محامل السيراميك مقابل. محامل الصلب

في المجال الصناعي ، تسمى المحامل 'المفاصل ' من الصناعة وهي مكونات أساسية في العديد من الآلات والمعدات. يمكن أن تساعد المحامل المناسبة الآلات لدعم الأحمال وتقليل الاحتكاك وتوسيع عمر الخدمة من الأجزاء المتحركة.

وفقًا للمواد الخام للمحامل ، يمكن تقسيمها عادة إلى محامل فولاذية (الصلب الكروم ، والفولاذ الكربوني ، والفولاذ المقاوم للصدأ ، وما إلى ذلك) ومحامل السيراميك (الزركوني A ، نيتريد السيليكون ، إلخ). من الجدير بالذكر أن محامل السيراميك ، باعتبارها مواد تحمل ناشئة ، قد حصلت على اهتمام من العديد من الصناعات والمجالات.

في هذه المقالة ، ستقدم LNB Bearing محامل سيراميك بالتفصيل واستكشاف الاختلافات بينها وبين محامل الصلب وكذلك مزاياها وعيوبها. نأمل أن تساعد العملاء على فهم هذين النوعين من المحامل وخصائصهم بشكل أفضل حتى يتمكنوا من اتخاذ خيارات أفضل.

ما هو محمل السيراميك؟

1. تعريف تحمل السيراميك

مصنوعة محامل السيراميك من مواد السيراميك ، وكذلك المحامل العادية ، كما أنها تستخدم بشكل أساسي لدعم مهاوي أو أجزاء الدوارة. المواد الخزفية الأكثر استخدامًا هي نيتريد السيليكون (SI3N4) ، وأكسيد الزركونيوم (ZRO2) ، وما إلى ذلك. تم تصميم محامل السيراميك لتقليل الاحتكاك ، وتحسين مقاومة التآكل ، وتوسيع عمر الخدمة.

مبدأ العمل محامل السيراميك أيضًا الأنواع الأخرى من المحامل ، مما يقلل من الاحتكاك والارتداء من خلال العناصر المتداول بين الحلقات الداخلية والخارجية لتحقيق حركة ناعمة. تشبه نظرًا لخصائصها المادية الفائقة ، تستخدم محامل السيراميك على نطاق واسع في أنواع مختلفة من الآلات والمعدات ، وخاصة في البيئات القاسية للغاية وظروف العمل الخاصة.

2. مزايا تحمل السيراميك

(1) الوزن الخفيف 

تحتوي محامل السيراميكية على كثافة منخفضة ، لذلك عادة ما تكون أخف من المحامل المعدنية ، مما يساعد على تقليل وزن الهيكل الميكانيكي الكلي وتحسين القدرة على المناورة للمعدات.

(2) السرعة العالية 

تحتوي محامل السيراميكية على معامل احتكاك منخفض ، أثناء تشغيل الآلات ، يمكن أن تقلل من توليد الحرارة ، وتحسين كفاءة الطاقة ، وجعل سرعتها أعلى من محامل الصلب. لذا فإن محامل السيراميك مناسبة عادة لبيئات التشغيل عالية السرعة.

(3) صلابة عالية وارتداء المقاومة 

صلابة مواد السيراميك أعلى بكثير من صلابة المعادن التقليدية. هذه الخاصية تجعل محامل السيراميك مقاومة بشكل فعال للارتداء والخدوش ومناسبة للأحمال الثقيلة وبيئات تشغيل التردد العالي.

(4) مقاومة التآكل 

المواد الخزفية لها مقاومة تآكل ممتازة للعديد من المواد الكيميائية (مثل الأحماض والقلويات). لذلك ، فإن محامل السيراميك مناسبة للاستخدام في البيئات القاسية ، وخاصة في الصناعات الكيميائية والغذائية.

(5) مقاومة ارتفاع درجة الحرارة 

يمكن للمحامل الخزفية أن تقاوم درجات حرارة أعلى من محامل الصلب وهي مناسبة للتطبيقات ذات درجة الحرارة العالية.

(6) العزل الكهربائي 

محامل السيراميك لها الموصلية الكهربائية منخفضة. نظرًا لأنهم لا يستطيعون إجراء الكهرباء ، يمكنهم منع دوائر قصيرة وتصريفات القوس عند استخدامها في المعدات الكهربائية ، وبالتالي التخلص من الحاجة الخاصة لتحمل العزل في محركات الجر.

(7) ضوضاء منخفضة 

تولد محامل السيراميك ضوضاء أقل أثناء التشغيل ، لذلك فهي مناسبة للتطبيقات التي تتطلب بيئة هادئة ، مثل الأدوات الدقيقة والأجهزة المنزلية المتطورة ، إلخ.

(8) تمدد حراري منخفض 

تحتوي السيراميك على معامل تمدد حراري أصغر ، والذي يمكن أن يحافظ على ثبات أفضل الأبعاد ولن يتشوه بشكل كبير عندما تتغير درجة الحرارة.

أنواع تحمل السيراميك

وفقًا لطرق التصنيف المختلفة ، يمكن تقسيم محامل السيراميك إلى أنواع كثيرة. هنا ، سيتم تصنيف بسيط من ثلاثة جوانب: المواد ، تكوين المواد ، والهيكل.

1. تصنيف المواد

(1) محامل الزركونيا 

يتم استخدام مادة أكسيد الزركونيوم لصنع حلقات وعناصر متداولة في محمل السيراميك ، بينما بشكل عام ، يستخدم القفص PTFE و PVDF. هناك أيضًا مواد قفص أخرى مثل النحاس (CU) ، والنايلون (RPA66-25) ، والبلاستيك الهندسي الخاص (PEEK ، PI) ، الفولاذ ، الفولاذ المقاوم للصدأ ، محامل الزركونيا إلخ

(2) محامل نيتريد السيليكون 

هذا النوع من حلقات محامل السيراميك وعناصر المتداول عادة ما يستخدم مادة نيتريد السيليكون (SI3N4) ، يستخدم القفص عمومًا PTFE و PVDF. بالمقارنة مع مواد ZRO2 ، يتم تكييف تحمل السيراميك لمادة SI3N4 مع السرعات الأعلى وقدرات الحمل ودرجة الحرارة المحيطة العالية ، والتطبيقات الشائعة في الفضاء والآلات عالية السرعة.

(3) محامل السيراميك ألومينا 

هذه الأنواع من المحامل مصنوعة من الألومينا كمواد رئيسية. لديهم موصلية حرارية جيدة وخصائص العزل ، مناسبة للتطبيقات في درجات حرارة عالية مع متطلبات الإدارة الحرارية العالية.

2. التصنيف عن طريق تكوين المواد

(1) محامل خزفية كاملة 

تتكون كل من الحلقة الداخلية ، والحلقة الخارجية ، والعناصر المتداولة لهذا النوع من المحامل الخزفية من مواد خزفية ، والتي لها مقاومة تآكل ممتازة ، ومقاومة التآكل ، ومقاومة درجات الحرارة العالية ، والعزل المضاد للمغناطيسية والكهربائية ، وما إلى ذلك.

(2) محامل سيراميك هجينة 

عادة ما تكون الحلقة الداخلية أو الحلقة الخارجية للمحامل الخزفية الهجينة مصنوعة من مواد معدنية (فولاذية ، من الفولاذ المقاوم للصدأ) ، في حين أن العناصر المتداول مصنوعة من مواد سيراميك (مثل أكسيد الزركونيوم ، نيتريد السيليكون ، إلخ). يجمع هذا النوع من المحامل السيراميكية بين قوة المعادن مع خصائص الاحتكاك المنخفضة للسيراميك. فهي مناسبة للمناسبات التي تتطلب قدرة حمولة أعلى ومقاومة التآكل.

(3) محامل خزفية كاملة 

المحامل الخزفية الكاملة المكملة هي محامل مصممة خصيصًا حيث تملأ العناصر المتداول (مثل الكرات أو البكرات) المسافة بين الحلقة الداخلية والخاتم الخارجي. يمكن أن يزيد هذا التصميم من منطقة الاتصال ، وبالتالي تحسين سعة الحمل والصلابة.

3. التصنيف حسب الهيكل

مثل المحامل العادية ، يمكن تصنيف محامل السيراميك في العديد من الأنواع وفقًا لهيكلها:

محامل كرة أخدود من السيراميك 

محامل كرة الاتصال الزاوية الخزفية 

محامل كرة محاذاة للسيراميك 

محامل كرة الدفع السيراميك 

محامل الأسطوانة الأسطوانية الخزفية 

محامل أسطوانة مدببة من السيراميك ، إلخ.

محامل السيراميك مقابل محامل الصلب

1. المقارنة المناسبة بين محامل السيراميك ومحامل الصلب

مقارنة الخصائص المحامل الخزفية والمحامل الصلب
غرض	تحمل السيراميك	تحمل الصلب
مواد	الزركونيا (Zro2) ، نيتريد السيليكون (SI3N4) ، ألومينا (AL2O3) ، إلخ	الصلب الكربوني ، الصلب الكروم ، الفولاذ المقاوم للصدأ ، إلخ.
كثافة	كثافة أقل	كثافة أعلى
احتكاك	معامل الاحتكاك المنخفض	معامل الاحتكاك العالي
درجة حرارة التشغيل	مقاومة جيدة لدرجة الحرارة ، تصل إلى حوالي 800 ℃	ضعف مقاومة درجة الحرارة ، 100-200 ℃
مقاومة التآكل	جيد؛ مناسبة للبيئات الكيميائية والرطبة	فقير؛ يمكن استخدام الفولاذ المقاوم للصدأ في البيئات الرطبة ، ولكن ليس في البيئات الكيميائية المسببة للتآكل
صلابة	عالي	قليل
الموصلية الحرارية	قليل	عالي
الموصلية الكهربائية	الموصلية المنخفضة ، العزل الكهربائي	نعم
سرعة	سريع	بطيئة
المغناطيسية	لا	نعم
ارتداء المقاومة	جيد جدًا	جيد

2. المزايا مقارنة بين محامل السيراميك ومحامل الصلب

مقارنة مزايا المحامل السيراميك ومحامل الصلب
تحمل السيراميك	تحمل الصلب
1. السرعة العالية 2. الوزن الخفيف 3. مقاومة التآكل القوية ، مقاومة الحمض والقلوية ، مقاومة الصدأ 4. العزل الكهربائي ، الموصلية المنخفضة 5. مقاومة عالية ومنخفضة درجة الحرارة 6. صلابة عالية 7. الأداء الحراري أفضل 8. 9. تشتيت ذاتي خالي من النفط 10. عمر الخدمة الطويل	1. التكلفة المنخفضة 2. قابلية معالجة جيدة ، سهلة القضاء والعملية 3. مقاومة التأثير الجيدة المزيد 4.

3. العيوب مقارنة بين محامل السيراميك ومحامل الصلب

مقارنة العيوب المحامل الخزفية والمحامل الصلب
تحمل السيراميك	تحمل الصلب
1. التكلفة المرتفعة 2. تحت الحمل عالي التأثير ، قد يكسر	عرضة للصدأ والتآكل في البيئات الرطبة أو الكيميائية    2. معامل الاحتكاك الكبير والخسارة العالية    3. الوزن الثقيل    4. أكثر عرضة لفشل التعب تحت الأحمال المتكررة

تطبيقات تحمل السيراميك

1. الفضاء:

تواجه الطائرات والمركبة الفضائية بيئات تشغيل قاسية للغاية. نظرًا لمحامل السيراميك ، فإن العديد من المزايا مثل كونها خفيفة الوزن ، ولديها معامل الاحتكاك المنخفض ، ومقاومة درجات الحرارة العالية ، ومقاومة التآكل ، وغيرها ، يمكنهم العمل في بيئات متطرفة فائقة.

2. الأجهزة الطبية/المعدات  

المعدات الطبية بما في ذلك الأدوات الجراحية ، ومعدات طب الأسنان عالية الدقة ، وما إلى ذلك. هذه الآلات الطبية تتطلب عادة بيئات عمل نظيفة ومعقمة للغاية. محامل السيراميك صديقة للكائنات الحية ويمكن أن تقلل من العدوى. لديهم خصائص مضادة للبكتيريا ويوفرون مزايا التنظيف السهل ، ومقاومة التآكل ، وهلم جرا. لهذه الأسباب ، إيجاد تطبيق كبير في الأجهزة والمعدات الطبية ، وخاصة في تلك المناطق التي يتم فيها استخدام عوامل التنظيف الكيميائية أو المطهرات.

3. الدراجات النارية والدراجات وألواح التزلج   

تفتخر محامل السيراميك بمزايا مثل الوزن الخفيف ، ومقاومة التآكل الجيدة ، ومعامل الاحتكاك المنخفض ؛ وجدوا تطبيقات واسعة في المركبات عالية الأداء.

4. الصناعات الكيميائية والصيدلانية    

في الصناعات الكيميائية والصيدلانية ، غالبًا ما يتم وضع الأجهزة الميكانيكية في جو فظيع من المواد الكيميائية المسببة للتآكل أو ظروف درجات الحرارة العالية. يمكن أن تعزز محامل السيراميك مع ميزات مثل مقاومة التآكل ومقاومة درجات الحرارة العالية من فعالية العمل للآلات مع إطالة عمر خدمة الأجهزة الميكانيكية.

5. المعدات الإلكترونية والجهاز    

محامل السيراميك تفتخر العزل الكهربائي والتوسع الحراري المنخفض. وهذا يجعلها مناسبة للغاية للاستخدام في المعدات الإلكترونية عالية التردد وعالية الطاقة وعالية الدقة لتحسين الأداء الكلي ، مما يضمن الموثوقية في المعدات الميكانيكية.

6. صناعة الأغذية والمشروبات   

محامل السيراميك لها صفات المقاومة لدرجة الحرارة المرتفعة والتآكل وسهلة التنظيف. وبالتالي ، عادة ما تستخدم لآلات معالجة الأغذية وملء المشروبات ، مما يساهم كثيرًا في النظافة والسلامة في عملية الإنتاج بأكملها وتقليل مخاطر التلوث المتبادل.