Dans le domaine industriel, les roulements sont appelés les 'joints ' de l'industrie et sont des composants essentiels dans de nombreuses machines et équipements. Les roulements appropriés peuvent aider les machines à prendre en charge les charges, à réduire les frictions et à prolonger la durée de vie des pièces mobiles.
Selon les matières premières des roulements, ils peuvent généralement être divisés en roulements en acier (acier chromé, acier au carbone, acier inoxydable, etc.) et les roulements en céramique (zirconi A, nitrure de silicium, etc.). Il est à noter que les roulements en céramique, en tant que matériel de roulement émergent, ont reçu l'attention de nombreuses industries et champs.
Dans cet article, Le roulement LNB introduira les roulements en céramique en détail et explorera les différences entre eux et les roulements en acier ainsi que leurs avantages et inconvénients respectifs. J'espère aider les clients à mieux comprendre ces deux types de roulements et leurs caractéristiques afin qu'ils puissent faire de meilleurs choix.
Qu'est-ce qu'un roulement en céramique?
1. Définition de roulement en céramique
Les roulements en céramique sont faits de matériaux en céramique, ainsi que des roulements normaux, ils sont également principalement utilisés pour soutenir des arbres ou des pièces rotatifs ou déplacés. Les matériaux en céramique les plus couramment utilisés sont le nitrure de silicium (Si3N4), l'oxyde de zirconium (ZRO2), etc. Les roulements en céramique sont conçus pour réduire les frictions, améliorer la résistance à l'usure et prolonger la durée de vie du service.
Le principe de travail de Les roulements en céramique sont également similaires à d'autres types de roulements, réduisant la friction et l'usure à travers des éléments roulants entre les anneaux intérieurs et extérieurs pour obtenir un mouvement en douceur. En raison de leurs propriétés de matériaux supérieures, les roulements en céramique sont largement utilisés dans divers types de machines et d'équipements, en particulier dans des environnements extrêmement difficiles et des conditions de travail spéciales.
2. Avantages de roulement en céramique
(1) Léger
Les roulements en céramique ont une faible densité, ils sont donc généralement plus légers que les roulements métalliques, ce qui contribue à réduire le poids de la structure mécanique globale et à améliorer la maniabilité de l'équipement.
(2) à grande vitesse
Les roulements en céramique ont un coefficient de frottement faible, pendant le fonctionnement des machines, ils peuvent réduire la génération de chaleur, améliorer l'efficacité énergétique et faire de leur vitesse plus élevé que les roulements en acier. Les roulements en céramique conviennent donc normalement aux environnements de fonctionnement à grande vitesse.
(3) résistance élevée à la dureté et à l'usure
La dureté des matériaux en céramique est beaucoup plus élevée que celle des métaux traditionnels. Cette propriété rend les roulements en céramique efficacement résistants à l'usure et aux rayures et adaptés aux charges lourdes et aux environnements de fonctionnement haute fréquence.
(4) Résistance à la corrosion
Les matériaux en céramique ont une excellente résistance à la corrosion à de nombreux produits chimiques (comme les acides et les alcalis). Par conséquent, les roulements en céramique conviennent à une utilisation dans des environnements difficiles, en particulier dans les industries chimiques et alimentaires.
(5) résistance à haute température
Les roulements en céramique peuvent résister à des températures plus élevées que les roulements en acier et conviennent aux applications à haute température.
(6) Isolation électrique
Les roulements en céramique ont une faible conductivité électrique. Puisqu'ils ne peuvent pas conduire de l'électricité, ils peuvent empêcher les courts-circuits et les décharges d'arc lorsqu'ils sont utilisés dans l'équipement électrique, éliminant ainsi le besoin spécial de portage de l'isolation dans les moteurs de traction.
(7) faible bruit
Les roulements en céramique génèrent moins de bruit pendant le fonctionnement, ils conviennent donc aux applications qui nécessitent un environnement calme, telles que les instruments de précision et les appareils électroménagers haut de gamme, etc.
(8) Expansion thermique faible
La céramique a un coefficient de dilatation thermique plus petit, qui peut maintenir une meilleure stabilité dimensionnelle et ne se déformera pas de manière significative lorsque la température change.
Types de roulements en céramique
Selon différentes méthodes de classification, les roulements en céramique peuvent être divisés en de nombreux types. Ici, une classification simple sera effectuée à partir de trois aspects: le matériau, la composition du matériau et la structure.
1. Classification par matériaux
(1) roulements en zircone
Le matériau d'oxyde de zirconium est utilisé pour fabriquer des anneaux et des éléments roulants du roulement en céramique, tandis que généralement, la cage utilise PTFE et PVDF. Il existe également d'autres matériaux en cage comme le laiton (CU), le nylon (RPA66-25), les plastiques d'ingénierie spéciaux (PEEK, PI), l'acier, l'acier inoxydable, etc. Roulements en zircone possèdent une très bonne résistance à l'usure et une résistance mécanique, qui conviennent à une utilisation dans des environnements hautement corrosifs tels que les champs d'équipement chimique et médical.
(2) roulements de nitrure de silicium
Ce type de sonneries de roulements en céramique et d'éléments roulants utilisent généralement le matériau du nitrure de silicium (Si3N4), la cage utilise généralement PTFE et PVDF. Par rapport aux matériaux ZRO2, le roulement en céramique du matériau SI3N4 est adapté à des vitesses et des capacités de charge plus élevées et une température ambiante plus élevée, et des applications communes dans les machines aérospatiales et à grande vitesse.
(3) Roulements en céramique en alumine
Ces types de roulements sont fabriqués en alumine comme matériau principal. Ils ont une bonne conductivité thermique et des propriétés d'isolation, adaptées aux applications à des températures élevées avec des exigences de gestion thermique élevées.
2. Classification par composition matérielle
(1) Roulements en céramique complets
L'anneau intérieur, l'anneau extérieur et les éléments roulants de ce type de roulements en céramique sont tous faits de matériaux en céramique, qui ont une excellente résistance à la corrosion, une résistance à l'usure, une résistance à haute température, une isolation anti-magnétique et électrique, etc. Les relèvements en céramique complète conviennent aux conditions de travail sévères et sévères.
(2) roulements en céramique hybride
L'anneau intérieur ou l'anneau extérieur de roulements en céramique hybride est généralement en matériaux métalliques (acier, acier inoxydable), tandis que les éléments roulants sont en matériaux en céramique (comme l'oxyde de zirconium, le nitrure de silicium, etc.). Ce type de roulements en céramique combine la force du métal avec les faibles caractéristiques de frottement de la céramique. Ils conviennent aux occasions nécessitant une capacité de charge plus élevée et une résistance à l'usure.
(3) Compléments complémentaires complémentaires
Complément complet, les roulements en céramique sont des roulements spécialement conçus dans lesquels les éléments roulants (tels que les balles ou les rouleaux) remplissent presque l'espace entre l'anneau intérieur et l'anneau extérieur. Cette conception peut augmenter la zone de contact, améliorant ainsi la capacité de charge et la rigidité.
3. Classification par structure
Comme les roulements ordinaires, les roulements en céramique peuvent être classés en de nombreux types en fonction de leur structure:
Roulements à billes de rainure profonde en céramique
Roulements à billes de contact angulaire en céramique
Roulements à billes d'auto-alignement en céramique
Roulements à billes de poussée en céramique
Roulements à rouleaux cylindriques en céramique
Roulements à rouleaux effilés en céramique, etc.
Roulements en céramique vs roulements en acier
1. Comparaison des garanties en céramique et roulements en acier
La comparaison des propriétés des roulements en céramique et des roulements en acier |
Article |
Port en céramique |
Roulement en acier |
Matériels |
Zirconie (ZRO2), nitrure de silicium (Si3N4), alumine (AL2O3), etc. Acier en carbone, acier chromé, acier inoxydable, etc. |
Acier en carbone, acier chromé, acier inoxydable, etc. |
Densité |
Densité plus faible |
Densité plus élevée |
Friction |
Coefficient de frottement faible |
Coefficient de frottement élevé |
Température de fonctionnement |
Bonne résistance à la température, jusqu'à environ 800 ℃ |
Mauvaise résistance à la température, 100-200 ℃ |
Résistance à la corrosion |
Bien; Convient aux environnements chimiques et humides |
Pauvre; L'acier inoxydable peut être utilisé dans des environnements humides, mais pas dans des environnements chimiques corrosifs |
Dureté |
Haut |
Faible |
Conductivité thermique |
Faible |
Haut |
Conductivité électrique |
Faible conductivité, isolation électrique |
Oui |
Vitesse |
Rapide |
Lent |
Magnétisme |
Non |
Oui |
Se résistance à l'usure |
Très bien |
Bien |
2. Comparaison des avantages entre les roulements en céramique et les roulements en acier
| La comparaison des avantages des roulements en céramique et des roulements en acier |
Port en céramique |
Roulement en acier |
1. Haute vitesse
2. Léger
3
.
9. auto-lubrifiant sans huile 10. Longue durée de vie |
1
.
|
3. Comparaison des inconvénients entre les roulements en céramique et les roulements en acier
La comparaison des inconvénients des roulements en céramique et des roulements en acier |
Port en céramique |
Roulement en acier |
1. Coût élevé
2. Sous charge à fort impact, il peut se casser |
Sujet à la rouille et à la corrosion dans des environnements humides ou chimiques 2. Grand coefficient de frottement et perte élevée
3. Poids lourd
4. Plus sujet à la défaillance de la fatigue sous des charges répétées |
Applications de roulement en céramique
1. Aérospatiale:
Les avions et les vaisseaux spatiaux sont confrontés à des environnements de fonctionnement très durs. En raison des roulements en céramique présente de nombreux avantages tels que d'être légers, ayant un coefficient de frottement faible, une résistance à haute température, une résistance à la corrosion et d'autres, ils peuvent travailler dans des environnements super extrêmes.
2. Appareils / équipements médicaux
Les équipements médicaux, y compris les instruments chirurgicaux, l'équipement dentaire, les équipements médicaux de haute précision, etc. Ces machines médicales exigent normalement des environnements de travail très propres et stériles. Les roulements en céramique sont adaptés aux organismes et peuvent réduire l'infection. Ils ont des propriétés antibactériennes et offrent les avantages d'un nettoyage facile, d'une résistance à la corrosion, etc. Pour ces raisons, trouver une excellente application dans les appareils et équipements médicaux, en particulier dans les zones où des agents de nettoyage chimique ou des désinfectants sont utilisés.
3. Motos, vélos et planches à roulettes
Les roulements en céramique offrent des avantages tels que le léger, une bonne résistance à l'usure et un coefficient de frottement faible; Ils trouvent des applications larges dans les véhicules hautes performances.
4. industries chimiques et pharmaceutiques
Dans les industries chimiques et pharmaceutiques, les dispositifs mécaniques sont souvent mis dans une terrible atmosphère de produits chimiques corrosifs ou de conditions à haute température. Les roulements en céramique avec des caractéristiques telles que la résistance à la corrosion et la résistance à haute température peuvent améliorer l'efficacité de travail des machines tout en prolongeant la durée de vie des dispositifs mécaniques.
5. Équipement et appareil électronique
Les roulements en céramique offrent une isolation électrique et une faible extension thermique. Cela les rend très adaptés à une utilisation dans des équipements électroniques à haute fréquence, haute puissance et haute précision afin d'améliorer les performances globales, assurant la fiabilité de l'équipement mécanique.
6. Industrie des aliments et des boissons
Les roulements en céramique ont des qualités de résistance à une température élevée et à une corrosion et sont faciles à nettoyer; Ainsi, ils sont généralement utilisés pour les machines de transformation des aliments et de remplissage des boissons, contribuant beaucoup à l'hygiène et à la sécurité de l'ensemble du processus de production et à la réduction des risques de contamination croisée.
