No campo industrial, os rolamentos são chamados de 'juntas' da indústria e são componentes essenciais em muitas máquinas e equipamentos. Os rolamentos adequados podem ajudar as máquinas a suportar cargas, reduzir o atrito e estender a vida útil do serviço de peças móveis.
De acordo com as matérias -primas dos rolamentos, eles geralmente podem ser divididos em rolamentos de aço (aço cromado, aço carbono, aço inoxidável, etc.) e rolamentos de cerâmica (zirconi A, nitreto de silício, etc.). Vale ressaltar que os rolamentos de cerâmica, como um material emergente, receberam atenção de muitas indústrias e campos.
Neste artigo, O rolamento LNB introduzirá rolamentos de cerâmica em detalhes e explorará as diferenças entre eles e os rolamentos de aço, bem como suas respectivas vantagens e desvantagens. Espero ajudar os clientes a entender melhor esses dois tipos de rolamentos e suas características para que possam fazer melhores escolhas.
O que é um rolamento de cerâmica?
1. Definição de rolamento de cerâmica
Os rolamentos de cerâmica são feitos de materiais de cerâmica, bem como rolamentos normais, eles também são usados principalmente para suportar eixos ou peças de rotação ou peças. Os materiais cerâmicos mais usados são o nitreto de silício (Si3N4), óxido de zircônio (ZRO2), etc. Os rolamentos de cerâmica são projetados para reduzir o atrito, melhorar a resistência ao desgaste e estender a vida útil do serviço.
O princípio de trabalho de Os rolamentos de cerâmica também são semelhantes a outros tipos de rolamentos, reduzindo o atrito e o desgaste através de elementos rolantes entre os anéis interno e externo para obter movimentos suaves. Devido às suas propriedades superiores do material, os rolamentos de cerâmica são amplamente utilizados em vários tipos de máquinas e equipamentos, especialmente em ambientes extremamente severos e condições de trabalho especiais.
2 vantagens de rolamento de cerâmica
(1) peso leve
Os rolamentos de cerâmica têm uma baixa densidade, por isso geralmente são mais leves que os rolamentos de metal, o que ajuda a reduzir o peso da estrutura mecânica geral e melhorar a manobrabilidade do equipamento.
(2) alta velocidade
Os rolamentos de cerâmica têm um coeficiente de atrito baixo, durante a operação de máquinas, eles podem reduzir a geração de calor, melhorar a eficiência energética e aumentar sua velocidade mais alta que os rolamentos de aço. Portanto, os rolamentos de cerâmica são normalmente adequados para ambientes de operação em alta velocidade.
(3) Alta dureza e resistência ao desgaste
A dureza dos materiais cerâmicos é muito maior que a dos metais tradicionais. Essa propriedade torna os rolamentos de cerâmica efetivamente resistentes a desgaste e arranhões e adequados para cargas pesadas e ambientes de operação de alta frequência.
(4) Resistência à corrosão
Os materiais cerâmicos têm excelente resistência à corrosão a muitos produtos químicos (como ácidos e álcalis). Portanto, os rolamentos de cerâmica são adequados para uso em ambientes agressivos, especialmente nas indústrias químicas e alimentares.
(5) resistência a alta temperatura
Os rolamentos de cerâmica podem suportar temperaturas mais altas que os rolamentos de aço e são adequadas para aplicações de alta temperatura.
(6) isolamento elétrico
Os rolamentos de cerâmica têm baixa condutividade elétrica. Como não podem conduzir eletricidade, podem impedir curtos circuitos e descargas de arco quando usadas em equipamentos elétricos, eliminando assim a necessidade especial de isolamento de rolamento em motores de tração.
(7) Ruído baixo
Os rolamentos de cerâmica geram menos ruído durante a operação, para que sejam adequados para aplicações que requerem um ambiente tranquilo, como instrumentos de precisão e eletrodomésticos de ponta, etc.
(8) baixa expansão térmica
As cerâmicas têm um coeficiente de expansão térmica menor, que pode manter uma melhor estabilidade dimensional e não se deformará significativamente quando a temperatura mudar.
Tipos de rolamentos de cerâmica
De acordo com diferentes métodos de classificação, os rolamentos de cerâmica podem ser divididos em muitos tipos. Aqui, uma classificação simples será feita de três aspectos: material, composição de material e estrutura.
1. Classificação por materiais
(1) rolamentos de zircônia
O material de óxido de zircônio é usado para fazer anéis e elementos rolantes do rolamento de cerâmica, enquanto que geralmente a gaiola usa PTFE e PVDF. Existem também outros materiais de gaiola, como latão (Cu), nylon (RPA66-25), plásticos especiais de engenharia (Peek, PI), aço, aço inoxidável, etc. Os Rolamentos de zircônia possuem resistência de desgaste muito boa e resistência mecânica, que são adequadas para uso em ambientes altamente corrosivos, como campos de equipamentos químicos e químicos.
(2) rolamentos de nitreto de silício
Esse tipo de anéis e elementos de rolamentos de cerâmica geralmente usam o material do nitreto de silício (Si3N4), a gaiola geralmente usa PTFE e PVDF. Comparado com os materiais ZRO2, o rolamento cerâmico do material Si3N4 é adaptado a velocidades mais altas e capacidades de carga e temperatura ambiente mais alta, e aplicações comuns em máquinas aeroespaciais e de alta velocidade.
(3) rolamentos de cerâmica de alumina
Esses tipos de rolamentos são feitos de alumina como material principal. Eles têm boa condutividade térmica e propriedades de isolamento, adequadas para aplicações em altas temperaturas com altos requisitos de gerenciamento térmico.
2. Classificação por composição do material
(1) rolamentos de cerâmica completos
O anel interno, o anel externo e os elementos rolantes desse tipo de rolamentos de cerâmica são todos feitos de materiais de cerâmica, que têm excelente resistência à corrosão, resistência ao desgaste, resistência à alta temperatura, isolamento anti-magnético e elétrico, etc. rolamentos cerâmicos completos são adequados para condições de trabalho severas e severas.
(2) rolamentos híbridos de cerâmica
O anel interno ou o anel externo dos mancais de cerâmica híbrido geralmente é feito de materiais metálicos (aço, aço inoxidável), enquanto os elementos do rolamento são feitos de materiais de cerâmica (como óxido de zircônio, nitreto de silício, etc.). Esse tipo de mancal de cerâmica combina a força do metal com as características de baixo atrito da cerâmica. Eles são adequados para ocasiões que exigem maior capacidade de carga e resistência ao desgaste.
(3) Rolamentos de cerâmica completos completos
Rolamentos de cerâmica completos são rolamentos especialmente projetados nos quais os elementos rolantes (como bolas ou rolos) quase preenchem o espaço entre o anel interno e o anel externo. Esse design pode aumentar a área de contato, melhorando assim a capacidade de carga e a rigidez.
3. Classificação por estrutura
Como os rolamentos comuns, os rolamentos de cerâmica podem ser classificados em muitos tipos de acordo com sua estrutura:
Rolamentos de esferas de ranhura profunda de cerâmica
Rolamentos de esferas de contato angular de cerâmica
Rolamentos de esferas de alinhamento de cerâmica
Rolamentos de bolas de cerâmica
Rolamentos de rolos cilíndricos de cerâmica
Rolamentos de rolos cônicos de cerâmica, etc.
Rolamentos de cerâmica vs. rolamentos de aço
1. Comparação de adequação entre rolamentos de cerâmica e rolamentos de aço
A comparação de propriedades de rolamentos de cerâmica e rolamentos de aço |
Item |
Rolamento de cerâmica |
Rolamento de aço |
Materiais |
Zircônia (ZRO2), nitreto de silício (Si3N4), alumina (Al2O3), etc. Aço carbono, aço cromo, aço inoxidável, etc. |
Aço carbono, aço cromo, aço inoxidável, etc. |
Densidade |
Menor densidade |
Maior densidade |
Atrito |
Baixo coeficiente de atrito |
Alto coeficiente de atrito |
Temperatura operacional |
Boa resistência à temperatura, até cerca de 800 ℃ |
Baixa resistência à temperatura, 100-200 ℃ |
Resistência à corrosão |
Bom; Adequado para ambientes químicos e úmidos |
Pobre; O aço inoxidável pode ser usado em ambientes úmidos, mas não em ambientes químicos corrosivos |
Dureza |
Alto |
Baixo |
Condutividade térmica |
Baixo |
Alto |
Condutividade elétrica |
Baixa condutividade, isolamento elétrico |
Sim |
Velocidade |
Rápido |
Lento |
Magnetismo |
Não |
Sim |
Resistência ao desgaste |
Muito bom |
Bom |
2. Comparação de vantagens entre rolamentos de cerâmica e rolamentos de aço
| A comparação de vantagens de rolamentos de cerâmica e rolamentos de aço |
Rolamento de cerâmica |
Rolamento de aço |
1. Alta velocidade
2. Peso leve
3. Resistência à corrosão forte, resistência a ácido e álcalis, resistência à ferrugem
4. Isolamento elétrico, baixa condutividade
5. Resistência de alta e baixa temperatura
6. Alta dureza
7. Melhor desempenho térmico
8. Não magnético
9. Auto-lubrificante sem óleo 10. Longa vida útil de serviço |
1. Baixo custo
2. Boa processabilidade, fácil de cortar e processar
3. Bom resistência ao impacto
4. Mais tamanhos e estilos
5. Fácil de manter e reparar |
3. Comparação de desvantagens entre rolamentos de cerâmica e rolamentos de aço
A comparação de desvantagens de rolamentos de cerâmica e rolamentos de aço |
Rolamento de cerâmica |
Rolamento de aço |
1. Alto custo
2. Sob carga de alto impacto, pode quebrar |
Propenso a ferrugem e corrosão em ambientes úmidos ou químicos 2. Coeficiente de atrito grande e alta perda
3. Peso pesado
4. Mais propenso a falhas de fadiga sob cargas repetidas |
Aplicações de rolamento de cerâmica
1. Aeroespacial:
Aeronaves e naves espaciais enfrentam ambientes operacionais muito severos. Devido a rolamentos de cerâmica, têm muitas vantagens, como serem leves, com baixo coeficiente de atrito, resistência de alta temperatura, resistência à corrosão e outros, eles podem trabalhar em ambientes super extremos.
2. Aparelhos/equipamentos médicos
Os equipamentos médicos, incluindo instrumentos cirúrgicos, equipamentos médicos de alta precisão, etc. Essas máquinas médicas normalmente exigem ambientes de trabalho muito limpos e estéreis. Os rolamentos de cerâmica são favoráveis ao organismo e podem reduzir a infecção. Eles têm propriedades antibacterianas e fornecem as vantagens de fácil limpeza, resistência à corrosão e assim por diante. Por esses motivos, encontrando uma ótima aplicação em eletrodomésticos e equipamentos, principalmente nas áreas onde são usados agentes ou desinfetantes de limpeza química.
3. Motocicletas, bicicletas e skates
Os rolamentos de cerâmica possuem vantagens como leve, boa resistência ao desgaste e baixo coeficiente de atrito; Eles encontram amplas aplicações em veículos de alto desempenho.
4. Indústrias químicas e farmacêuticas
Nas indústrias químicas e farmacêuticas, os dispositivos mecânicos geralmente são colocados em uma atmosfera terrível de produtos químicos corrosivos ou condições de alta temperatura. Os rolamentos de cerâmica com características como resistência à corrosão e resistência de alta temperatura podem aumentar a eficácia do trabalho das máquinas e prolongar a vida útil dos dispositivos mecânicos.
5. Equipamento e dispositivo eletrônico
Os rolamentos de cerâmica ostentam isolamento elétrico e baixa expansão térmica. Isso os torna altamente adequados para uso em equipamentos eletrônicos de alta frequência, de alta potência e alta precisão para melhorar o desempenho geral, garantindo a confiabilidade em equipamentos mecânicos.
6. Indústria de alimentos e bebidas
Os rolamentos de cerâmica têm as qualidades de resistência à alta temperatura e corrosão e são fáceis de limpar; Assim, eles geralmente são usados para processamento de alimentos e máquinas de preenchimento de bebidas, contribuindo muito para a higiene e a segurança de todo o processo de produção e reduzindo os riscos de contaminação cruzada.
