Nel campo industriale, i cuscinetti sono chiamati 'giunti' dell'industria e sono componenti essenziali in molte macchine e attrezzature. I cuscinetti adatti possono aiutare le macchine a supportare i carichi, ridurre l'attrito ed estendere la durata del servizio delle parti in movimento.
Secondo le materie prime dei cuscinetti, di solito possono essere divisi in cuscinetti in acciaio (acciaio cromato, acciaio al carbonio, acciaio inossidabile, ecc.) E cuscinetti ceramici (Zirconi A, nitruro di silicio, ecc.). È degno di nota il fatto che i cuscinetti in ceramica, come materiale del cuscinetto emergente, hanno ricevuto attenzione da molti settori e campi.
In questo articolo, I cuscinetti LNB introdurranno in dettaglio cuscinetti ceramici ed esplorerà le differenze tra loro e i cuscinetti in acciaio, nonché i rispettivi vantaggi e svantaggi. Spero di aiutare i clienti a comprendere meglio questi due tipi di cuscinetti e le loro caratteristiche in modo che possano fare scelte migliori.
Cos'è un ceramico?
1. Definizione del cuscinetto in ceramica
I cuscinetti in ceramica sono realizzati con materiali in ceramica, nonché cuscinetti normali, sono anche utilizzati principalmente per supportare alberi o parti a rotazione o mossa. I materiali ceramici più comunemente usati sono il nitruro di silicio (SI3N4), l'ossido di zirconio (ZRO2), ecc. I cuscinetti in ceramica sono progettati per ridurre l'attrito, migliorare la resistenza all'usura ed estendere la durata del servizio.
Il principio di lavoro di I cuscinetti in ceramica sono anche simili ad altri tipi di cuscinetti, riducendo l'attrito e l'usura attraverso elementi di rotolamento tra gli anelli interni ed esterni per ottenere movimenti fluidi. Grazie alle loro proprietà di materiale superiore, i cuscinetti in ceramica sono ampiamente utilizzati in vari tipi di macchinari e attrezzature, in particolare in ambienti estremamente difficili e condizioni di lavoro speciali.
2. Vantaggi del cuscinetto in ceramica
(1) Peso leggero
I cuscinetti in ceramica hanno una bassa densità, quindi di solito sono più leggeri dei cuscinetti metallici, il che aiuta a ridurre il peso della struttura meccanica generale e migliorare la manovrabilità dell'attrezzatura.
(2) alta velocità
I cuscinetti in ceramica hanno un coefficiente di attrito basso, durante l'operazione dei macchinari, possono ridurre la generazione di calore, migliorare l'efficienza energetica e rendere la velocità superiore ai cuscinetti in acciaio. Quindi i cuscinetti in ceramica sono normalmente adatti per ambienti di funzionamento ad alta velocità.
(3) Elevata durezza e resistenza all'usura
La durezza dei materiali ceramici è molto più elevata di quella dei metalli tradizionali. Questa proprietà rende i cuscinetti ceramici efficacemente resistenti all'usura e ai graffi e adatti a carichi pesanti e ambienti di funzionamento ad alta frequenza.
(4) Resistenza alla corrosione
I materiali ceramici hanno un'eccellente resistenza alla corrosione a molte sostanze chimiche (come acidi e alcali). Pertanto, i cuscinetti in ceramica sono adatti per l'uso in ambienti difficili, specialmente nelle industrie chimiche e alimentari.
(5) Resistenza ad alta temperatura
I cuscinetti in ceramica possono resistere a temperature più elevate rispetto ai cuscinetti in acciaio e sono adatti per applicazioni ad alta temperatura.
(6) isolamento elettrico
I cuscinetti in ceramica hanno una bassa conduttività elettrica. Dal momento che non possono condurre elettricità, possono prevenire cortocircuiti e scarichi ad arco se utilizzati nelle apparecchiature elettriche, eliminando così la particolare necessità di un isolamento dei cuscinetti nei motori di trazione.
(7) basso rumore
I cuscinetti in ceramica generano meno rumore durante il funzionamento, quindi sono adatti per applicazioni che richiedono un ambiente tranquillo, come strumenti di precisione e elettrodomestici di fascia alta, ecc.
(8) bassa espansione termica
La ceramica ha un coefficiente di espansione termica minore, che può mantenere una migliore stabilità dimensionale e non si deformerà in modo significativo quando la temperatura cambia.
Tipi di cuscinetti in ceramica
Secondo diversi metodi di classificazione, i cuscinetti in ceramica possono essere divisi in molti tipi. Qui, una semplice classificazione sarà realizzata da tre aspetti: materiale, composizione del materiale e struttura.
1. Classificazione per materiali
(1) Cuscinetti di zirconia
Il materiale di ossido di zirconio viene utilizzato per creare anelli e elementi di rotolamento del cuscinetto ceramico, mentre in generale la gabbia utilizza PTFE e PVDF. Esistono anche altri materiali in gabbia come ottone (Cu), nylon (RPA66-25), materie plastiche ingegneristiche speciali (Peek, PI), acciaio, acciaio inossidabile, ecc. La cuscinetti di zirconia resistenza all'usura molto buona e la resistenza meccanica, che sono adatte per l'uso in ambienti altamente corrosivi come i campi di attrezzature chimiche e mediche.
(2) cuscinetti di nitruro di silicio
Questo tipo di anelli e elementi di rotolamento ceramici di solito usano il materiale di nitruro di silicio (SI3N4), la gabbia generalmente utilizza PTFE e PVDF. Rispetto ai materiali ZRO2, il cuscinetto in ceramica del materiale SI3N4 è adattato a velocità e capacità di carico più elevate e temperature ambiente più elevate e applicazioni comuni nel macchinario aerospaziale e ad alta velocità.
(3) cuscinetti in ceramica di allumina
Questi tipi di cuscinetti sono realizzati in allumina come materiale principale. Hanno una buona conducibilità termica e proprietà di isolamento, adatte per applicazioni ad alte temperature con elevate esigenze di gestione termica.
2. Classificazione per composizione del materiale
(1) Cuscinetti in ceramica completa
L'anello interno, l'anello esterno e gli elementi rotanti di questo tipo di cuscinetti ceramici sono tutti realizzati in materiali ceramici, che hanno un'eccellente resistenza alla corrosione, resistenza all'usura, resistenza ad alta temperatura, isolamento anti-magnetico ed elettrico, ecc. I cuscinetti in ceramica sono adatti a condizioni di lavoro dure e gravi.
(2) cuscinetti in ceramica ibrida
L'anello interno o l'anello esterno di cuscinetti ceramici ibridi è generalmente realizzato con materiali metallici (acciaio, acciaio inossidabile), mentre gli elementi di laminazione sono realizzati con materiali ceramici (come ossido di zirconio, nitruro di silicio, ecc.). Questo tipo di cuscinetti in ceramica combina la resistenza del metallo con le caratteristiche a basso attrito della ceramica. Sono adatti per occasioni che richiedono una maggiore capacità di carico e resistenza all'usura.
(3) Cuscinetti in ceramica completa
I cuscinetti in ceramica a complemento completo sono cuscinetti appositamente progettati in cui gli elementi di rotolamento (come sfere o rulli) riempiono quasi lo spazio tra l'anello interno e l'anello esterno. Questo design può aumentare l'area di contatto, migliorando così la capacità di carico e la rigidità.
3. Classificazione per struttura
Come i cuscinetti ordinari, i cuscinetti in ceramica possono essere classificati in molti tipi in base alla loro struttura:
Cuscinetti a sfera per scanalatura profonda in ceramica
Cuscinetti a sfera di contatto angolare in ceramica
Cuscinetti a sfera autoallineate in ceramica
Cuscinetti a sfera di spinta in ceramica
Cuscinetti a rulli cilindrici ceramici
Cuscinetti a rulli affusolati in ceramica, ecc.
Cuscinetti in ceramica contro cuscinetti in acciaio
1. Confronto di correzioni tra cuscinetti in ceramica e cuscinetti in acciaio
Il confronto delle proprietà di cuscinetti in ceramica e cuscinetti in acciaio |
Articolo |
Cuscinetto in ceramica |
Cuscinetto in acciaio |
Materiali |
Zirconia (zro2), nitruro di silicio (Si3n4), allumina (AL2O3), ecc. Acciaio al carbonio, acciaio cromatico, acciaio inossidabile, ecc. |
Acciaio al carbonio, acciaio cromato, acciaio inossidabile, ecc. |
Densità |
Densità inferiore |
Maggiore densità |
Attrito |
Coefficiente di attrito basso |
Coefficiente di attrito elevato |
Temperatura operativa |
Buona resistenza alla temperatura, fino a circa 800 ℃ |
Scarsa resistenza alla temperatura, 100-200 ℃ |
Resistenza alla corrosione |
Bene; Adatto per ambienti chimici e umidi |
Povero; L'acciaio inossidabile può essere utilizzato in ambienti umidi, ma non in ambienti chimici corrosivi |
Durezza |
Alto |
Basso |
Conducibilità termica |
Basso |
Alto |
Conducibilità elettrica |
Bassa conducibilità, isolamento elettrico |
SÌ |
Velocità |
Veloce |
Lento |
Magnetismo |
NO |
SÌ |
Resistenza all'usura |
Molto bene |
Bene |
2. Vantaggi Confronto tra cuscinetti in ceramica e cuscinetti in acciaio
| Il confronto dei vantaggi di cuscinetti in ceramica e cuscinetti in acciaio |
Cuscinetto in ceramica |
Cuscinetto in acciaio |
1. Alta velocità
2. Peso leggero
3. forte resistenza alla corrosione, resistenza all'acido e alcalino, resistenza alla ruggine
4. Isolamento elettrico, bassa conducibilità
5. Resistenza alta e bassa temperatura
6. ELASTENZA ELASTRA
7. Migliore prestazioni termiche
8. Non magnetico
9. Auto-lubrificazione senza olio 10. Lunga durata del servizio |
1. Basso costo
2. Buona processabilità, facile da tagliare e processare
3. Buona resistenza all'impatto
4. Più dimensioni e stili
5. Facile da mantenere e riparare |
3. Svantaggi Confronto tra cuscinetti in ceramica e cuscinetti in acciaio
Il confronto degli svantaggi di cuscinetti in ceramica e cuscinetti in acciaio |
Cuscinetto in ceramica |
Cuscinetto in acciaio |
1. Costo alto
2. A carico ad alto impatto, potrebbe rompersi |
Soggetto a ruggine e corrosione in ambienti umidi o chimici 2. Coefficiente di attrito grande e perdita elevata
3. Peso pesante
4. Più incline a guasti alla fatica sotto carichi ripetuti |
Applicazioni di cuscinetti in ceramica
1. Aerospace:
Gli aeromobili e la spaziale affrontano ambienti operativi molto duri. A causa dei cuscinetti in ceramica hanno molti vantaggi come essere leggeri, avere un coefficiente di attrito a basso contenuto di attrito, resistenza ad alta temperatura, resistenza alla corrosione e altri, possono lavorare in ambienti super estremi.
2. Apparecchi/attrezzature mediche
Le attrezzature mediche che includono strumenti chirurgici, attrezzature dentali ad alta precisione, ecc. Queste macchine mediche richiedono normalmente ambienti di lavoro molto puliti e sterili. I cuscinetti in ceramica sono favorevoli all'organismo e possono ridurre l'infezione. Hanno proprietà antibatteriche e offrono i vantaggi di una facile pulizia, resistenza alla corrosione e così via. Per questi motivi per trovare una grande applicazione negli elettrodomestici e nelle attrezzature mediche, in particolare in quelle aree in cui vengono utilizzati agenti di pulizia chimica o disinfettanti.
3. motociclette, biciclette e skateboard
I cuscinetti in ceramica vantano vantaggi come leggero, buona resistenza all'usura e coefficiente di attrito basso; Trovano ampie applicazioni in veicoli ad alte prestazioni.
4. Industrie chimiche e farmaceutiche
Nelle industrie chimiche e farmaceutiche, i dispositivi meccanici vengono spesso messi in una terribile atmosfera di sostanze chimiche corrosive o condizioni ad alta temperatura. I cuscinetti in ceramica con caratteristiche come la resistenza alla corrosione e la resistenza ad alta temperatura possono migliorare l'efficacia di lavoro dei macchinari, prolungando al contempo la durata di servizio dei dispositivi meccanici.
5. Apparecchiature elettroniche e dispositivo
I cuscinetti ceramici vantano isolamento elettrico e bassa espansione termica. Ciò li rende altamente adatti per l'uso in apparecchiature elettroniche ad alta frequenza, ad alta potenza e ad alta precisione per migliorare le prestazioni complessive, garantendo l'affidabilità nelle apparecchiature meccaniche.
6. Industria alimentare e delle bevande
I cuscinetti in ceramica hanno le qualità di resistenza ad alta temperatura e corrosione e sono facili da pulire; Pertanto, vengono solitamente utilizzati per la trasformazione degli alimenti e le macchine di riempimento delle bevande, contribuendo molto all'igiene e alla sicurezza dell'intero processo di produzione e riducendo i rischi di contaminazione incrociata.
