Segueix-me a: 
La guia definitiva dels coixinets d'alta temperatura
Els coixinets d'alta temperatura són components indispensables i importants a la indústria moderna. Estan dissenyats per al seu ús en entorns de temperatures extremes i mantenen un rendiment i una fiabilitat estables en condicions d'alta temperatura. Els coixinets d'alta temperatura s'utilitzen àmpliament en la metal·lúrgia, els forns, la fabricació de vidre, els forns de tractament tèrmic, els forns de pintura d'automòbils i altres camps. En aquestes aplicacions, els coixinets normals són propensos a fallar a causa de la seva incapacitat per suportar altes temperatures, de manera que l'ús de coixinets d'alta temperatura és especialment important. Aquest article detallarà la definició, els avantatges, els materials, els tipus, les aplicacions, els mètodes d'instal·lació, els principals fabricants i els mètodes de selecció de coixinets d'alta temperatura i us proporcionarà respostes exhaustives a les preguntes més freqüents.
Hi ha molts reptes quan s'utilitzen coixinets en entorns d'alta temperatura. Aquests són alguns problemes comuns i les seves descripcions detallades:
Degradació material
Les altes temperatures acceleraran l'envelliment i la fatiga dels materials dels coixinets. Els metalls i els plàstics es tornen trencadissos a altes temperatures, la qual cosa provoca una disminució de les seves propietats mecàniques. L'exposició a llarg termini a entorns d'alta temperatura provocarà canvis microestructurals en els materials dels coixinets, reduint la seva resistència i tenacitat i, finalment, conduir a una fallada del coixinet.
Falla de lubricació
Els ambients d'alta temperatura suposen grans reptes als lubricants. Els olis i greixos lubricants tradicionals es descompondran tèrmicament a altes temperatures, perdran les seves propietats lubricants i augmentaran el desgast i la fricció. El deteriorament del lubricant no només afectarà l'efecte de lubricació del coixinet, sinó que també augmentarà la calor de fricció, deteriorant encara més l'entorn de treball del coixinet.
Expansió tèrmica
Els materials s'expandeixen a altes temperatures i els diferents materials tenen diferents coeficients d'expansió tèrmica, cosa que pot provocar que l'espai lliure dins del coixinet canviï. Si l'espai entre els anells interior i exterior d'un coixinet es fa massa petit, pot provocar que el coixinet s'enganxi, augmenti la fricció i el desgast i, finalment, condueixi a una fallada del coixinet.
Acceleració de la corrosió
En un entorn d'alta temperatura, si hi ha gasos o líquids corrosius, l'alta temperatura accelerarà les reaccions químiques i provocarà la corrosió dels materials dels coixinets. La corrosió no només danyarà la superfície del coixinet, sinó que també afectarà la seva estructura interna, reduint la vida útil i el rendiment del coixinet.
Problema d'autorització interna
Les altes temperatures poden provocar canvis en els jocs interns dels coixinets. Si no es dissenya correctament, l'expansió tèrmica pot provocar un augment de la pressió interna, causant danys estructurals. És possible que l'espai estàndard ja no sigui aplicable a altes temperatures i s'ha d'ajustar segons la situació real.
Problemes de fiabilitat i manteniment
Els entorns d'alta temperatura requereixen una major fiabilitat i durabilitat dels coixinets i, al mateix temps, és possible que els cicles de manteniment i inspecció hagin de ser freqüents. Les altes temperatures acceleraran el deteriorament dels lubricants i l'envelliment dels materials. Es requereix la substitució freqüent de lubricants i la inspecció de l'estat dels coixinets per evitar fallades inesperades.
Anàlisi de casos concrets
Prenent com a exemple els coixinets de boles profunds produïts per NSK, quan els coixinets de boles estàndard funcionen en un entorn superior a 100ºC, les dimensions canviaran, fent que l'anell interior giri lentament en relació amb el seient del coixinet. Aquest fenomen s'anomena fluència de l'anell interior. La fluïdesa de l'anell interior pot causar rascades, sorolls, vibracions i desgast al coixinet, que finalment condueix a una fallada prematura del coixinet. A més, els segells i lubricants estàndard es deterioren ràpidament quan les temperatures superen els 100ºC. Els segells estàndard de goma de nitril dels coixinets de boles profunds tenen una temperatura màxima d'operació d'aproximadament 110ºC, i els greixos estàndard es limiten a aquest rang de temperatura.
Crep interior de la raça
La fluïdesa de l'anell interior és un problema greu que s'enfronten els coixinets en entorns d'alta temperatura. L'anell interior del coixinet pot girar lentament dins de la carcassa a causa de l'expansió del material causada per l'augment de la temperatura. Aquest fenomen provocarà vibracions i sorolls anormals quan el coixinet està en marxa i agreujarà el desgast del coixinet.
Falla de segells i lubricants
Les altes temperatures poden provocar que el rendiment dels materials de segellat dels coixinets i dels lubricants es degradi ràpidament. Els segells de goma de nitril poden fallar per sobre de la seva temperatura màxima de funcionament, provocant fuites de lubricant i contaminació. El greix es descompondrà a altes temperatures, perdrà el seu efecte de lubricació i augmentarà la fricció i el desgast dels coixinets.
Efecte de la dilatació tèrmica
Els coixinets estan dissenyats amb un espai lliure intern per compensar l'ajust i l'expansió tèrmica. Tanmateix, quan hi ha diferències de temperatura elevades, el joc estàndard es pot reduir considerablement, fent que el coixinet suporti càrregues radials i la subsegüent esquinçament per fatiga de les vies de rodadura dins del coixinet, sovint conduint a una fallada del coixinet.
Què són els coixinets d'alta temperatura?
Coixinets d'alta temperatura són coixinets especialment dissenyats per funcionar en ambients d'alta temperatura. Els coixinets normals funcionen normalment en un rang de temperatures de -20 °C a 120 °C, mentre que els coixinets d'alta temperatura són capaços de mantenir el seu rendiment i fiabilitat a temperatures de 150 °C a 350 °C o fins i tot superiors. Els coixinets d'alta temperatura no només han de ser resistents a la calor, sinó que també han de fer front a l'expansió del material causada per altes temperatures, problemes de lubricació i altres problemes relacionats amb l'estabilitat química i termodinàmica.
El disseny dels coixinets d'alta temperatura té en compte diversos factors, com ara la selecció de materials resistents a la calor, l'ús de lubricants i processos de fabricació especials, per garantir un funcionament estable a llarg termini en entorns d'alta temperatura. Els coixinets típics d'alta temperatura inclouen els coixinets de boles profunds, els coixinets de rodets i els coixinets d'empenta, etc. S'utilitzen àmpliament en diverses maquinàries i equips que requereixen operacions a alta temperatura.
Avantatges dels coixinets d'alta temperatura
Els coixinets d'alta temperatura tenen avantatges significatius en aplicacions industrials, que es reflecteixen principalment en els aspectes següents:
1. Resistència a alta temperatura: Els coixinets d'alta temperatura poden mantenir un rendiment estable en condicions de temperatura extremes i no es deformaran ni fallaran a causa de l'augment de la temperatura.
2. Llarga vida: Els coixinets d'alta temperatura que utilitzen materials i lubricants especials tenen una llarga vida útil en entorns d'alta temperatura, reduint la freqüència de substitució.
3. Resistència a la corrosió: Els materials de coixinets d'alta temperatura solen tenir una excel·lent resistència a la corrosió i són adequats per al seu ús en entorns químics durs.
4. Manteniment baix: El disseny dels coixinets d'alta temperatura manté una bona lubricació i resistència al desgast en condicions d'alta temperatura, reduint la freqüència de manteniment i substitució.
5. Alta fiabilitat: En condicions d'alta temperatura i càrrega elevada, encara pot proporcionar un funcionament estable i fiable, reduir la taxa de fallades de l'equip i millorar l'eficiència de la producció.
Materials de suport d'alta temperatura
La selecció del material dels coixinets d'alta temperatura és crucial. Els materials comuns de coixinets d'alta temperatura inclouen:
Material ceràmic
Coixinets de ceràmica s'utilitzen àmpliament a causa de la seva excel·lent resistència a alta temperatura, resistència a la corrosió i baixa densitat. Els materials ceràmics utilitzats habitualment inclouen nitrur de silici (Si3N4) i òxid de zirconi (ZrO2). Aquests materials poden mantenir un rendiment estable a altes temperatures i són adequats per a aplicacions que requereixen alta precisió i fiabilitat.
Acer inoxidable
Els coixinets d'acer inoxidable tenen una bona resistència mecànica i resistència a la corrosió i s'utilitzen sovint en aplicacions que suporten altes temperatures i càrregues. Els materials d'acer inoxidable d'alta temperatura com 440C i 630 (17-4PH) han estat especialment tractats per funcionar de manera estable durant molt de temps en entorns d'alta temperatura.
Els coixinets de material híbrid solen combinar boles de ceràmica i anells interiors i exteriors d'acer, aprofitant les propietats de baixa fricció i resistència a les altes temperatures de la ceràmica i l'alta capacitat de càrrega de l'acer, i s'utilitzen àmpliament en entorns d'alta velocitat i alta temperatura.
Polímers d'alt rendiment
Alguns coixinets d'alta temperatura utilitzen polímers d'alt rendiment, com ara el politetrafluoroetilè (PTFE) i el polieteretercetona (PEEK). Aquests materials mantenen una bona resistència i estabilitat a altes temperatures i són adequats per al processament d'aliments i processament químic que no requereixen aplicacions resistents a la contaminació i la corrosió.
Tipus de coixinets d'alta temperatura
Els coixinets d'alta temperatura es poden dividir en diversos tipus segons el seu disseny i ús:
Rodaments de boles de ranura profunda
Aquest tipus de coixinet té una bona resistència a les altes temperatures i una àmplia gamma d'aplicacions, i s'utilitza sovint en equips com motors d'automòbils, forns i forns. Els coixinets de boles profunds estan dissenyats per suportar càrregues radials i axials i són adequats per al seu ús en operacions d'alta velocitat.
Rodament
Inclouen coixinets de rodets cilíndrics i coixinets de rodets esfèrics, adequats per a entorns d'alta temperatura i càrrega elevada i que s'utilitzen habitualment en aplicacions com ara la producció d'acer i les màquines de paper. Els coixinets de rodets tenen una gran capacitat de càrrega i poden mantenir un rendiment estable a altes temperatures.
Els coixinets d'empenta poden suportar càrregues axials elevades i funcionen bé en entorns d'alta temperatura. Sovint s'utilitzen en maquinària que requereix alta precisió i estabilitat. Els coixinets d'empenta estan dissenyats per mantenir una bona lubricació i una baixa fricció a altes temperatures.
aeroespacial
En components de motors a reacció i naus espacials, els coixinets d'alta temperatura suporten les dures condicions de temperatures extremes i el funcionament d'alta velocitat. La indústria aeroespacial té requisits molt elevats per als coixinets, que requereixen una fiabilitat i durabilitat extremadament alta.
Indústria de l’automòbil
Els coixinets d'alta temperatura tenen un paper important en els turbocompressors, els sistemes d'escapament i els components del motor i són capaços de suportar entorns de treball d'alta temperatura i alta pressió. Els coixinets d'alta temperatura a la indústria de l'automòbil requereixen una bona resistència al desgast i una llarga vida útil.
Fabricació d'acer
En equips com ara màquines de colada contínua, laminadors i alts forns, els coixinets d'alta temperatura poden suportar temperatures extremadament altes i càrregues pesades, garantint la continuïtat i l'estabilitat de la producció. Els coixinets d'alta temperatura en la fabricació d'acer requereixen una excel·lent resistència a la calor i a la fatiga.
Indústria química
En reactors químics, bombes i compressors, els coixinets d'alta temperatura poden resistir la corrosió de gasos i líquids corrosius i mantenir un funcionament estable a llarg termini de l'equip. La indústria química té alts requisits de resistència a la corrosió i durabilitat dels coixinets d'alta temperatura.
Instal·lació de coixinets d'alta temperatura
La instal·lació de coixinets d'alta temperatura té un impacte important en el seu rendiment i vida útil. A continuació es mostren algunes precaucions d'instal·lació:
1. Ambient net: Durant el procés d'instal·lació, assegureu-vos d'un entorn net per evitar que la pols i les matèries estranyes entrin al coixinet.
2. Eines d'instal·lació correctes: Utilitzeu eines d'instal·lació adequades per evitar tensions desiguals o danys als coixinets.
3. Lubricació adequada: Segons el tipus de coixinet i les condicions de treball, seleccioneu el lubricant d'alta temperatura adequat per garantir una lubricació suficient.
4. Ajust precís: L'ajust entre el coixinet, l'eix i el seient del coixinet ha de ser precís per evitar interferències insuficients o excessives, que afectaran el rendiment del coixinet.
5. Control de temperatura: Quan treballeu en un entorn d'alta temperatura, assegureu-vos una distribució uniforme de la temperatura després de la instal·lació del coixinet per evitar locals sobreescalfament.
Fabricant de coixinets d'alta temperatura
Hi ha molts fabricants de coixinets d'alta temperatura coneguts al mercat que ofereixen una varietat de productes de coixinets d'alta temperatura d'alt rendiment:
1.SKF: SKF ofereix una gamma de coixinets de boles i coixinets de rodets d'alta temperatura adequats per a una varietat d'aplicacions d'alta temperatura amb un rendiment i fiabilitat excel·lents.
2.NSK: Els productes de coixinets d'alta temperatura de NSK inclouen coixinets de boles profunds i coixinets d'empenta, que utilitzen materials i lubricants especials per mantenir un funcionament estable durant molt de temps en entorns d'alta temperatura.
3.ASSIGNATURA: FAG ofereix coixinets de rodets i coixinets de boles d'alta temperatura, que s'utilitzen àmpliament a les indústries de l'acer, l'automoció i la química.
4.TIMKEN: Els productes de coixinets d'alta temperatura de TIMKEN tenen una bona resistència a alta temperatura i resistència al desgast, i són adequats per a entorns durs d'alta temperatura.
Com triar els coixinets d'alta temperatura?
Cal tenir en compte els factors següents a l'hora de seleccionar coixinets d'alta temperatura:
1. Temperatura de funcionament: Determineu la temperatura de funcionament màxima i contínua de l'equip i seleccioneu els coixinets adequats per a aquest rang de temperatures.
2. Capacitat de càrrega: segons la càrrega de treball de l'equip, seleccioneu coixinets que puguin suportar càrregues radials i axials.
3. Requisits de lubricació: Trieu lubricants adequats per a entorns d'alta temperatura i assegureu-vos la fiabilitat del sistema de lubricació.
4. Resistència a la corrosió: quan treballeu en un entorn corrosiu, trieu materials i recobriments que siguin resistents a la corrosió.
5. Instal·lació i manteniment: considereu la comoditat d'instal·lació i els requisits de manteniment del coixinet i trieu coixinets que siguin fàcils d'instal·lar i mantenir.
Quan es seleccionen coixinets d'alta temperatura, a més de les consideracions bàsiques anteriors, també es requereix una anàlisi detallada basada en escenaris d'aplicació específics. A continuació es detallen els passos de selecció:
Confirmeu la temperatura de funcionament
Segons el rang de temperatura de funcionament real de l'equip, seleccioneu coixinets d'alta temperatura que puguin funcionar de manera estable durant molt de temps a aquesta temperatura. Considereu els gasos corrosius, els líquids i altres influències químiques potencials en el medi ambient i seleccioneu materials amb la corresponent resistència a la corrosió.
Avaluar el tipus i la mida de la càrrega útil
En funció del tipus de càrrega amb què treballi l'equip (càrrega radial, càrrega axial o càrrega combinada), seleccioneu un tipus de coixinet que pugui suportar aquestes càrregues. Calculeu la càrrega màxima que pot trobar l'equip durant el funcionament i assegureu-vos que el coixinet seleccionat pot funcionar normalment sota aquesta càrrega sense fallar.
Trieu el lubricant adequat
La lubricació és una garantia important per al rendiment dels coixinets a alta temperatura. Trieu lubricants que puguin mantenir un rendiment estable a altes temperatures, com ara greixos d'alta temperatura, lubricants sòlids (grafit, disulfur de molibdè), etc. Segons l'entorn de treball i el tipus de coixinet, determineu la freqüència i el mètode de reposició del lubricant per assegurar-vos que el els coixinets estan sempre en bon estat de lubricació.
Determineu el joc interior del coixinet
En entorns d'alta temperatura, els materials del coixinet experimentaran una expansió tèrmica, afectant el joc intern del coixinet. Seleccioneu el tipus d'espai lliure adequat (com C3, C4) per adaptar-se a l'expansió en condicions d'alta temperatura per garantir que el coixinet encara pugui funcionar sense problemes a alta temperatura.
Considereu la instal·lació i el manteniment dels coixinets
Trieu coixinets que siguin fàcils d'instal·lar i mantenir per garantir un procés d'instal·lació fluid en ambients d'alta temperatura. Tenint en compte que els coixinets d'alta temperatura requereixen una inspecció i un manteniment freqüents, trieu un tipus de coixinet amb una bona capacitat de manteniment per reduir el temps d'inactivitat i els costos de manteniment.
Conclusió
Els coixinets d'alta temperatura s'utilitzen àmpliament en entorns d'alta temperatura. La seva resistència superior a altes temperatures, resistència a la corrosió i llarga vida els fan jugar un paper important en molts camps industrials. Escollir els coixinets d'alta temperatura adequats, instal·lar-los i mantenir-los correctament pot millorar significativament l'eficiència operativa i la fiabilitat de l'equip i reduir el temps d'inactivitat i els costos de manteniment. El desenvolupament futur dels coixinets d'alta temperatura continuarà basant-se en l'aplicació de nous materials i noves tecnologies per millorar contínuament el seu rendiment i adaptabilitat.
Preguntes més freqüents (FAQ)
P: Quina és la temperatura màxima de funcionament dels coixinets d'alta temperatura?
R: La temperatura màxima de funcionament dels coixinets d'alta temperatura sol estar entre 150 °C i 350 °C. Alguns tipus especials de coixinets d'alta temperatura poden suportar temperatures més altes, com ara 500 ° C o fins i tot més.
P: Quins són els materials principals dels coixinets d'alta temperatura?
Resposta: els materials principals dels coixinets d'alta temperatura inclouen ceràmica (com ara nitrur de silici, zirconi), acer inoxidable, materials híbrids (boles de ceràmica combinades amb anells interiors i exteriors d'acer) i polímers d'alt rendiment (com PTFE, PEEK).
P: Com triar un lubricant adequat per a coixinets d'alta temperatura?
Resposta: La selecció d'un lubricant adequat per a coixinets d'alta temperatura requereix tenir en compte la temperatura de funcionament i les condicions ambientals. Els lubricants d'alta temperatura han de tenir una bona estabilitat tèrmica i resistència a alta temperatura, com ara greixos d'alta temperatura, grafit o lubricants sòlids com el disulfur de molibdè.
P: Quines són les aplicacions habituals dels coixinets d'alta temperatura?
Resposta: Els coixinets d'alta temperatura s'utilitzen àmpliament en l'aeroespacial, la indústria de l'automoció, la fabricació d'acer, la indústria química i altres camps, i són adequats per a entorns d'alta temperatura, càrrega elevada i corrosius.
P: A què he de prestar atenció quan instal·lo coixinets d'alta temperatura?
Resposta: Quan instal·leu coixinets d'alta temperatura, assegureu-vos d'un entorn net, utilitzeu les eines d'instal·lació correctes, seleccioneu lubricants d'alta temperatura adequats, assegureu-vos una coordinació precisa entre els coixinets, els eixos i els seients dels coixinets, controleu la distribució de la temperatura de manera uniforme i eviteu el sobreescalfament local.
A través de la introducció detallada anterior, crec que teniu una comprensió més profunda dels coixinets d'alta temperatura. La selecció de coixinets d'alta temperatura adequats i la seva correcta instal·lació i manteniment proporcionarà una garantia sòlida per al funcionament eficient i estable de l'equip.