Els coixinets de ceràmica tendeixen a eclipsar els seus homòlegs d'acer. En molts dispositius mèdics o semiconductors no magnètics i no conductors, els coixinets de ceràmica haurien de ser la primera opció. Amplis coneixements de l'equip tècnic AUB Bearings. Durant molts anys, AUB ha estat un fabricant i proveïdor de coixinets d'alta qualitat, centrat en diferents sèries de coixinets, inclosos coixinets de ceràmica completa i coixinets de ceràmica híbrida.
Les curses i les boles dels coixinets de ceràmica totalment estan fetes íntegrament de materials ceràmics, que són superiors als coixinets d'acer normals de moltes maneres. La ceràmica és un material ideal per a qualsevol aplicació que busqui aconseguir velocitats més altes, reduir el pes total o en entorns extremadament durs on hi hagi altes temperatures i substàncies corrosives. el
Els coixinets híbrids de ceràmica són el tipus més comú de coixinets de ceràmica i consisteixen en un anell interior i exterior d'acer amb ceràmica (generalment Si3N4) boles en lloc d'acer. Els tipus de coixinets de ceràmica comuns són els coixinets de boles de contacte angular i de ranura profunda. Els coixinets híbrids de ceràmica són el tipus més comú de coixinets de ceràmica i consisteixen en anells interiors i exteriors d'acer amb boles de ceràmica (generalment Si3N4) en lloc d'acer.
Els coixinets de ceràmica solen estar fets dels següents materials:
Com que la ceràmica és una superfície semblant al vidre, té un coeficient de fricció extremadament baix, el que la fa ideal per a aplicacions que busquen reduir la fricció. Les boles de ceràmica requereixen menys lubricació i són més dures que les boles d'acer, cosa que ajudarà a allargar la vida útil del coixinet. El rendiment tèrmic és millor que les boles d'acer, de manera que es genera menys calor a altes velocitats.
Les gàbies dels coixinets totalment ceràmics solen estar fetes de plàstics d'alt rendiment, com el PEEK o el PTFE. Les gàbies de coixinets de ceràmica d'AUB estan fetes de polièter etèter cetona (PEEK), un termoplàstic utilitzat en diverses aplicacions de semiconductors. El PEEK és lleuger, té molt bones propietats mecàniques, alta temperatura de funcionament i bona resistència als mitjans. Per a temperatures extremes (fins a -253 °C), s'utilitza policlorotrifluoroetilè (PCTFE) en lloc de PEEK, que també proporciona una millor resistència als mitjans. Quan la temperatura supera els 250 ° C, s'utilitza acer resistent a la calor com a material de la gàbia.
Les boles de ceràmica són més rodones, lleugeres, dures i llises que les boles d'acer a causa de la seva manca de porositat. Això redueix la fricció i la pèrdua d'energia, permetent que el vostre equip funcioni de manera més eficient (i durant més temps) amb coixinets de boles de ceràmica. Com que són relativament suaus, els coixinets de boles de ceràmica requereixen menys lubricació que els coixinets d'acer.
• Els coixinets de ceràmica poden funcionar sense lubricació. Això es deu al fet que els materials ceràmics no microsolden. La microsoldadura es produeix quan les imperfeccions superficials dels elements rodants i la pista de rodadura interaccionen per provocar arcs, generalment al metall. Això pot degradar la superfície i reduir significativament la vida útil del coixinet. Els materials ceràmics no tenen aquest problema, el que els fa adequats per a una varietat d'aplicacions que requereixen un entorn lliure de lubricació.
• Normalment tenen una duresa molt alta (70-90 HRc) i mòdul d'elasticitat o mòdul de Young. Això significa que resisteixen els canvis de forma quan s'aplica una càrrega, alhora que milloren les característiques de desgast.
• Corrosió. Les ceràmiques són materials no metàl·lics i no fèrrics. No es corroeixen com el metall quan s'exposen a l'aigua i altres productes químics perillosos. La seva alta resistència a la corrosió els permet funcionar bé en ambients humits i químicament agressius.
• Carrera de coixinets.Les boles de ceràmica són molt menys elàstiques que les boles d'acer, i això és una cosa a tenir en compte quan es planteja una actualització dels coixinets de ceràmica. Les boles de ceràmica tenen més probabilitats de causar danys (sagnia) a les vies de rodament dels coixinets si experimenteu càrregues pesades al cargol o un xoc del cargol. Amb el pas del temps, les fosses de les vies de rodadura poden créixer i, finalment, provocar una fallada del cargol.
Conductivitat. A causa de la manca d'electrons lliures a la majoria de ceràmiques, els coixinets de ceràmica són no magnètics i no conductors, de manera que sovint es prefereixen en aplicacions on la conductivitat és una preocupació, per exemple, si teniu un motor controlat per una freqüència variable. conduir.
• Precisió.Pel que fa a la precisió, hi ha molt poca diferència entre els coixinets de ceràmica i els coixinets d'acer. L'única diferència és que els coixinets de ceràmica no s'expandeixen tèrmicament com els coixinets d'acer, de manera que no generen tanta calor a altes velocitats i no experimenten tant creixement tèrmic mesurable.
• Car. Els coixinets de ceràmica són de mitjana un 50% més cars que els coixinets d'acer. El primer que la gent pot notar quan investiga els coixinets de ceràmica és que són molt més cars que els coixinets metàl·lics. Això és causat per molts motius. La gran quantitat d'energia necessària per assolir les temperatures necessàries per al procés de sinterització de matèries primeres avançades està associada a costos energètics i de processament extremadament elevats. Com que la ceràmica és tan dura, els costos de mecanitzat i rectificat s'acumulen ràpidament quan es fabriquen coixinets de precisió. Tot això s'ha de fer en un entorn net per una mà d'obra qualificada. Les ceràmiques són extremadament sensibles a les impureses dels seus porus, de manera que qualsevol contaminació pot provocar una fallada prematura. A mesura que augmenta la mida, el preu augmenta exponencialment a causa de la necessitat de mètodes de processament costosos. Aquests inclouen el procés de sinterització més lent necessari per superar els gradients de temperatura al cos verd, la quantitat de pressió aplicada de manera uniforme sobre un volum més gran i els costos de màquina resultants.
• Baixa capacitat portant. En comparació amb els metalls, els coixinets de ceràmica tenen una menor capacitat de càrrega i són sensibles al xoc tèrmic. El xoc tèrmic és quan un gradient de temperatura dins d'un material provoca una expansió diferencial i, per tant, una tensió interna. Aquesta tensió pot superar la resistència del material, provocant la formació d'esquerdes.
• Les ceràmiques també són més difícils per obtenir un acabat superficial d'alta qualitat. Es poden rectificar fins a un acabat superficial de Ra 0.1, aconseguint així una classe de precisió P5.
Les aplicacions d'exploració espacial i altres productes de la indústria aeroespacial sovint es basen en coixinets de ceràmica. Els coixinets lleugers i compatibles amb el buit els fan ideals per a satèl·lits i naus espacials que requereixen capacitats òptimes de suport de pes per millorar la dinàmica de vol i l'acceleració. A més, aquests coixinets poden funcionar sense lubricants, com ara greixos i olis pesats, que tendeixen a atraure contaminants que interfereixen amb components elèctrics sensibles. Hi ha moltes aplicacions comunes que estan estretament relacionades amb la nostra vida quotidiana. La vida útil de la majoria de motors de tracció ferroviari es millora amb materials ceràmics. Les aplicacions químiques i híbrides també es beneficien de l'ús de coixinets ceràmics, especialment per a la protecció contra la contaminació. Com que els coixinets de ceràmica són químicament inerts, no reaccionaran amb productes químics durs ni lixiviaran partícules en solucions sensibles. Les propietats resistents a la corrosió dels coixinets ceràmics els fan ideals per netejar amb solucions de neteja químiques àcides o alcalines. A més, l'absència de lubricació a base d'oli i greix redueix les possibilitats de creixement i contaminació bacteriana. Algunes altres aplicacions dels coixinets de ceràmica inclouen:
Els coixinets de ceràmica tenen una àmplia gamma d'avantatges en aplicacions d'enginyeria, però també hi ha desavantatges que cal tenir en compte. Són molt durs, resistents a la corrosió i tenen un alt mòdul d'elasticitat. Són capaços de funcionar sense lubricació, tenen una baixa expansió tèrmica, solen ser de baixa densitat i no són magnètics. No obstant això, són cars, tenen poca capacitat de càrrega, són sensibles al xoc tèrmic i són difícils d'aconseguir un acabat superficial d'alta qualitat. Tant si utilitzeu nitrur de silici, zirconi o carbur de silici, els coixinets de ceràmica s'utilitzen en una àmplia gamma d'aplicacions, com ara instruments aeroespacials, químics, mèdics i científics.
