Vòng bi gốm Vs. Vòng bi thép

Trong lĩnh vực công nghiệp, vòng bi được gọi là 'khớp ' của ngành công nghiệp và là các thành phần thiết yếu trong nhiều máy móc và thiết bị. Vòng bi phù hợp có thể giúp các máy hỗ trợ tải, giảm ma sát và mở rộng tuổi thọ dịch vụ của các bộ phận chuyển động.

Theo nguyên liệu thô của vòng bi, chúng thường có thể được chia thành vòng bi thép (thép Chrome, thép carbon, thép không gỉ, v.v.) và vòng bi gốm (Zirconi A, silicon nitride, v.v.). Đáng chú ý là, vòng bi gốm, như một vật liệu mang mới nổi, đã nhận được sự chú ý từ nhiều ngành công nghiệp và lĩnh vực.

Trong bài viết này, Vòng bi LNB sẽ giới thiệu vòng bi gốm một cách chi tiết và khám phá sự khác biệt giữa chúng và vòng bi thép cũng như những ưu điểm và nhược điểm tương ứng của chúng. Hy vọng sẽ giúp khách hàng hiểu rõ hơn về hai loại vòng bi và đặc điểm của họ để họ có thể lựa chọn tốt hơn.

Vòng bi gốm là gì?

1. Định nghĩa ổ trục gốm

Vòng bi gốm được làm bằng vật liệu gốm, cũng như vòng bi bình thường, chúng cũng chủ yếu được sử dụng để hỗ trợ trục quay hoặc di chuyển hoặc các bộ phận. Các vật liệu gốm được sử dụng phổ biến nhất là silicon nitride (SI3N4), zirconium oxide (ZRO2), v.v. Vòng bi gốm được thiết kế để giảm ma sát, cải thiện khả năng chống mài mòn và kéo dài tuổi thọ dịch vụ.

Nguyên tắc làm việc của Vòng bi gốm cũng tương tự như các loại vòng bi khác, giảm ma sát và hao mòn thông qua các phần tử lăn giữa các vòng bên trong và bên ngoài để đạt được chuyển động trơn tru. Do tính chất vật liệu vượt trội của chúng, vòng bi gốm được sử dụng rộng rãi trong nhiều loại máy móc và thiết bị khác nhau, đặc biệt là trong môi trường cực kỳ khắc nghiệt và điều kiện làm việc đặc biệt.

2. Ưu điểm mang gốm

(1) Trọng lượng nhẹ 

Vòng bi gốm có mật độ thấp, vì vậy chúng thường nhẹ hơn vòng bi kim loại, giúp giảm trọng lượng của cấu trúc cơ học tổng thể và cải thiện khả năng cơ động của thiết bị.

(2) Tốc độ cao 

Vòng bi gốm có hệ số ma sát thấp, trong quá trình vận hành máy móc, chúng có thể làm giảm việc tạo nhiệt, cải thiện hiệu quả năng lượng và làm cho tốc độ của chúng cao hơn vòng bi thép. Vì vậy, vòng bi gốm thường phù hợp cho môi trường hoạt động tốc độ cao.

(3) Độ cứng và khả năng chống mài mòn cao 

Độ cứng của vật liệu gốm cao hơn nhiều so với kim loại truyền thống. Khách sạn này làm cho vòng bi gốm có hiệu quả chống mài mòn và trầy xước và phù hợp cho tải trọng nặng và môi trường hoạt động tần số cao.

(4) Kháng ăn mòn 

Vật liệu gốm có khả năng chống ăn mòn tuyệt vời đối với nhiều hóa chất (như axit và kiềm). Do đó, vòng bi gốm phù hợp để sử dụng trong môi trường khắc nghiệt, đặc biệt là trong các ngành công nghiệp hóa chất và thực phẩm.

(5) Điện trở nhiệt độ cao 

Vòng bi gốm có thể chịu được nhiệt độ cao hơn vòng bi thép và phù hợp cho các ứng dụng nhiệt độ cao.

(6) cách nhiệt điện 

Vòng bi gốm có độ dẫn điện thấp. Vì chúng không thể tiến hành điện, chúng có thể ngăn chặn các mạch ngắn và xả hồ quang khi được sử dụng trong thiết bị điện, do đó loại bỏ nhu cầu đặc biệt để mang cách điện trong động cơ kéo.

(7) Tiếng ồn thấp 

Vòng bi gốm tạo ra ít tiếng ồn hơn trong quá trình hoạt động, vì vậy chúng phù hợp cho các ứng dụng đòi hỏi một môi trường yên tĩnh, chẳng hạn như dụng cụ chính xác và các thiết bị gia đình cao cấp, v.v.

(8) Sự giãn nở nhiệt thấp 

Gốm sứ có hệ số giãn nở nhiệt nhỏ hơn, có thể duy trì độ ổn định kích thước tốt hơn và sẽ không biến dạng đáng kể khi nhiệt độ thay đổi.

Các loại ổ trục gốm

Theo các phương pháp phân loại khác nhau, vòng bi gốm có thể được chia thành nhiều loại. Ở đây, một phân loại đơn giản sẽ được thực hiện từ ba khía cạnh: vật liệu, thành phần vật liệu và cấu trúc.

1. Phân loại theo vật liệu

(1) Vòng bi zirconia 

Vật liệu oxit zirconium được sử dụng để tạo ra các vòng và các phần tử lăn của ổ trục gốm, trong khi nói chung, lồng sử dụng PTFE và PVDF. Ngoài ra còn có các vật liệu lồng khác như đồng thau (Cu), nylon (RPA66-25), nhựa kỹ thuật đặc biệt (PEEK, PI), thép, thép không gỉ, v.v ... Sở Vòng bi zirconia rất tốt và sức mạnh cơ học, phù hợp để sử dụng trong môi trường ăn mòn cao như các thiết bị hóa học và hóa học.

(2) Vòng bi nitride silicon 

Loại vòng vòng gốm này và các yếu tố lăn thường sử dụng vật liệu của silicon nitride (SI3N4), lồng thường sử dụng PTFE và PVDF. So với vật liệu ZRO2, ổ trục gốm của vật liệu SI3N4 thích nghi với tốc độ và công suất tải cao hơn và nhiệt độ môi trường cao hơn, và các ứng dụng phổ biến trong máy móc hàng không vũ trụ và tốc độ cao.

(3) Vòng bi gốm alumina 

Những loại vòng bi này được làm từ alumina làm vật liệu chính. Chúng có độ dẫn nhiệt tốt và tính chất cách nhiệt, phù hợp cho các ứng dụng ở nhiệt độ cao với yêu cầu quản lý nhiệt cao.

2. Phân loại theo thành phần vật liệu

(1) Vòng bi đầy đủ 

Vòng bên trong, vòng ngoài và các yếu tố lăn của loại vòng bi gốm này đều được làm bằng vật liệu gốm, có khả năng chống ăn mòn tuyệt vời, khả năng chống mài mòn, khả năng chống nhiệt độ cao, cách nhiệt và cách nhiệt điện, v.v.

(2) Vòng bi gốm lai 

Vòng bên trong hoặc vòng ngoài của vòng bi gốm lai thường được làm bằng vật liệu kim loại (thép, thép không gỉ), trong khi các yếu tố lăn được làm bằng vật liệu gốm (như zirconium oxit, silicon nitride, v.v.). Loại vòng bi gốm này kết hợp sức mạnh của kim loại với các đặc tính ma sát thấp của gốm sứ. Chúng phù hợp cho các dịp đòi hỏi khả năng tải cao hơn và khả năng chống mài mòn.

(3) Vòng bi gốm bổ sung đầy đủ 

Vòng bi gốm bổ sung đầy đủ là vòng bi được thiết kế đặc biệt trong đó các yếu tố lăn (như bóng hoặc con lăn) gần như lấp đầy khoảng trống giữa vòng bên trong và vòng ngoài. Thiết kế này có thể tăng khu vực tiếp xúc, do đó cải thiện khả năng tải và độ cứng.

3. Phân loại theo cấu trúc

Giống như vòng bi thông thường, vòng bi gốm có thể được phân loại thành nhiều loại theo cấu trúc của chúng:

Vòng bi bóng sâu gốm 

Vòng bi tiếp xúc góc gốm 

Vòng bi tự liên kết gốm 

Vòng bi lực đẩy bằng gốm 

Vòng bi lăn bằng gốm 

Vòng bi lăn thon gốm, v.v.

Vòng bi gốm so với vòng bi thép

1. Sự phù hợp so sánh giữa vòng bi gốm & vòng bi thép

So sánh tính chất của vòng bi và vòng bi bằng gốm
Mục	Vòng bi gốm	Vòng bi thép
Nguyên vật liệu	Zirconia (ZRO2), silicon nitride (SI3N4), alumina (AL2O3), v.v. Thép carbon, thép Chrome, thép không gỉ, v.v.	Thép carbon, thép chrome, thép không gỉ, v.v.
Tỉ trọng	Mật độ thấp hơn	Mật độ cao hơn
Mắt	Hệ số ma sát thấp	Hệ số ma sát cao
Nhiệt độ hoạt động	Điện trở nhiệt độ tốt, lên tới khoảng 800 ℃	Điện trở nhiệt độ kém, 100-200
Kháng ăn mòn	Tốt; Thích hợp cho môi trường hóa học và ẩm ướt	Nghèo; Thép không gỉ có thể được sử dụng trong môi trường ẩm, nhưng không phải trong môi trường hóa học ăn mòn
Độ cứng	Cao	Thấp
Độ dẫn nhiệt	Thấp	Cao
Độ dẫn điện	Độ dẫn điện thấp, cách điện	Đúng
Tốc độ	Nhanh	Chậm
Từ tính	KHÔNG	Đúng
Đang đeo điện trở	Rất tốt	Tốt

2. Ưu điểm so sánh giữa vòng bi gốm & vòng bi thép

Sự so sánh lợi thế của vòng bi và vòng bi bằng gốm
Vòng bi gốm	Vòng bi thép
1. Tốc độ cao 2. Trọng lượng nhẹ 3. Khả năng chống ăn mòn mạnh, kháng axit và kiềm, điện trở gỉ 4. Cách điện điện, độ dẫn thấp 5. cao và nhiệt độ Điện trở thấp 6 9. Tự bôi trơn không dầu 10. Tuổi thọ dài của dịch vụ	1. Chi phí thấp 2. Khả năng xử lý tốt, dễ cắt và xử lý 3. Kháng va chạm tốt 4 .

3. Nhược điểm so sánh giữa vòng bi gốm & vòng bi thép

Sự so sánh bất lợi của vòng bi và vòng bi thép
Vòng bi gốm	Vòng bi thép
1. Chi phí cao 2. Dưới tải trọng tác động cao, nó có thể bị hỏng	Dễ bị rỉ sét và ăn mòn trong môi trường ẩm hoặc hóa học    2. Hệ số ma sát lớn và tổn thất cao    3. Trọng lượng nặng    4. Càng dễ bị thất bại mệt mỏi dưới tải lặp đi lặp lại

Ứng dụng mang gốm

1. Hàng không vũ trụ:

Máy bay và tàu vũ trụ phải đối mặt với môi trường hoạt động rất khắc nghiệt. Do vòng bi gốm có nhiều ưu điểm như nhẹ, có hệ số ma sát thấp, khả năng chống nhiệt độ cao, kháng ăn mòn và các loại khác, chúng có thể hoạt động trong môi trường siêu cực đoan.

2. Thiết bị/Thiết bị y tế  

Các thiết bị y tế bao gồm các dụng cụ phẫu thuật, thiết bị nha khoa Thiết bị y tế có độ chính xác cao, v.v ... Những máy y tế này thường đòi hỏi môi trường làm việc rất sạch và vô trùng. Vòng bi gốm thân thiện với sinh vật và có thể giảm nhiễm trùng. Chúng có đặc tính kháng khuẩn và cung cấp những lợi thế của việc làm sạch dễ dàng, chống ăn mòn, v.v. Vì những lý do này tìm kiếm một ứng dụng tuyệt vời trong các thiết bị và thiết bị y tế, đặc biệt là ở những khu vực sử dụng chất làm sạch hóa học hoặc chất khử trùng.

3. Xe máy, xe đạp và ván trượt   

Vòng bi gốm tự hào có những lợi thế như nhẹ, khả năng chống mài mòn tốt và hệ số ma sát thấp; Họ tìm thấy các ứng dụng rộng rãi trong các phương tiện hiệu suất cao.

4. Công nghiệp hóa học và dược phẩm    

Trong các ngành công nghiệp hóa học và dược phẩm, các thiết bị cơ học thường được đưa vào một bầu không khí khủng khiếp của các hóa chất ăn mòn hoặc điều kiện nhiệt độ cao. Vòng bi gốm với các tính năng như kháng ăn mòn và khả năng chống nhiệt độ cao có thể tăng cường hiệu quả làm việc của máy móc trong khi kéo dài tuổi thọ của các thiết bị cơ học.

5. Thiết bị và thiết bị điện tử    

Vòng bi gốm tự hào cách nhiệt điện và giãn nở nhiệt thấp. Điều này làm cho chúng rất phù hợp để sử dụng trong các thiết bị điện tử có tần số cao, công suất cao và cao để cải thiện hiệu suất tổng thể, đảm bảo độ tin cậy trong thiết bị cơ học.

6. Ngành công nghiệp thực phẩm và đồ uống   

Vòng bi gốm có chất lượng kháng nhiệt độ cao và ăn mòn và dễ làm sạch; Do đó, chúng thường được sử dụng để chế biến thực phẩm và máy uống đồ uống, đóng góp nhiều vào vệ sinh và an toàn của toàn bộ quy trình sản xuất và giảm rủi ro ô nhiễm chéo.