В промышленной области подшипники называются «суставы » промышленности и являются важными компонентами во многих машинах и оборудовании. Подходящие подшипники могут помочь машинах для поддержки нагрузков, уменьшения трения и продлить срок службы движущихся частей.
Согласно сырью подшипников, их обычно можно разделить на стальные подшипники (хромированная сталь, углеродистая сталь, нержавеющая сталь и т. Д.) И керамические подшипники (циркони , нитрид кремния и т. Д.). Следует отметить, что, керамические подшипники, как новый материал для подшипника, привлекли внимание от многих отраслей и областей.
В этой статье, Подшипник LNB подробно будет внедрять керамические подшипники и исследую различия между ними и стальными подшипниками, а также их соответствующие преимущества и недостатки. Надеюсь помочь клиентам лучше понять эти два типа подшипников и их характеристики, чтобы они могли сделать лучший выбор.
Что такое керамический подшипник?
1. Определение керамического подшипника
Керамические подшипники изготовлены из керамических материалов, а также обычных подшипников, они также в основном используются для поддержки вращающихся или движущихся валов или деталей. Наиболее часто используемыми керамическими материалами являются нитрид кремния (SI3N4), оксид циркония (ZRO2) и т. Д. Керамические подшипники предназначены для уменьшения трения, повышения устойчивости к износу и продолжительности службы.
Рабочий принцип Керамические подшипники также похожи на другие типы подшипников, уменьшая трение и износ с помощью катящихся элементов между внутренними и внешними кольцами для достижения плавного движения. Из -за их превосходных свойств материала керамические подшипники широко используются в различных типах машин и оборудования, особенно в чрезвычайно суровых условиях и в специальных условиях труда.
2. Преимущества керамического подшипника
(1) легкий вес
Керамические подшипники имеют низкую плотность, поэтому они обычно легче, чем металлические подшипники, что помогает снизить вес общей механической структуры и улучшить маневренность оборудования.
(2) Высокая скорость
Керамические подшипники имеют низкий коэффициент трения во время работы машины, они могут снизить тепло генерируемость, повысить энергоэффективность и повысить свою скорость, чем стальные подшипники. Таким образом, керамические подшипники обычно подходят для высокоскоростной эксплуатации.
(3) Высокая твердость и износостойкость
Твердость керамических материалов намного выше, чем у традиционных металлов. Это свойство делает керамические подшипники эффективно устойчивыми к износу и царапинам и подходящими для тяжелых нагрузок и высокочастотных работ.
(4) Коррозионная стойкость
Керамические материалы обладают превосходной коррозионной устойчивостью ко многим химическим веществам (например, кислоты и щелочи). Поэтому керамические подшипники подходят для использования в суровых условиях, особенно в химической и пищевой промышленности.
(5) Высокая температурная стойкость
Керамические подшипники могут выдерживать более высокие температуры, чем стальные подшипники, и подходят для высокотемпературных применений.
(6) Электрическая изоляция
Керамические подшипники имеют низкую электрическую проводимость. Поскольку они не могут провести электроэнергию, они могут предотвратить короткие цирки и разряды дуги при использовании в электрическом оборудовании, тем самым устраняя особую потребность в изоляции подшипника в тяговых двигателях.
(7) Низкий шум
Керамические подшипники генерируют меньше шума во время работы, поэтому они подходят для применений, которые требуют тихой среды, такой как точные инструменты и высококлассные домашние приборы и т. Д.
(8) Низкое тепловое расширение
Керамика имеет меньший коэффициент термического расширения, который может поддерживать стабильность лучшей размерной стабильности и не будет значительно деформировать при изменении температуры.
Керамические типы подшипников
Согласно различным методам классификации, керамические подшипники можно разделить на многие типы. Здесь простая классификация будет сделана из трех аспектов: материал, состав материала и структура.
1. Классификация по материалам
(1) Циркониевые подшипники
Материал оксида циркония используется для изготовления колец и вращающихся элементов керамического подшипника, в то время как в целом в клетке используются PTFE и PVDF. Существуют также другие материалы для клетки, такие как латунь (Cu), нейлон (RPA66-25), специальные пластики (PEEK, PI), сталь, нержавеющая сталь и т. Д. Циркониевые подшипники Очень хорошая устойчивость к износу и механическая прочность, которые подходят для использования в высоких коррозионных средах, таких как химическое и медицинское оборудование.
(2) Подшипники нитридов кремния
Этот вид кольца керамических подшипников и вращающихся элементов обычно используют материал нитрида кремния (SI3N4), в клетке обычно используется PTFE и PVDF. По сравнению с материалами ZRO2 керамический подшипник материала SI3N4 адаптирован к более высокой скорости и нагрузочной способности и более высокой температуре окружающей среды, а также общими применениями в аэрокосмической и высокоскоростной машине.
(3) Керамические подшипники глинозема
Эти типы подшипников изготовлены из глинозема в качестве основного материала. Они обладают хорошей теплопроводностью и изоляцией, подходящими для применений при высоких температурах с высокими требованиями к тепловой управлении.
2. Классификация по составу материала
(1) Полные керамические подшипники
Внутреннее кольцо, внешнее кольцо и вращающиеся элементы такого типа керамических подшипников изготовлены из керамических материалов, которые имеют превосходную коррозионную стойкость, устойчивость к износу, высокотемпературное сопротивление, антимагнитную и электрическую изоляцию и т. Д. Полные керамические подшипники подходят для жестких и тяжелых рабочих условий.
(2) Гибридные керамические подшипники
Внутреннее кольцо или внешнее кольцо гибридных керамических подшипников обычно изготавливаются из металлических материалов (сталь, нержавеющая сталь), в то время как вращающиеся элементы изготовлены из керамических материалов (таких как оксид циркония, нитрид кремния и т. Д.). Этот тип керамических подшипников сочетает в себе прочность металла с низкими характеристиками трения керамики. Они подходят для случаев, требующих более высокой грузоподъемности и износостойкости.
(3) Керамические подшипники с полным дополнением
Керамические подшипники с полным дополнением представляют собой специально разработанные подшипники, в которых элементы катания (такие как шарики или ролики) почти заполняют пространство между внутренним кольцом и внешним кольцом. Эта конструкция может увеличить зону контакта, тем самым улучшая грузоподъемность и жесткость.
3. Классификация по структуре
Как и обычные подшипники, керамические подшипники могут быть классифицированы на многие типы в соответствии с их структурой:
Керамические подшипники с глубоким канавком
Керамический угловой контактный шарики подшипников
Керамические самооплачивающие шариковые подшипники
Керамические подшипники шарики
Керамические цилиндрические роликовые подшипники
Керамические конические роликовые подшипники и т. Д.
Керамические подшипники против стальных подшипников
1. Сравнение собственности между керамическими подшипниками и стальными подшипниками
Сравнение свойств керамических подшипников и стальных подшипников |
Элемент |
Керамический подшипник |
Стальной подшипник |
Материалы |
Циркония (ZRO2), нитрид кремния (SI3N4), глинозем (AL2O3) и т. Д. Углеродистая сталь, хромированная сталь, нержавеющая сталь и т. Д. |
Углеродистая сталь, хромированная сталь, нержавеющая сталь и т. Д. |
Плотность |
Более низкая плотность |
Более высокая плотность |
Трение |
Низкий коэффициент трения |
Высокий коэффициент трения |
Рабочая температура |
Хорошая температурная стойкость, до 800 ℃ |
Плохая температурная сопротивление, 100-200 ℃ |
Коррозионная стойкость |
Хороший; Подходит для химической и влажной среды |
Бедный; нержавеющая сталь может использоваться во влажной среде, но не в коррозийной химической среде |
Твердость |
Высокий |
Низкий |
Теплопроводность |
Низкий |
Высокий |
Электрическая проводимость |
Низкая проводимость, электрическая изоляция |
Да |
Скорость |
Быстрый |
Медленный |
Магнетизм |
Нет |
Да |
Износостойкость |
Очень хороший |
Хороший |
2. Сравнение преимуществ между керамическими подшипниками и стальными подшипниками
| Сравнение преимуществ керамических подшипников и стальных подшипников |
Керамический подшипник |
Стальной подшипник |
1. Высокая скорость
2. Легкий вес
3. Сильная коррозионная устойчивость, устойчивость к кислоте и щелочи, резистентность к ржавчине
4. Электрическая изоляция, низкая проводимость
5. Высокая и низкотемпературная сопротивление
6. Высокая твердость
7. Лучшие тепловые характеристики
8. Ненагнитная
9. Без масляного смазывания 10. длительный срок службы |
1. Низкая стоимость
2. Хорошая обработка, простая в сокращении и обработка
3. Хорошее воздействие
4. Больше размеров и стилей
5. Простые в обслуживании и ремонте |
3. Сравнение недостатков между керамическими подшипниками и стальными подшипниками
Сравнение недостатков керамических подшипников и стальных подшипников |
Керамический подшипник |
Стальной подшипник |
1. Высокая стоимость
2. При высокой нагрузке это может сломаться |
Склонны к ржавчине и коррозии во влажной или химической среде 2. Большой коэффициент трения и высокая потеря
3. тяжелый вес
4. Более склонность к усталости при повторных нагрузках |
Применение керамического подшипника
1. Aerospace:
Самолет и космический корабль сталкиваются с очень суровыми рабочими средами. Из-за керамических подшипников есть много преимуществ, таких как легкий вес, иметь низкий коэффициент трения, сопротивление с высокой температурой, устойчивость к коррозии и другие, они могут работать в супер экстремальных средах.
2. Медицинские приборы/оборудование
Медицинское оборудование, включая хирургические инструменты, стоматологическое оборудование, медицинское оборудование и т. Д. Эти медицинские машины обычно требуют очень чистой и стерильной рабочей среды. Керамические подшипники являются организмом и могут уменьшить инфекцию. Они обладают антибактериальными свойствами и обеспечивают преимущества простой очистки, коррозионной стойкости и так далее. По этим причинам найти отличное применение в медицинских приборах и оборудовании, особенно в тех областях, где используются химические чистящие средства или дезинфицирующие средства.
3. Мотоциклы, велосипеды и скейтборды
Керамические подшипники могут похвастаться такими преимуществами, как легкий, хороший износостойкий коэффициент и низкий коэффициент трения; Они находят широкие приложения в высокопроизводительных транспортных средствах.
4. Химическая и фармацевтическая промышленность
В химической и фармацевтической промышленности механические устройства часто помещаются в ужасную атмосферу коррозийных химических веществ или условий высокой температуры. Керамические подшипники с такими особенностями, как коррозионная стойкость и высокотемпературная устойчивость, могут повысить рабочую эффективность механизма при продлении срока службы механических устройств.
5. Электронное оборудование и устройство
Керамические подшипники могут похвастаться электрической изоляцией и низким тепловым расширением. Это делает их очень подходящими для использования в высокочастотном, мощном и высоком электронном оборудовании для повышения общей производительности, обеспечивая надежность в механическом оборудовании.
6. Индустрия питания и напитков
Керамические подшипники обладают качествами сопротивления высокой температуре и коррозии и их легко чистить; Таким образом, они обычно используются для пищевых переработков и машин для заполнения напитков, внося большую вклад в гигиену и безопасность всего производственного процесса и снижение рисков перекрестного загрязнения.
