تميل محامل السيراميك إلى حجب نظيراتها المصنوعة من الفولاذ. في العديد من الأجهزة الطبية أو أشباه الموصلات غير المغناطيسية وغير الموصلة ، يجب أن تكون محامل السيراميك هي الخيار الأول. معرفة واسعة بالفريق الفني AUB Bearings. لسنوات عديدة ، كانت AUB شركة مصنعة وموردة عالية الجودة للمحامل ، مع التركيز على سلسلة مختلفة من المحامل ، بما في ذلك محامل السيراميك الكاملة ومحامل السيراميك الهجينة.
سباقات وكرات جميع محامل السيراميك مصنوعة بالكامل من مواد خزفية ، والتي تتفوق على المحامل الفولاذية العادية من نواح كثيرة. يعتبر السيراميك مادة مثالية لأي تطبيق يتطلع إلى تحقيق سرعات أعلى أو تقليل الوزن الإجمالي أو في البيئات القاسية للغاية حيث توجد درجات حرارة عالية ومواد مسببة للتآكل. ال
المحامل الهجينة الخزفية هي النوع الأكثر شيوعًا من المحامل الخزفية وتتكون من حلقة داخلية وخارجية من الفولاذ مع السيراميك (عادةً Si3N4) الكرات بدلا من الفولاذ. أنواع المحامل الخزفية الشائعة هي المحامل الكروية ذات التلامس الزاوي والمحامل ذات الأخدود العميق. محامل السيراميك الهجينة هي النوع الأكثر شيوعًا من محامل السيراميك وتتكون من حلقات داخلية وخارجية من الفولاذ مع كرات سيراميك (عادةً Si3N4) بدلاً من الفولاذ.
عادة ما تكون محامل السيراميك مصنوعة من المواد التالية:
نظرًا لأن السيراميك يشبه السطح الزجاجي ، فإنه يحتوي على معامل احتكاك منخفض للغاية ، مما يجعله مثاليًا للتطبيقات التي تسعى إلى تقليل الاحتكاك. تتطلب كرات السيراميك تزييتًا أقل وهي أقوى من الكرات الفولاذية ، مما يساعد على إطالة عمر المحمل. الأداء الحراري أفضل من الكرات الفولاذية ، لذلك يتم توليد حرارة أقل عند السرعات العالية.
عادة ما تكون أقفاص المحامل المصنوعة من السيراميك مصنوعة من مواد بلاستيكية عالية الأداء ، مثل PEEK أو PTFE. الأقفاص الخزفية في الجامعة الأميركية في بيروت مصنوعة من مادة البولي إيثر كيتون (PEEK) ، وهي مادة بلاستيكية حرارية تستخدم في تطبيقات أشباه الموصلات المختلفة. نظرة خاطفة خفيفة الوزن ، ولها خصائص ميكانيكية جيدة للغاية ، ودرجة حرارة تشغيل عالية ومقاومة جيدة للوسائط. بالنسبة لدرجات الحرارة القصوى (حتى -253 درجة مئوية) ، يتم استخدام البولي كلورو ثلاثي فلورو الإيثيلين (PCTFE) بدلاً من النظرة الخاطفة ، والتي توفر أيضًا مقاومة أفضل للوسائط. عندما تتجاوز درجة الحرارة 250 درجة مئوية ، يتم استخدام الفولاذ المقاوم للحرارة كمادة القفص.
الكرات الخزفية مستديرة وأخف وزنا وأكثر صلابة ونعومة من الكرات الفولاذية بسبب افتقارها إلى المسامية. هذا يقلل من الاحتكاك وفقدان الطاقة ، مما يسمح لمعداتك بالعمل بكفاءة أكبر (ولفترة أطول) باستخدام محامل كروية من السيراميك. نظرًا لكونها ناعمة نسبيًا ، فإن محامل الكرات الخزفية تتطلب تزييتًا أقل من المحامل الفولاذية.
• يمكن تشغيل محامل السيراميك بدون تزييت. وذلك لأن المواد الخزفية لا تحتوي على ميكروويف. يحدث اللحام الدقيق عندما تتفاعل عيوب السطح الموجودة على العناصر الدرفلة والمجرى المائي مسببة الانحناء ، عادةً في المعدن. يمكن أن يؤدي ذلك إلى تدهور السطح وتقليل عمر التحمل بشكل كبير. لا تعاني مواد السيراميك من هذه المشكلة ، مما يجعلها مناسبة لمجموعة متنوعة من التطبيقات التي تتطلب بيئة خالية من التشحيم.
• عادة ما يكون لديهم صلابة عالية جدا (70-90 HRc) ومعامل المرونة أو معامل يونغ. هذا يعني أنهم يقاومون تغيير الشكل عند تطبيق الحمل ، مع تحسين خصائص التآكل.
• التآكل. السيراميك مواد غير معدنية وغير حديدية. لن تتآكل مثل المعدن عند تعرضها للماء والمواد الكيميائية الخطرة الأخرى. تسمح مقاومتها العالية للتآكل بأداء جيد في البيئات الرطبة والصعبة كيميائيًا.
• سباق تحمل.الكرات الخزفية أقل مرونة بكثير من الكرات الفولاذية ، وهذا شيء يجب مراعاته عند التفكير في ترقية محامل السيراميك. من المرجح أن تتسبب الكرات الخزفية في حدوث ضرر (فجوة) لممرات المحمل المائية إذا تعرضت لأحمال ثقيلة في المغزل أو تحطم المغزل. بمرور الوقت ، يمكن أن تنمو الدمامل في المجاري المائية بشكل أكبر وتؤدي في النهاية إلى فشل المغزل.
الموصلية: نظرًا لنقص الإلكترونات الحرة في معظم السيراميك ، فإن محامل السيراميك غير مغناطيسية وغير موصلة ، لذلك غالبًا ما تكون مفضلة في التطبيقات التي يكون فيها التوصيل مصدر قلق - على سبيل المثال ، إذا كان لديك محرك يتحكم فيه تردد متغير يقود.
• صحة.من حيث الدقة ، هناك فرق بسيط للغاية بين محامل السيراميك والمحامل الفولاذية. الفرق الوحيد هو أن محامل السيراميك لا تتمدد حراريًا مثل المحامل الفولاذية ، لذلك لا تولد قدرًا كبيرًا من الحرارة بسرعات عالية ، ولا تواجه قدرًا كبيرًا من النمو الحراري القابل للقياس.
• غالي. تكون محامل السيراميك في المتوسط أغلى بنسبة 50٪ من محامل الصلب. أول شيء قد يلاحظه الناس عند البحث عن محامل السيراميك هو أنها أغلى بكثير من المحامل المعدنية. هذا الشيء سببه العديد من الأسباب. ترتبط الكمية الكبيرة من الطاقة المطلوبة للوصول إلى درجات الحرارة المطلوبة لعملية تلبيد المواد الخام المتقدمة بتكاليف طاقة وتجهيز عالية للغاية. نظرًا لأن السيراميك شديد الصلابة ، فإن تكاليف المعالجة والطحن تزداد بسرعة عند تصنيع المحامل الدقيقة. كل هذا يجب أن يتم في بيئة نظيفة من قبل قوة عاملة ماهرة. يعتبر السيراميك شديد الحساسية للشوائب الموجودة في مسامها ، لذا فإن أي تلوث قد يؤدي إلى فشل مبكر. مع زيادة الحجم ، يرتفع السعر بشكل كبير بسبب الحاجة إلى طرق معالجة مكلفة. يتضمن ذلك عملية تلبيد أبطأ مطلوبة للتغلب على تدرجات درجة الحرارة في الجسم الأخضر ، ومقدار الضغط المطبق بشكل موحد على حجم أكبر ، وتكاليف الماكينة الناتجة.
• قدرة تحمل منخفضة. بالمقارنة مع المعادن ، تتمتع محامل السيراميك بقدرة أقل على تحمل الأحمال وهي حساسة للصدمات الحرارية. تحدث الصدمة الحرارية عندما يتسبب التدرج الحراري داخل مادة ما في توسع تفاضلي وبالتالي إجهاد داخلي. يمكن أن يتجاوز هذا الضغط قوة المادة ، مما يتسبب في تكون التشققات.
• السيراميك هو أيضا أكثر صعوبة للحصول على تشطيب عالي الجودة للسطح. يمكن طحنها إلى السطح النهائي Ra 0.1 ، وبالتالي تحقيق فئة الدقة P5.
غالبًا ما تعتمد تطبيقات استكشاف الفضاء ومنتجات صناعة الطيران الأخرى على محامل السيراميك. المحامل خفيفة الوزن والمتوافقة مع الفراغ تجعلها مثالية للأقمار الصناعية والمركبات الفضائية التي تتطلب قدرات تحمل الوزن المثلى لتحسين ديناميكيات الطيران والتسارع. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن أن تعمل هذه المحامل بدون مواد تشحيم ، مثل الشحوم والزيوت الثقيلة ، التي تميل إلى جذب الملوثات التي تتداخل مع المكونات الكهربائية الحساسة. هناك العديد من التطبيقات الشائعة التي ترتبط ارتباطًا وثيقًا بحياتنا اليومية. تم تحسين عمر الخدمة لمعظم محركات الجر للسكك الحديدية من خلال مواد السيراميك. تستفيد التطبيقات الكيميائية والهجينة أيضًا من استخدام محامل السيراميك ، خاصة للحماية من التلوث. نظرًا لأن محامل السيراميك خاملة كيميائيًا ، فلن تتفاعل مع المواد الكيميائية القاسية أو جزيئات الترشيح في المحاليل الحساسة. الخصائص المقاومة للتآكل للمحامل المصنوعة من السيراميك تجعلها مثالية للتنظيف باستخدام محلول تنظيف كيميائي قوي أو قلوي. بالإضافة إلى ذلك ، فإن عدم وجود تزييت قائم على الزيت والشحوم يقلل من فرص نمو البكتيريا والتلوث. تتضمن بعض التطبيقات الأخرى لمحامل السيراميك ما يلي:
تتمتع محامل السيراميك بمجموعة واسعة من المزايا في التطبيقات الهندسية ، ولكن هناك أيضًا عيوب يجب مراعاتها. فهي شديدة الصلابة ومقاومة للتآكل ولها معامل مرونة عالي. إنها قادرة على العمل بدون تزييت ، ولها تمدد حراري منخفض ، وعادة ما تكون منخفضة الكثافة وغير مغناطيسية. ومع ذلك ، فهي باهظة الثمن ، ولديها قدرة منخفضة على تحمل الأحمال ، وحساسة للصدمات الحرارية ، ويصعب تحقيق تشطيب عالي الجودة للسطح. سواء كنت تستخدم نيتريد السيليكون أو الزركونيا أو كربيد السيليكون ، تُستخدم محامل السيراميك في مجموعة واسعة من التطبيقات بما في ذلك الأدوات الفضائية والكيميائية والطبية والعلمية.
