Преглед на хибридните керамични лагери

Преглед на хибридните керамични лагери

За специални приложения лагерите от хромирана стомана и изцяло керамичните лагери вече не могат да отговорят на нуждите. Лагерите от хромирана стомана са евтини, но имат слаба устойчивост на корозия; изцяло керамичните лагери имат добра устойчивост на корозия, но имат слаба устойчивост на удар и са скъпи. При такива обстоятелства хибридните керамични лагери стават популярни. Те имат определена устойчивост на корозия и най-важното, те също имат самосмазващи функции. В същото време цената е много по-ниска от тази на изцяло керамичните лагери. Този блог има за цел да представи предимствата, материалите, приложенията на хибридните керамични лагери и съображенията за избор на хибридни керамични лагери.

Какво представляват хибридните керамични лагери?

Хибридна керамична лагерна структура: носещ стоманен пръстен или пръстен от неръждаема стомана + керамична топка + найлонова (PEEK) клетка + гумено уплътнение. Търкалящите елементи на лагерите са направени от керамични материали вместо метални материали като хромирана стомана. Целта е керамиката да има по-добра устойчивост на износване, устойчивост на корозия, устойчивост на висока температура, електрическа изолация, немагнитна проводимост, висока якост, висока твърдост и малко специфично тегло от хромираната стомана. производителност. Използването на керамични материали може да позволи на лагерите да работят нормално при по-високи скорости на въртене, по-сурови среди и ситуации с ниско смазване и може да намали износването, шума, вибрациите и да направи поддръжката относително лесна, като по този начин се постига по-дълъг експлоатационен живот и значително се подобрява неговата производителност и надеждност.

хибриден керамичен лагер

Предимства на хибридните керамични лагери

Устойчивост на висока температура. Коефициентът на топлинно разширение на керамичните топки е малък. В среда с висока температура лагерните сачми няма да се разширяват прекомерно поради повишаване на температурата, което значително повишава работната температура на целия лагер. Обикновените лагери могат да издържат на температури от около 160 градуса, докато хибридните керамични сачмени лагери могат да издържат на температури от над 220 градуса.

Висока скорост. Хибридните керамични сачмени лагери имат свойства за самосмазване без съдържание на масло. Поради малкия коефициент на триене на керамичните сачми, керамичните сачмени лагери имат високи скорости на въртене. При същите работни условия хибридните керамични сачмени лагери имат скорост на въртене от 1.5 пъти по-голяма от тази на лагерите от хромирана стомана и могат да работят при условия със стойност на dn над 3 милиона.

дълъг живот. Лагерите от хромирана стомана се използват във вода и среда с висока температура. Смазката лесно се отмива или изсъхва, а също така лесно се корозира, така че лагерите бързо ще се развалят. Използването на керамични топки като търкалящи елементи избягва преждевременната повреда на лагера, причинена от изсъхването на греста в обикновените лагери; експлоатационният живот на хибридните керамични сачмени лагери е 2-3 пъти по-дълъг от този на обикновените лагери от хромирана стомана. Благодарение на високия модул на еластичност на керамичните материали, тяхната твърдост е с 15-20% по-голяма от тази на обикновените стоманени лагери.

изолация. Търкалящите елементи използват керамични топки, които могат да постигнат изолация между вътрешния пръстен и външния пръстен на лагера. Тъй като керамичната топка е изолатор, тя може да постигне изолационен ефект. Това позволява лагерът да се използва в проводяща среда. Това е и едно от най-големите предимства на хибридните керамични лагери.

Самосмазващ се без масло. Керамичните топки имат свойства за самосмазване без съдържание на масло, което означава, че дори ако греста изсъхне, лагерът може да работи нормално. Освен че работят по-дълго при лоши условия на смазване, хибридните керамични лагери имат и други свойства: Поради по-ниската си плътност, хибридните керамични лагери позволяват по-високи скорости на въртене и по-ниски работни температури.

Хибридни керамични носещи материали

Както споменахме, керамичните лагери имат репутацията на по-здрави, по-леки и издръжливи по-дълго от други материали. От какво са направени керамичните лагери? Често използваните материали за керамични топки включват цирконий (ZRO2) и силициев нитрид (SI3N4); често използваните материали за накрайници включват лагерна стомана (GCR15) и неръждаема стомана (440, 440C) и неръждаема стомана (304, 316, 316L).

Хибридните керамични сачмени лагери, особено хибридните керамични сачмени лагери от силициев нитрид, имат характеристиките на ниска плътност, висока твърдост, нисък коефициент на триене, антимагнитна електрическа изолация, устойчивост на износване, самосмазващи се и добра твърдост. Имат добра киселинна и алкална устойчивост, функция за самосмазване, устойчивост на висока температура над 300°C, висока устойчивост на износване, висока скорост значително намалява търкалянето, триенето и генерирането на топлина, дългият експлоатационен живот е 3 до 5 пъти по-голям от този на изцяло стомана лагери, леките керамични материали са с 60% по-леки от стоманата и имат същата твърдост. Еластичността на керамичните материали е с 50% по-висока от тази на лагерната стомана. Благодарение на превъзходните си цялостни свойства, Si3N4 се превърна в предпочитан материал за търкалящи се елементи в хибридни керамични лагери.

хибридни керамични сачмени лагери от силициев нитрид

Забележка: Докато керамичен лагер материалът е по-здрав от стоманата, той е крехък и податлив на ударни натоварвания, поради което не го препоръчваме за използване при офроуд велосипеди.

Приложения на хибридни керамични лагери

Високоскоростно приложение. Обикновено се смята, че стоманените лагери могат да отговорят на изискванията, когато стойността на dm·n на лагера е по-ниска от 2 × 106 mm.r.min-1 и контактната сила на външния пръстен трябва да бъде по-ниска от 2000 MPa. Въпреки това, когато се изисква стойността на dm·n на лагера да бъде по-висока, особено когато контактното напрежение на външния пръстен на лагера е по-високо от 2000 MPa, само керамичните сачмени лагери могат да отговорят на изискванията за изключително висока скорост.

Шпиндел на CNC машина. CNC машинните центрове трябва да бъдат високоскоростни, за да се подобри ефективността и точността на обработката. Стойността на характеристиката на скоростта на въртене на хибридните керамични сачмени лагери dm·n може да достигне над 2 × 106 mm.r.min-1 и може да достигне 1 × 106 mm.r при условия на смазване с грес. .min-1 и характеристиките на триене, характеристиките на повишаване на температурата, твърдостта и т.н. са значително подобрени и се използва широко в шпинделите на машинни инструменти с ЦПУ.

Автомобилна. Автомобилният лагер, който има най-високи изисквания за скорост, е турбинният двигател, който изисква лагерът да има добра реакция на ускорение, както и изисквания за нисък въртящ момент, ниски вибрации и ниска температура при високоскоростно въртене. Тъй като повишаването на температурата на хибридните керамични сачмени лагери е ниско по време на работа, количеството смазочно масло може да бъде намалено, така че съпротивлението на маслото при разбъркване е намалено. В допълнение, хибридните керамични сачмени лагери имат доказана издръжливост и надеждност при тежки условия.

Изолация и магнитна среда. Като се възползват от изолационните и немагнитните свойства на керамиката, керамичните лагери се използват в ситуации, в които има електрическа корозия, като например двигатели и генератори, както и в ситуации, в които съществува магнетизъм и е необходимо добро въртене на лагера. Като електрически локомотиви, оборудване за вятърна енергия, медицинско оборудване и др.

Корозивна среда. Като се възползват от добрите свойства на устойчивост на корозия на неръждаема стомана и керамика, хибридните керамични сачмени лагери могат да се използват в различни корозивни среди. Като химическо оборудване, оборудване за обработка на храни, велосипеди и друго спортно оборудване на открито и др.

Екстремна температурна среда. Хибридните керамични лагери могат да позволят на лагерите да работят при 200 ℃ ~ 400 ℃ за дълго време. В същото време може да се използва и в среда с ниска температура и работи стабилно под -180°C, като лагери на помпата за течен кислород.

Авиационни и космически области. Докато страните развиват своите аерокосмически превозни средства в авангардна посока, условията на работа на аерокосмическите превозни средства стават все по-взискателни. В някои случаи металните материали вече не отговарят на изискванията или дори могат да бъдат използвани. Държавите все повече приемат хибридни керамични сачмени лагери в космическата област. , например, производителите на самолети са използвали сферични винтове, оборудвани с керамични топки за регулиране на клапите на самолети.

Как да изберем хибридни керамични сачмени лагери

Изборът на правото керамичен лагер изисква разглеждане на много фактори, включително материал, размер, точност, скорост, натоварване и капацитет на натоварване, фактори на работната среда и цена. Въз основа на действителните сценарии и нужди на приложение, цялостното претегляне на тези фактори и изборът на подходящ хибриден керамичен сачмен лагер може да даде пълна игра на отличното му представяне и да подобри работната ефективност и експлоатационния живот на механичното оборудване.

материали: Хибридните керамични сачмени лагери се предлагат в различни видове материали, като алуминиев оксид, силициев нитрид, силициев карбид и др. Всеки тип материал има свои собствени уникални свойства и приложимост. Например керамичните лагери от алуминиев оксид имат добра устойчивост на корозия и са подходящи за химическата и хранително-вкусовата промишленост; докато керамичните лагери от силициев нитрид имат висока топлопроводимост и нисък коефициент на термично разширение и са подходящи за среда с висока температура и висока скорост.

Размери и точност: Размерите и точността на керамичните лагери оказват значително влияние върху тяхната производителност и експлоатационен живот. Изборът на подходящ размер и степен на точност, за да се гарантира съответствието между лагера и механичното устройство, е ключов фактор при избора на керамични лагери.

товароносимост: Изберете подходящия керамичен лагер според натоварването и товароносимостта в действителното приложение, за да сте сигурни, че лагерът може да издържи достатъчно натоварване, като същевременно поддържа добри работни характеристики.

Скорост: Скоростта има пряко влияние върху производителността и експлоатационния живот на керамичните лагери. Изберете керамични лагери, подходящи за скоростта на въртене, за да осигурите добра стабилност и нисък коефициент на триене при високи скорости на въртене.

Цена: Керамичните лагери са скъпи от лагерите от хромирана стомана, така че връзката между производителност и цена трябва да се претегли, когато се избира, за да се гарантира икономическа рационалност.

Работна среда: Вземете под внимание средата на използване на керамичните лагери, като температура, влажност, корозия и т.н. Изберете керамичния материал на лагера и типа уплътнение, подходящи за вашата специфична среда, за да удължите живота на вашите лагери.

Намирането на надежден доставчик на лагери е от решаващо значение. Уверете се, че качеството на лагерите отговаря на изискванията за осигуряване на безопасност и ефективност на производството на лагери. Можете да се свържете с доставчика на лагери, за да потърсите мостри и технически спецификации. След като потвърдите, че е подходящ за нуждите на вашето приложение, можете да поискате от производителя на висококачествени лагери да извърши цялостна проверка на лагера преди изпращане и да получите доклад за проверка на качеството, за да гарантирате надеждността на лагера. В същото време можете също да попитате някои производители на лагери, с които сте си сътрудничили, за да научите за техния опит и мнения.