ボールベアリング）

ベアリングボールは、ボールベアリングで最も一般的に使用される特殊な高度に球形で滑らかなボールですが、フリーホイールメカニズムなどのコンポーネントとしても使用されます。ボールにはさまざまなグレードがあります。これらのグレードは、ベアリングボールの精度の基準を設定する米国ベアリングメーカー協会（ABMA）などの機関によって定義されています。それらは仕事のために特別に設計された機械で製造されています。

2008年、米国は57億7800万個のベアリングボールを生産しました。

グレード

ベアリングボールは、幾何学的公差を定義する特定のグレードに製造されます。グレードの範囲は2000〜3で、数字が小さいほど精度が高くなります。グレードは「GXXXX」と表記されています。つまり、グレード100は「G100」になります。グレードが低いほど、フラット、ピット、ソフトスポット、カットなどの欠陥も少なくなります。表面の滑らかさは、表面の粗さとうねりの2つの方法で測定されます。

サイズとは、ボールの表面に接触する2つの平行なプレートで測定される、サイズの許容差の大きさを指します。開始サイズは、 公称ボール直径であり、これは公称または理論上のボール直径です。ボールのサイズは、 ボールの直径の変化を測定することで決定されます。これは、最大直径測定と最小直径測定の差です。所定のロットには、 ロット直径のばらつきがあります。これは、 ロットの最大のボールと最小のボールの平均直径の差です。

球形、または球形からの逸脱は、ボールが真の球形からどれだけ逸脱するかを示します（真円度から）。これは、ゲージ力が4グラム（0.14オンス）未満のリニアトランスデューサーに対してボールを回転させることで測定されます。結果として得られる極座標グラフは、可能な限り最小の円で外接され、この外接円と公称ボール直径との差が変動です。

グレードサイズ範囲球形度ロット直径のばらつき公称ボール径公差最大表面粗さ（Ra）3 0.006–2 0.000003 0.000003±0.00003 0.5 5 0.006–6 0.000005 0.000005±0.00005 0.8 10 0.006–10 0.00001 0.00001±0.0001 1.0 25 0.006–10 0.000025 0.000025 ±0.0001 2.0 50 0.006–10 0.00005 0.00005±0.0003 3.0 100 0.006–10 0.0001 0.0001±0.0005 5.0 200 0.006–10 0.0002 0.0002±0.001 8.0 1000 0.006–10 0.001 0.001±0.005グレード球形度ロット径の変動公称ボール径公差最大表面粗さ（Ra）3 0.00008 0.00008±0.0008 0.012 5 0.00013 0.00013±0.0013 0.02 10 0.00025 0.00025±0.0013 0.025 25 0.0006 0.0006±0.0025 0.051 50 0.0012 0.0012±0.0051 0.076 100 0.0025 0.0025±0.0127 0.127 200 0.005 0.005±0.025 0.203 1000 0.025 0.025±0.127

製造

ベアリングボールの製造は、ボールの素材の種類によって異なります。

金属

金属ボールはワイヤーとして始まります。ワイヤをせん断して、ボールの体積とほぼ同じ外径（OD）のペレットを生成します。このペレットは、その後、粗い球形に向かいます。次に、ボールは、フラッシュを除去するマシンに供給されます。マシンは、 リルプレートと呼ばれる2つの重い鋳鉄または硬化スチールプレートの間にボールを供給することでこれを行います。プレートの一方は固定され、他方は回転します。トッププレートには、ボールがリルプレートに出入りできるようにする開口部があります。これらのプレートには、ボールが追跡する円周方向の微細な溝があります。ボールは、各ボールがこれらの溝の多くを通過するのに十分な長さで機械を通過します。 。制御可能なマシン変数は、加えられる圧力の量、プレートの速度、およびボールがマシンに残っている時間です。

動作中、プレートと摩擦の間の高圧によりかなりの熱が発生するため、冷却液がリルプレート間に送り込まれます。また、ボールにかかる高圧は冷間加工を誘発し、ボールを強化します。

その後、ボールは、その後、精度を向上させるために、その後、 柔らかい研削プロセスにかけられます。これは同じタイプの機械で行われますが、リルプレートは砥石に置き換えられます。

ボールがスチールの場合、熱処理されます。熱処理後、残渣や副産物を除去するためにスケール除去されます。

その後、ボールは固く研磨されます。以前と同じタイプの機械で研磨されますが、クーラントに研磨剤が導入されるか、回転板が非常に硬い微粒子砥石に交換されます。このステップでは、ボールを±0.0001インチ（0.0025 mm）以内に収めることができます。ボールにさらに精度が必要な場合は、同じタイプのマシンで再度ラップします。ただし、今回は、リルプレートがより柔らかい素材（通常は鋳鉄）で作られており、加えられる圧力が少ないため、プレートはゆっくりと回転します。このステップは、ベアリングボールに光沢のある外観を与え、グレード10と48の間にボールをもたらすことができるものです。

さらに高い精度が必要な場合は、通常、独自の化学プロセスと機械プロセスが使用されます。

ベアリングボールの検査は、フレデリックウィンスローテイラーの古典的な科学的管理原則のケーススタディの1つでした。

プラスチック

プラスチック製ベアリングボールは、上記と同じ方法で作成されます。

セラミック

セラミックベアリングボールは焼結材料でできており、その後、上記のサイズと形状に研削されます。一般的な材料には、窒化ケイ素（Si
3N
4）および二酸化ジルコニウム（ZrO
2）。

材料

一般的な材料には、炭素鋼、ステンレス鋼、クロム鋼、真鍮​​、アルミニウム、炭化タングステン、プラチナ、金、チタン、プラスチックが含まれます。他のあまり一般的でない材料には、銅、モネル、k-モネル、鉛、銀、ガラス、およびニオブが含まれます。

材質UNS 52100ステンレス鋼440C M50 BG-42 REX-20 440NDUR Haynes 25 Si3N4 BECU 455 C276硬度60 58 62 62 66 60 50 70 40 50 40温度制限300300400400600300300 1500 1500400500 1000耐食性1 3 1 2 1 4 5 5 1 4 5コスト1 1 1 2 3 1 5 5 3 2 4可用性1 1 2 2 2 4 5 3 3 2 4磁気磁気磁気磁気磁気磁気非磁性非磁性非磁性非磁性磁気電気伝導性伝導性伝導性伝導性伝導性伝導性伝導性伝導性非伝導性伝導性伝導性サイズ制限なしなしなしなしなしなしなし1.5インチ（38 mm）トルクチューブなしなし5インチ（130 mm）相対負荷容量3 2 4 4 5 3 1 5 1 1 1相対的疲労寿命3 2 4 4 5 3 1 5 1 1 1

特殊な用途

ベアリングボールの興味深い非典型的な使用法の1つは、サンフランシスコ国際空港です。建物は267本の支柱で支えられ、各支柱は直径5フィート（1.5 m）の鋼球に支えられています。ボールは凹面の基礎に収まります。地震が発生した場合、地面が20インチ（0.51 m）までの任意の方向に移動する可能性があります。これは、柱が土台の上を回転するためです。これは、建物を地面の動きから分離する効果的な方法です。地震が終わった後、柱は重力によってその基部に再び集中します。