Los rodamientos de bolas, también conocidos como rodamientos antifricción, son pequeñas esferas metálicas o cerámicas que se utilizan para reducir la fricción entre ejes y ejes en una serie de aplicaciones. A menudo se utilizan en serie para absorber el peso colocado sobre una pieza móvil o en jaulas individuales para reducir la fricción en los conjuntos de ejes. La mayoría se fabrica para cumplir con estándares muy exigentes de redondez, ya que cualquier deformación puede provocar que las partes móviles fallen inesperadamente.
El concepto de rodamientos de bolas se remonta al Imperio Romano, pero muchas fuentes atribuyen a Leonardo da Vinci los primeros diseños prácticos. Sin embargo, no fue hasta 1791 cuando un inventor y fabricante de carruajes galés llamado Philip Vaughan patentó el primer conjunto de eje en usarlos. Los ejes del carro anterior eventualmente se desgastarían por los efectos de la fricción, pero el uso de rodamientos de bolas de Vaughan eliminó el contacto directo entre el eje de transmisión y el eje.
Después de su uso temprano en ejes de transmisión, los ingenieros de fábrica encontraron otras aplicaciones en el campo de la fabricación. Las piezas individuales se pueden mover fácilmente sobre rampas equipadas con estos cojinetes. Las máquinas impulsadas por motor se volvieron más eficientes a medida que reducían la fricción entre las piezas. A diferencia de otros tipos de rodamientos, los rodamientos de bolas permiten movimientos rotativos y axiales, lo que agrega versatilidad al diseño de la máquina.
Uno de los ejemplos más comunes de rodamientos de bolas en acción es el patín de ruedas. Cuatro ruedas están unidas a dos ejes en la parte inferior de una bota. Una inspección más cercana de estas ruedas revela una colección de pequeñas bolas de metal que rodean el eje. A medida que el patinador coloca todo su peso sobre las ruedas, cada pelota absorbe la carga temporalmente. A medida que el patinador empuja hacia adelante, ruedan en una pista alrededor del eje. Debido a que los rodamientos de bolas son perfectamente redondos y lisos, se genera muy poca fricción entre ellos. Permiten al patinador moverse en línea recta con poca resistencia.
La fabricación de rodamientos de bolas es sorprendentemente similar a la formación de bolas de masa. Un suministro de alambre metálico de aproximadamente el mismo diámetro que los cojinetes se coloca en una máquina con dos placas diseñadas como hemisferios. Cuando las dos mitades se juntan con fuerza, se forma una bola de metal rugosa. El problema es que todavía quedan algunos fragmentos de metal adicionales llamados flasheo. A continuación, las bolas se colocan en otra máquina que elimina el tapajuntas para crear un perfecto estado de redondez.
Esta segunda máquina consta de dos placas ranuradas, una con una muesca abierta para recibir los rodamientos de bolas. A medida que esta máquina se llena de bolas sin terminar, la placa ranurada superior comienza a girar en diferentes direcciones sobre la placa inferior inamovible. Esta acción es similar a la de un cocinero que usa sus manos para formar bolas de masa. La primera pasada a través de esta máquina elimina el tapajuntas y ayuda a que los rodamientos tengan un tamaño bastante uniforme.
Una segunda pasada por la misma máquina agrega un líquido lubricante y abrasivos a la mezcla. Los rodamientos de bolas se muelen a un tamaño preciso por la acción de los abrasivos. Una vez que las bolas han alcanzado un tamaño y uniformidad aceptables, una tercera pasada utiliza un agente de pulido para darles un brillo que reduce la fricción. Todos los cojinetes se someten a una inspección final para comprobar si hay imperfecciones antes de que se aprueben para su uso en otras aplicaciones.