υποβάλλονται σε μια τελευταία επιθεώρηση για να ελεγχθούν για ατέλειες προτού εγκριθούν για χρήση σε άλλες εφαρμογές.