ตลับลูกปืนเซรามิก ตลับลูกปืนเหล็ก

ในสนามอุตสาหกรรมแบริ่งเรียกว่า 'ข้อต่อ ' ของอุตสาหกรรมและเป็นส่วนประกอบที่จำเป็นในเครื่องจักรและอุปกรณ์หลายเครื่อง ตลับลูกปืนที่เหมาะสมสามารถช่วยเครื่องจักรในการสนับสนุนโหลดลดแรงเสียดทานและยืดอายุการใช้งานของชิ้นส่วนที่เคลื่อนไหว

ตามวัตถุดิบของแบริ่งพวกเขามักจะถูกแบ่งออกเป็นแบริ่งเหล็ก (เหล็กโครเมี่ยม, เหล็กกล้าคาร์บอน, สแตนเลส, ฯลฯ ) และ แบริ่งเซรามิก (เซอร์โคนี A, ซิลิกอนไนไตรด์ ฯลฯ ) เป็นที่น่าสังเกตว่าตลับลูกปืนเซรามิกซึ่งเป็นวัสดุแบริ่งที่เกิดขึ้นใหม่ได้รับความสนใจจากอุตสาหกรรมและสาขาต่างๆ

ในบทความนี้ แบริ่ง LNB จะแนะนำแบริ่งเซรามิกในรายละเอียดและสำรวจความแตกต่างระหว่างพวกเขากับตลับลูกปืนเหล็กรวมถึงข้อดีและข้อเสียตามลำดับ หวังว่าจะช่วยให้ลูกค้าเข้าใจตลับลูกปืนทั้งสองประเภทนี้ได้ดีขึ้นและลักษณะของพวกเขาเพื่อให้พวกเขาสามารถเลือกได้ดีขึ้น

แบริ่งเซรามิกคืออะไร?

1. นิยามแบริ่งเซรามิก

ตลับลูกปืนเซรามิกทำจากวัสดุเซรามิกเช่นเดียวกับตลับลูกปืนปกติพวกเขายังใช้เพื่อรองรับเพลาหมุนหรือเคลื่อนที่หรือชิ้นส่วน วัสดุเซรามิกที่ใช้กันมากที่สุดคือซิลิกอนไนไตรด์ (SI3N4), เซอร์โคเนียมออกไซด์ (ZRO2) ฯลฯ ตลับลูกปืนเซรามิกถูกออกแบบมาเพื่อลดแรงเสียดทานปรับปรุงความต้านทานการสึกหรอและยืดอายุการใช้งาน

หลักการทำงานของ ตลับลูกปืนเซรามิก ก็คล้ายกับตลับลูกปืนชนิดอื่น ๆ ลดแรงเสียดทานและการสึกหรอผ่านองค์ประกอบการกลิ้งระหว่างวงแหวนด้านในและด้านนอกเพื่อให้เกิดการเคลื่อนไหวที่ราบรื่น เนื่องจากคุณสมบัติของวัสดุที่เหนือกว่าตลับลูกปืนเซรามิกจึงถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในเครื่องจักรและอุปกรณ์ประเภทต่าง ๆ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในสภาพแวดล้อมที่รุนแรงและสภาพการทำงานพิเศษ

2. ข้อดีของแบริ่งเซรามิก

(1) น้ำหนักเบา 

ตลับลูกปืนเซรามิกมีความหนาแน่นต่ำดังนั้นจึงมักจะเบากว่าตลับลูกปืนโลหะซึ่งช่วยลดน้ำหนักของโครงสร้างเชิงกลโดยรวมและปรับปรุงความคล่องแคล่วของอุปกรณ์

(2) ความเร็วสูง 

ตลับลูกปืนเซรามิกมีค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานต่ำในระหว่างการทำงานของเครื่องจักรพวกเขาสามารถลดการสร้างความร้อนปรับปรุงประสิทธิภาพการใช้พลังงานและทำให้ความเร็วสูงกว่าตลับลูกปืนเหล็ก ดังนั้นตลับลูกปืนเซรามิกจึงเหมาะสำหรับสภาพแวดล้อมการทำงานความเร็วสูง

(3) ความแข็งสูงและความต้านทานการสึกหรอ 

ความแข็งของวัสดุเซรามิกนั้นสูงกว่าโลหะดั้งเดิมมาก คุณสมบัตินี้ทำให้แบริ่งเซรามิกทนต่อการสึกหรอและรอยขีดข่วนได้อย่างมีประสิทธิภาพและเหมาะสำหรับการโหลดหนักและสภาพแวดล้อมการทำงานที่มีความถี่สูง

(4) ความต้านทานการกัดกร่อน 

วัสดุเซรามิกมีความต้านทานการกัดกร่อนที่ดีเยี่ยมต่อสารเคมีจำนวนมาก (เช่นกรดและอัลคาลิส) ดังนั้นตลับลูกปืนเซรามิกจึงเหมาะสำหรับใช้ในสภาพแวดล้อมที่รุนแรงโดยเฉพาะอย่างยิ่งในอุตสาหกรรมเคมีและอาหาร

(5) ความต้านทานอุณหภูมิสูง 

ตลับลูกปืนเซรามิกสามารถทนต่ออุณหภูมิที่สูงกว่าตลับลูกปืนเหล็กและเหมาะสำหรับการใช้งานที่อุณหภูมิสูง

(6) ฉนวนไฟฟ้า 

ตลับลูกปืนเซรามิกมีการนำไฟฟ้าต่ำ เนื่องจากพวกเขาไม่สามารถดำเนินการไฟฟ้าได้พวกเขาสามารถป้องกันการลัดวงจรและการปล่อยอาร์คเมื่อใช้ในอุปกรณ์ไฟฟ้าดังนั้นจึงช่วยลดความต้องการพิเศษสำหรับฉนวนกันความร้อนในมอเตอร์แรงดึง

(7) เสียงต่ำ 

ตลับลูกปืนเซรามิกสร้างเสียงรบกวนน้อยลงในระหว่างการใช้งานดังนั้นจึงเหมาะสำหรับการใช้งานที่ต้องใช้สภาพแวดล้อมที่เงียบเช่นเครื่องมือที่มีความแม่นยำและเครื่องใช้ในบ้านระดับสูง ฯลฯ

(8) การขยายตัวทางความร้อนต่ำ 

เซรามิกมีค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อนที่เล็กลงซึ่งสามารถรักษาเสถียรภาพของมิติที่ดีขึ้นและจะไม่เปลี่ยนรูปอย่างมีนัยสำคัญเมื่ออุณหภูมิเปลี่ยนแปลง

ชนิดแบริ่งเซรามิก

ตามวิธีการจำแนกประเภทที่แตกต่างกันตลับลูกปืนเซรามิกสามารถแบ่งออกเป็นหลายประเภท ในที่นี้การจำแนกประเภทง่าย ๆ จะทำจากสามด้าน: วัสดุองค์ประกอบวัสดุและโครงสร้าง

1. การจำแนกตามวัสดุ

(1) แบริ่งเซอร์โคเนีย 

วัสดุเซอร์โคเนียมออกไซด์ใช้ในการสร้างวงแหวนและองค์ประกอบการกลิ้งของแบริ่งเซรามิกในขณะที่กรงใช้ PTFE และ PVDF นอกจากนี้ยังมีวัสดุกรงอื่น ๆ เช่นทองเหลือง (CU), ไนลอน (RPA66-25), พลาสติกวิศวกรรมพิเศษ (PEEK, PI), เหล็ก, สแตนเลส, ฯลฯ แบริ่งเซอร์โคเนีย มีความต้านทานการสึกหรอที่ดีมากและความแข็งแรงเชิงกล

(2) แบริ่งซิลิกอนไนไตรด์ 

วงแหวนของแบริ่งเซรามิกชนิดนี้และองค์ประกอบการกลิ้งมักจะใช้วัสดุของซิลิคอนไนไตรด์ (SI3N4) กรงมักใช้ PTFE และ PVDF เมื่อเปรียบเทียบกับวัสดุ ZRO2 แบริ่งเซรามิกของวัสดุ SI3N4 นั้นปรับให้เข้ากับความเร็วที่สูงขึ้นและความสามารถในการรับน้ำหนักและอุณหภูมิแวดล้อมที่สูงขึ้นและการใช้งานทั่วไปในการบินและอวกาศและเครื่องจักรความเร็วสูง

(3) แบริ่งเซรามิกอลูมินา 

ตลับลูกปืนประเภทนี้ทำจากอลูมินาเป็นวัสดุหลัก พวกเขามีค่าการนำความร้อนที่ดีและคุณสมบัติฉนวนเหมาะสำหรับการใช้งานที่อุณหภูมิสูงพร้อมข้อกำหนดการจัดการความร้อนสูง

2. การจำแนกตามองค์ประกอบของวัสดุ

(1) ตลับลูกปืนเซรามิกเต็มรูปแบบ 

วงแหวนด้านในแหวนด้านนอกและองค์ประกอบการกลิ้งของแบริ่งเซรามิกประเภทนี้ทำจากวัสดุเซรามิกซึ่งมีความต้านทานการกัดกร่อนที่ดีเยี่ยมความต้านทานการสึกหรอความต้านทานอุณหภูมิสูงการต่อต้านแม่เหล็กและไฟฟ้า

(2) แบริ่งเซรามิกไฮบริด 

วงแหวนด้านในหรือวงแหวนด้านนอกของตลับลูกปืนเซรามิกไฮบริดมักทำจากวัสดุโลหะ (เหล็กสแตนเลส) ในขณะที่องค์ประกอบการรีดทำจากวัสดุเซรามิก (เช่นเซอร์โคเนียมออกไซด์ซิลิกอนไนไตรด์ ฯลฯ ) ตลับลูกปืนเซรามิกประเภทนี้รวมความแข็งแรงของโลหะเข้ากับลักษณะแรงเสียดทานต่ำของเซรามิก พวกเขาเหมาะสำหรับโอกาสที่ต้องใช้ความสามารถในการโหลดที่สูงขึ้นและความต้านทานการสึกหรอ

(3) แบริ่งเซรามิกเสริมเต็มรูปแบบ 

ตลับลูกปืนเซรามิกเต็มรูปแบบเต็มรูปแบบได้รับการออกแบบมาเป็นพิเศษซึ่งองค์ประกอบการกลิ้ง (เช่นลูกบอลหรือลูกกลิ้ง) เกือบจะเติมช่องว่างระหว่างวงแหวนด้านในและวงแหวนด้านนอก การออกแบบนี้สามารถเพิ่มพื้นที่ติดต่อซึ่งจะช่วยเพิ่มความสามารถในการโหลดและความแข็งแกร่ง

3. การจำแนกตามโครงสร้าง

เช่นเดียวกับตลับลูกปืนธรรมดาแบริ่งเซรามิกสามารถแบ่งออกเป็นหลายประเภทตามโครงสร้างของพวกเขา:

ตลับลูกปืนร่องลึกเซรามิก 

ตลับลูกปืนสัมผัสเชิงมุมเซรามิก 

ตลับลูกปืนลูกปืน 

ตลับลูกปืนลูกแทงเซรามิก 

แบริ่งลูกกลิ้งทรงกระบอกเซรามิก 

แบริ่งลูกกลิ้งเรียวเซรามิก ฯลฯ

แบริ่งเซรามิกกับตลับลูกปืนเหล็ก

1. การเปรียบเทียบความเหมาะสมระหว่างตลับลูกปืนเซรามิกและตลับลูกปืนเหล็ก

การเปรียบเทียบคุณสมบัติของแบริ่งเซรามิกและตลับลูกปืนเหล็ก
รายการ	แบริ่งเซรามิก	แบริ่งเหล็ก
วัสดุ	เซอร์โคเนีย (ZRO2), ซิลิกอนไนไตรด์ (SI3N4), อลูมินา (Al2O3), ฯลฯ เหล็กกล้าคาร์บอน, เหล็กโครเมี่ยม, สแตนเลส ฯลฯ	เหล็กกล้าคาร์บอนเหล็กโครเมี่ยมสแตนเลส ฯลฯ
ความหนาแน่น	ความหนาแน่นลดลง	ความหนาแน่นสูงขึ้น
การเสียดสี	ค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานต่ำ	ค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานสูง
อุณหภูมิการทำงาน	ความต้านทานอุณหภูมิที่ดีสูงถึง 800 ℃	ความต้านทานอุณหภูมิไม่ดี 100-200 ℃
ความต้านทานการกัดกร่อน	ดี; เหมาะสำหรับสภาพแวดล้อมทางเคมีและความชื้น	ยากจน; สแตนเลสสามารถใช้ในสภาพแวดล้อมที่ชื้น แต่ไม่ได้อยู่ในสภาพแวดล้อมทางเคมีกัดกร่อน
ความแข็ง	สูง	ต่ำ
การนำความร้อน	ต่ำ	สูง
การนำไฟฟ้า	การนำไฟฟ้าต่ำฉนวนไฟฟ้า	ใช่
ความเร็ว	เร็ว	ช้า
แม่เหล็ก	เลขที่	ใช่
สึกหรอ	ดีมาก	ดี

2. ข้อดีเปรียบเทียบระหว่างแบริ่งเซรามิกและตลับลูกปืนเหล็ก

ข้อดีเปรียบเทียบแบริ่งเซรามิกและตลับลูกปืนเหล็ก
แบริ่งเซรามิก	แบริ่งเหล็ก
1. ความเร็วสูง 2. น้ำหนักเบา 3. ความต้านทานการกัดกร่อนที่แข็งแกร่งความต้านทานต่อกรดและอัลคาไลความต้านทานการเกิดสนิม 4. ฉนวนไฟฟ้า, การนำไฟฟ้าต่ำ 5. ความต้านทานสูงและอุณหภูมิต่ำ 6. ความแข็งสูง 7. ประสิทธิภาพความร้อนที่ดีขึ้น 8. ไม่ใช่แม่เหล็ก 9. การหล่อลื่นด้วยตนเองโดยปราศจากน้ำมัน 10. อายุการใช้งานยาวนาน	1. ราคาต่ำ 2. ความสามารถในการประมวลผลที่ดีง่ายต่อการตัดและประมวลผล 3. ความต้านทานแรงกระแทกที่ดี 4. ขนาดและสไตล์มากขึ้น 5. ง่ายต่อการบำรุงรักษาและซ่อมแซม

3. ข้อเสียเปรียบเทียบระหว่างตลับลูกปืนเซรามิกและตลับลูกปืนเหล็ก

การเปรียบเทียบข้อเสียของแบริ่งเซรามิกและตลับลูกปืนเหล็ก
แบริ่งเซรามิก	แบริ่งเหล็ก
1. ค่าใช้จ่ายสูง 2. ภายใต้ภาระที่มีผลกระทบสูงอาจแตกหัก	มีแนวโน้มที่จะเกิดสนิมและการกัดกร่อนในสภาพแวดล้อมที่ชื้นหรือเคมี    2. ค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานขนาดใหญ่และการสูญเสียสูง    3. น้ำหนักหนัก    4. มีแนวโน้มที่จะเกิดความเหนื่อยล้ามากขึ้นภายใต้โหลดซ้ำ ๆ

แอปพลิเคชันแบริ่งเซรามิก

1. การบินและอวกาศ:

เครื่องบินและยานอวกาศต้องเผชิญกับสภาพแวดล้อมการทำงานที่รุนแรงมาก เนื่องจากตลับลูกปืนเซรามิกมีข้อได้เปรียบมากมายเช่นมีน้ำหนักเบามีค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานต่ำความต้านทานอุณหภูมิสูงความต้านทานการกัดกร่อนและอื่น ๆ พวกเขาสามารถทำงานในสภาพแวดล้อมที่รุนแรงสุด ๆ

2. เครื่องใช้/อุปกรณ์ทางการแพทย์  

อุปกรณ์การแพทย์รวมถึงเครื่องมือผ่าตัดอุปกรณ์ทันตกรรมอุปกรณ์การแพทย์ที่มีความแม่นยำสูง ฯลฯ เครื่องการแพทย์เหล่านี้มักจะต้องการสภาพแวดล้อมการทำงานที่สะอาดและปลอดเชื้อมาก ตลับลูกปืนเซรามิกเป็นมิตรกับสิ่งมีชีวิตและสามารถลดการติดเชื้อได้ พวกเขามีคุณสมบัติต้านเชื้อแบคทีเรียและให้ข้อดีของการทำความสะอาดง่ายความต้านทานการกัดกร่อนและอื่น ๆ ด้วยเหตุผลเหล่านี้การค้นหาแอพพลิเคชั่นที่ยอดเยี่ยมในเครื่องใช้และอุปกรณ์ทางการแพทย์โดยเฉพาะอย่างยิ่งในพื้นที่เหล่านั้นที่มีการใช้สารทำความสะอาดสารเคมีหรือยาฆ่าเชื้อ

3. มอเตอร์ไซค์จักรยานและสเก็ตบอร์ด   

แบริ่งเซรามิกมีข้อได้เปรียบเช่นน้ำหนักเบาความต้านทานการสึกหรอที่ดีและค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานต่ำ พวกเขาพบแอพพลิเคชั่นที่กว้างในยานพาหนะประสิทธิภาพสูง

4. อุตสาหกรรมเคมีและเภสัชกรรม    

ในอุตสาหกรรมเคมีและเภสัชกรรมอุปกรณ์เครื่องจักรกลมักจะอยู่ในบรรยากาศที่น่ากลัวของสารเคมีกัดกร่อนหรือสภาวะอุณหภูมิสูง ตลับลูกปืนเซรามิกที่มีคุณสมบัติเช่นความต้านทานการกัดกร่อนและความต้านทานอุณหภูมิสูงสามารถเพิ่มประสิทธิภาพการทำงานของเครื่องจักรในขณะที่ยืดอายุการใช้งานของอุปกรณ์เครื่องจักรกล

5. อุปกรณ์และอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์    

ตลับลูกปืนเซรามิกมีฉนวนไฟฟ้าและการขยายตัวทางความร้อนต่ำ สิ่งนี้ทำให้พวกเขาเหมาะสมอย่างยิ่งสำหรับการใช้งานในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ความถี่สูงพลังงานสูงและความแม่นยำสูงเพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพโดยรวมเพื่อให้มั่นใจถึงความน่าเชื่อถือในอุปกรณ์เครื่องจักรกล

6. อุตสาหกรรมอาหารและเครื่องดื่ม   

ตลับลูกปืนเซรามิกมีคุณสมบัติของความต้านทานต่ออุณหภูมิและการกัดกร่อนสูงและทำความสะอาดได้ง่าย ดังนั้นพวกเขามักจะใช้สำหรับการแปรรูปอาหารและเครื่องเติมเครื่องดื่มซึ่งมีส่วนทำให้สุขอนามัยและความปลอดภัยของกระบวนการผลิตทั้งหมดและลดความเสี่ยงของการปนเปื้อนข้าม