Segueix-me a: 
Informació sobre coixinets de ceràmica
Coixinets de boles de ceràmica són un exemple típic de ceràmica d'enginyeria àmpliament utilitzada en camps industrials, rebent una atenció important per part de molts enginyers. En els coixinets de precisió d'alta velocitat, els coixinets de boles ceràmics híbrids són els més utilitzats, amb boles de ceràmica Si3N4 premsades en calent mentre que els anells del coixinet segueixen sent d'acer. Aquests coixinets estan molt estandarditzats, requereixen canvis mínims a l'estructura de la màquina i són fàcils de mantenir, el que els fa especialment adequats per a operacions d'alta velocitat. Els cargols elèctrics d'alta velocitat equipats amb aquests coixinets ofereixen avantatges com ara alta velocitat, alta rigidesa, alta potència i llarga vida.
1. Resistència a la corrosió: Els coixinets de rodets de ceràmica són ideals per funcionar en condicions dures plenes de mitjans corrosius, ja que la ceràmica és gairebé impermeable a la corrosió.
2. Baixa densitat i pes lleuger: Les boles de ceràmica tenen una densitat més baixa en comparació amb l'acer, reduint significativament la força centrífuga a l'anell exterior durant la rotació fins a un 40%, allargant així la vida útil del coixinet.
3.Estabilitat tèrmica: La ceràmica es veu menys afectada per l'expansió i la contracció tèrmica en comparació amb l'acer, permetent que els coixinets funcionin en entorns amb importants fluctuacions de temperatura.
4.Alt mòdul d'elasticitat: El mòdul d'elasticitat més elevat de la ceràmica significa menys deformació sota càrrega, la qual cosa ajuda a augmentar la velocitat operativa i aconseguir una major precisió.
Comparació de materials dels coixinets
Aquí teniu una comparació de les característiques de rendiment entre AISI 52100 (GCr15), acer inoxidable AISI 440 (9Cr18), nitrur de silici (Si3N4) i zirconi (ZrO2):
| material | Densitat (g / cm³) | Coeficient d'expansió tèrmica (10^-6/°C) | Mòdul de Young (GPa) | Duresa (HV) | Resistència a la compressió (MPa) | Resistència a la flexió (MPa) | Tenacitat a la fractura (MPa.m^1/2) | Conductivitat tèrmica (W/m·K) | Calor específic (J/kg·K) | Temperatura màxima de funcionament (°C) | Aïllament elèctric | Durabilitat |
| GCr15 | 7.8 | 11 | 208 | 800 | 2400 | 20 | 30-40 | 30-40 | 450 | 120 | No aïllant | Feble |
| 9Cr18 | 7.9 | 17 | 200 | 700 | 2600 | 25 | 30-40 | 15 | 450 | 150 | No aïllant | Moderat |
| Si3N4 | 3.2 | 3.2 | 320 | 1700 | 900 | 7.0 | 3.5-5.5 | 15 | 800 | 100 | Aïllant | Fort |
| ZrO2 | 6.0 | 10.5 | 210 | 1300 | 3500 | 10.5 | 2.5-3.5 | 2.5 | 400 | 800 | Aïllant | Fort |
Tipus de coixinets ceràmics
Els coixinets ceràmics complets es caracteritzen per un aïllament magnètic, resistència al desgast i a la corrosió, autolubricació, resistència a altes i baixes temperatures, cosa que els fa adequats per a entorns extrems i condicions especials de treball. Els anells i els elements rodants utilitzen materials ceràmics de zirconi (ZrO2), amb PTFE com a material estàndard de la gàbia. També s'utilitzen altres materials com el niló 66 reforçat amb fibra de vidre (RPA66-25), plàstics d'enginyeria (PEEK, PI), acer inoxidable (AISISUS316) i llautó (Cu).
Els coixinets ceràmics complets de nitrur de silici utilitzen materials ceràmics de nitrur de silici (Si3N4) per a anells i elements rodants. També es poden utilitzar altres materials com RPA66-25, PEEK, PI i tubs laminats fenòlics. En comparació amb ZrO2, els coixinets Si3N4 són adequats per a velocitats, capacitats de càrrega i temperatures ambientals més altes. Hi ha coixinets de ceràmica d'alta precisió per a cargols d'alta velocitat i alta rigidesa, amb precisió fins a graus P4 a UP.
Coixinets de boles de complement complet
Aquests coixinets utilitzen un disseny sense gàbia, que permet incorporar boles de ceràmica, augmentant la capacitat de càrrega i evitant limitacions degudes als materials de la gàbia. No obstant això, no són adequats per a aplicacions d'alta velocitat i s'han d'instal·lar amb el costat de l'espai cap a l'extrem de càrrega no axial.
Les boles de ceràmica, especialment nitrur de silici, tenen baixa densitat, alta duresa, baix coeficient de fricció, resistència al desgast, autolubricació i rigidesa, cosa que les fa ideals per a coixinets híbrids d'alta velocitat, alta precisió i llarga vida (amb metall interior). i anells exteriors). Els anells interiors i exteriors solen utilitzar acer de rodaments (GCr15) o acer inoxidable (AISI440C), mentre que les boles de ceràmica es poden fer amb materials ZrO2, Si3N4 o SiC.
Procés de fabricació de coixinets ceràmics
Els coixinets de ceràmica són productes d'alta tecnologia àmpliament utilitzats a la indústria moderna. El seu procés de fabricació inclou la preparació de matèries primeres, conformació, sinterització i mecanitzat de precisió.
Preparació de matèries primeres
Els materials principals són alúmina i nitrur de silici. Les pols es filtren i es mesuren estrictament per garantir la mida i la proporció de partícules adequades. Les matèries primeres se sotmeten a assecat i fresat de boles per a un millor flux i ompliment durant la formació.
Barreja
La pols de ceràmica es barreja amb altres additius per millorar el rendiment i la processabilitat. La mòlta i la barreja garanteixen una mida de partícula uniforme i una composició estable.
Formació
Les matèries primeres barrejades es premsen en motlles. Els productes ceràmics es poden dividir en productes de polvorització de plasma i productes de premsa/injecció. Els productes de polvorització de plasma requereixen unes exigències tècniques elevades i es produeixen a una escala més petita, mentre que els productes modelats per premsa/injecció utilitzen preformes en blanc, proporcionant una alta eficiència de producció però requereixen un control de qualitat estricte.
Sinterització
Els blancs ceràmics formats es sintereixen en ambients d'alta temperatura, formant estructures denses i augmentant la resistència i la duresa.
Mecanitzat de precisió
Les ceràmiques sinteritzades tenen una gran duresa superficial i resistència al desgast, però són propenses a esquerdar-se. És necessari un mecanitzat de precisió (tornejat, rectificat, etc.), que implica múltiples inspeccions i polits per garantir l'aspecte i la qualitat interna dels coixinets.
Assamblees
Es munten coixinets de ceràmica mecanitzats amb precisió, que inclouen l'anell interior, l'anell exterior i les boles. El muntatge requereix equips professionals i controls de qualitat exhaustius per garantir que es compleixen totes les especificacions.
Control de Qualitat
Els materials ceràmics tenen una alta resistència, temperatura, resistència al desgast i estabilitat química, però són fràgils. Un estricte control de qualitat és essencial durant la fabricació, amb mètodes comuns que inclouen inspeccions de raigs X i microscopis metal·logràfics.
Aplicacions dels coixinets ceràmics
Els coixinets de ceràmica s'utilitzen en entorns i condicions que exigeixen alta temperatura, resistència a la corrosió, aïllament elèctric, autolubricació i rendiment a alta velocitat. S'apliquen àmpliament en els camps aeroespacial, químic, mecànic, mèdic i electrònic.
aeroespacial
Els coixinets de ceràmica s'utilitzen en turbines, motors, màquines de timó i hèlixs d'avions, coets i satèl·lits, que gestionen altes velocitats i grans càrregues. Ofereixen una major resistència, millor resistència al desgast i resistència a la corrosió, millorant l'eficiència del combustible i reduint l'impacte ambiental.
Indústria química
Els coixinets de ceràmica són ideals per a equips exposats a gasos o líquids corrosius. Proporcionen una excel·lent resistència a la corrosió en ambients amb àcids forts, àlcalis i aigua salada, fent-los àmpliament utilitzats en rentadores àcids, bombes químiques, etc.
Fabricació mecànica
En la fabricació mecànica, els coixinets de ceràmica s'utilitzen en motors, bombes, centrífugues, bombes hidràuliques d'alta velocitat i màquines-eina, reduint el soroll, augmentant la velocitat i allargant la vida útil. Mantenen l'estabilitat en entorns d'alta velocitat i alta temperatura i redueixen els costos de manteniment. També s'utilitzen en equips especials com forns d'alta temperatura i forns de buit a causa de la seva forta resistència a la corrosió i a la temperatura.
Camp mèdic
Els coixinets de ceràmica s'utilitzen en diversos equips mèdics, com ara dispositius quirúrgics i màquines de diàlisi, garantint precisió i fiabilitat alhora que redueixen el temps i els costos de manteniment.
Conclusió
Els coixinets de boles de ceràmica són components mecànics essencials amb un rendiment incomparable en comparació amb els coixinets metàl·lics. El seu ús generalitzat en diversos camps millora significativament la vida útil i la velocitat dels coixinets, proporcionant components bàsics per desenvolupar maquinària d'alta velocitat i alta precisió. Les seves aplicacions en entorns d'alta temperatura, corrosius, aïllants i buit també han donat excel·lents resultats, oferint una major vitalitat per al desenvolupament futur.