Následuj mě na: 
Informace o keramických ložiskách
Keramická kuličková ložiska jsou typickým příkladem technické keramiky široce používané v průmyslových oblastech, které si získaly značnou pozornost mnoha inženýrů. U vysokorychlostních přesných ložisek se nejčastěji používají hybridní keramická kuličková ložiska s keramickými kuličkami Si3N4 lisovanými za tepla, zatímco ložiskové kroužky zůstávají ocelové. Tato ložiska jsou vysoce standardizovaná, vyžadují minimální změny v konstrukci stroje a snadno se udržují, což je činí zvláště vhodnými pro vysokorychlostní operace. Vysokorychlostní elektrovřetena vybavená těmito ložisky nabízejí výhody, jako je vysoká rychlost, vysoká tuhost, vysoký výkon a dlouhá životnost.
1. Korozní odolnost: Keramická valivá ložiska jsou ideální pro provoz v drsných podmínkách naplněných korozivním médiem, protože keramika je téměř nepropustná pro korozi.
2. Nízká hustota a nízká hmotnost: Keramické kuličky mají ve srovnání s ocelí nižší hustotu, výrazně snižují odstředivou sílu na vnější kroužek při otáčení až o 40 %, čímž prodlužují životnost ložiska.
3. Tepelná stabilita: Keramika je méně ovlivněna tepelnou roztažností a smršťováním ve srovnání s ocelí, což umožňuje ložiskům provoz v prostředí s výraznými teplotními výkyvy.
4. Vysoký modul pružnosti: Vyšší modul pružnosti keramiky znamená menší deformaci při zatížení, což pomáhá zvýšit provozní rychlost a dosáhnout vyšší přesnosti.
Porovnání materiálů ložisek
Zde je srovnání výkonnostních charakteristik mezi AISI 52100 (GCr15), nerezovou ocelí AISI 440 (9Cr18), nitridem křemíku (Si3N4) a oxidem zirkoničitým (ZrO2):
| Materiál | Hustota (g / cm³) | Koeficient tepelné roztažnosti (10^-6/°C) | Youngův modul (GPa) | Tvrdost (HV) | Pevnost v tlaku (MPa) | Pevnost v ohybu (MPa) | Lomová houževnatost (MPa.m^1/2) | Tepelná vodivost (W/m·K) | Měrné teplo (J/kg·K) | Maximální provozní teplota (°C) | Elektrické izolace | Trvanlivost |
| GCr15 | 7.8 | 11 | 208 | 800 | 2400 | 20 | 30-40 | 30-40 | 450 | 120 | Neizolační | Slabý |
| 9 kr | 7.9 | 17 | 200 | 700 | 2600 | 25 | 30-40 | 15 | 450 | 150 | Neizolační | Středně |
| Si3N4 | 3.2 | 3.2 | 320 | 1700 | 900 | 7.0 | 3.5-5.5 | 15 | 800 | 100 | Izolační | Silný |
| ZrO2 | 6.0 | 10.5 | 210 | 1300 | 3500 | 10.5 | 2.5-3.5 | 2.5 | 400 | 800 | Izolační | Silný |
Typy keramických ložisek
Celokeramická ložiska se vyznačují magnetickou izolací, odolností proti opotřebení a korozi, samomazáním, odolností vůči vysokým a nízkým teplotám, díky čemuž jsou vhodná do extrémních prostředí a speciálních pracovních podmínek. Kroužky a valivá tělesa používají keramické materiály zirkonia (ZrO2), přičemž standardním materiálem klece je PTFE. Používají se také další materiály, jako je nylon 66 vyztužený skelnými vlákny (RPA66-25), technické plasty (PEEK, PI), nerezová ocel (AISISUS316) a mosaz (Cu).
Plně keramická ložiska z nitridu křemíku používají keramické materiály z nitridu křemíku (Si3N4) pro kroužky a valivá tělesa. Lze použít i jiné materiály jako RPA66-25, PEEK, PI a fenolické laminované trubky. Ložiska Si2N3 jsou ve srovnání se ZrO4 vhodná pro vyšší otáčky, nosnosti a teploty prostředí. K dispozici jsou vysoce přesná keramická ložiska pro vysokorychlostní vřetena s vysokou tuhostí s přesností až do tříd P4 až UP.
Plně komplementární kuličková ložiska
Tato ložiska používají konstrukci bez klece, což umožňuje zabudování keramických kuliček, což zvyšuje nosnost a zabraňuje omezením způsobeným materiály klece. Nejsou však vhodné pro vysokorychlostní aplikace a měly by být instalovány stranou s mezerou směrem k neaxiálnímu nosnému konci.
Keramické kuličky, zejména nitrid křemíku, mají nízkou hustotu, vysokou tvrdost, nízký koeficient tření, odolnost proti opotřebení, samomazání a tuhost, díky čemuž jsou ideální pro vysokorychlostní, vysoce přesná hybridní ložiska s dlouhou životností (s kovovým vnitřním a vnější kroužky). Vnitřní a vnější kroužky obvykle používají ložiskovou ocel (GCr15) nebo nerezovou ocel (AISI440C), zatímco keramické kuličky mohou být vyrobeny z materiálů ZrO2, Si3N4 nebo SiC.
Výrobní proces keramických ložisek
Keramická ložiska jsou high-tech produkty široce používané v moderním průmyslu. Jejich výrobní proces zahrnuje přípravu surovin, tvarování, slinování a přesné obrábění.
Příprava surovin
Hlavními materiály jsou oxid hlinitý a nitrid křemíku. Prášky jsou přísně tříděny a měřeny, aby byla zajištěna správná velikost částic a poměr. Suroviny procházejí sušením a kulovým mletím pro lepší tekutost a plnění během tváření.
Míchání
Keramický prášek je smíchán s dalšími přísadami pro zlepšení výkonu a zpracovatelnosti. Mletí a míchání zajišťuje jednotnou velikost částic a stabilní složení.
formující
Smíchané suroviny se lisují do forem. Keramické výrobky lze rozdělit na plazmové stříkané výrobky a lisované/vstřikované výrobky. Plazmové nástřikové produkty vyžadují vysoké technické nároky a jsou vyráběny v menším měřítku, zatímco lisované/vstřikované produkty využívají předtvarované polotovary, které poskytují vysokou efektivitu výroby, ale vyžadují přísnou kontrolu kvality.
Spékání
Vytvarované keramické polotovary se slinují ve vysokoteplotním prostředí, vytvářejí husté struktury a zvyšují pevnost a tvrdost.
Přesné obrábění
Slinutá keramika má vysokou povrchovou tvrdost a odolnost proti opotřebení, ale je náchylná k praskání. K zajištění vzhledu a vnitřní kvality ložisek je nutné přesné opracování (soustružení, broušení atd.), které zahrnuje vícenásobné kontroly a leštění.
Montáž
Precizně obrobená keramická ložiska jsou sestavena s vnitřním kroužkem, vnějším kroužkem a kuličkami. Montáž vyžaduje profesionální vybavení a důkladné kontroly kvality, aby bylo zajištěno splnění všech specifikací.
Kontrola kvality
Keramické materiály mají vysokou pevnost, teplotu, odolnost proti opotřebení a chemickou stabilitu, ale jsou křehké. Během výroby je nezbytná přísná kontrola kvality s běžnými metodami včetně kontroly rentgenem a metalografickým mikroskopem.
Aplikace keramických ložisek
Keramická ložiska se používají v prostředích a podmínkách vyžadujících vysokou teplotu, odolnost proti korozi, elektrickou izolaci, samomazání a vysokorychlostní výkon. Jsou široce používány v letecké, chemické, mechanické, lékařské a elektronické oblasti.
Aerospace
Keramická ložiska se používají v turbínách, motorech, kormidelních strojích a vrtulích letadel, raket a satelitů, které zvládají vysoké rychlosti a velká zatížení. Nabízejí vyšší pevnost, lepší odolnost proti opotřebení a korozi, zlepšují palivovou účinnost a snižují dopad na životní prostředí.
Chemický průmysl
Keramická ložiska jsou ideální pro zařízení vystavená korozivním plynům nebo kapalinám. Poskytují vynikající odolnost proti korozi v prostředí se silnými kyselinami, zásadami a slanou vodou, díky čemuž jsou široce používány v kyselých pračkách, chemických čerpadlech atd.
Mechanická výroba
Ve strojírenské výrobě se keramická ložiska používají v motorech, čerpadlech, odstředivkách, vysokorychlostních hydraulických čerpadlech a obráběcích strojích, čímž snižují hluk, zvyšují rychlost a prodlužují životnost. Udržují stabilitu ve vysokorychlostních a vysokoteplotních prostředích a snižují náklady na údržbu. Používají se také ve speciálních zařízeních, jako jsou vysokoteplotní pece a vakuové pece kvůli jejich silné korozi a teplotní odolnosti.
Lékařský obor
Keramická ložiska se používají v různých lékařských zařízeních, jako jsou chirurgické přístroje a dialyzační přístroje, což zajišťuje přesnost a spolehlivost a zároveň snižuje čas a náklady na údržbu.
Proč investovat do čističky vzduchu?
Keramická kuličková ložiska jsou základní mechanické součásti s bezkonkurenčním výkonem ve srovnání s kovovými ložisky. Jejich široké použití v různých oblastech výrazně zvyšuje životnost a rychlost ložisek a poskytuje základní komponenty pro vývoj vysokorychlostních a vysoce přesných strojů. Jejich aplikace ve vysokoteplotních, korozivních, izolačních a vakuových prostředích také přinesly vynikající výsledky, které nabízejí větší vitalitu pro budoucí vývoj.