Následuj mě na: 
Běžné vlastnosti a použití keramických ložisek
Když si mnoho lidí představí ložiska, často si je představí jako kovové. S technologickým pokrokem a rostoucími společenskými požadavky se však ložiskové materiály diverzifikovaly. Objevila se grafitová ložiska, keramická ložiska, vzduchová ložiska a plastová ložiska, která našla široké uplatnění. Každý materiál má své jedinečné výhody a specifické použití. Podívejme se podrobně na tři typy keramických ložisek, jejich vlastnosti, výhody a vhodné aplikace, abychom vám pomohli lépe vybrat správný materiál ložiska pro vaše potřeby.
Když se poprvé setkáte s keramickými ložisky, mnoho lidí by se mohlo divit: „Rozbijí se keramická ložiska? Je třeba s nimi zacházet stejně opatrně jako s domácí keramikou?“ Abychom na tuto otázku odpověděli, podívejme se na materiály používané k výrobě keramických ložisek – nitrid křemíku (Si3N4), oxid zirkoničitý (ZrO2), oxid hlinitý (Al2O3) nebo karbid křemíku (SiC) (nejběžnější je oxid zirkoničitý (ZrO2) a nitrid křemíku. (Si3N4) keramická ložiska). Tyto keramické materiály mají nízkou hustotu, střední modul pružnosti, nízký koeficient tepelné roztažnosti, vysokou tvrdost, odolnost vůči vysokým teplotám, odolnost proti korozi a nemagnetické vlastnosti. Díky těmto výhodám vynikají keramická ložiska v různých vysoce přesných, vysokorychlostních obráběcích strojích, automobilech, závodních autech, metru, motorech, leteckých motorech, petrochemických strojích a hutnických strojích.
Keramická ložiska jsou velmi pevné a odolné, s vysokými technickými požadavky při jejich výrobě, takže není třeba s nimi zacházet s extrémní opatrností. Avšak vzhledem k nízkým koeficientům tepelné roztažnosti keramiky, zejména nitridu křemíku, karbidu křemíku a oxidu hlinitého, ve srovnání s ocelí, může nesprávná manipulace způsobit prasknutí celokeramických ložisek při spárování s ocelovými hřídeli.
Výhody keramických ložisek
Keramická ložiska jsou klíčové mechanické součásti používané v různých průmyslových oblastech. Jaké jsou jejich výhody?
Odolnost proti korozi
Keramická ložiska mají vysokou odolnost proti korozi, díky čemuž jsou vhodná pro práci v náročných prostředích naplněných korozivními médii.
Stabilní fyzikální vlastnosti
Keramická ložiska jsou méně ovlivněna tepelnou roztažností a kontrakcí, což jim umožňuje pracovat v prostředí s výraznými teplotními změnami.
Odolnost proti deformaci
Keramická ložiska s vysokým modulem pružnosti jsou méně náchylná k deformaci působením síly. To pomáhá zlepšit pracovní rychlost a dosáhnout vysoké přesnosti.
Lehká váha
Keramická ložiska jsou mnohem lehčí díky nízké hustotě keramických valivých těles. Tím se snižuje odstředivá síla na vnější kroužek při otáčení, čímž se výrazně prodlužuje životnost ložiska.
Nevýhody keramických ložisek
Přes své četné výhody nejsou keramická ložiska dokonalá a mají své nevýhody:
Výrobní obtížnost
Keramická ložiska mají ve srovnání s kovovými materiály nižší únosnost a jsou citlivá na tepelné šoky. Výrobní proces je proto složitý a vyžaduje mnoho aspektů, což ztěžuje jejich výrobu.
Vysoká cena
Keramická ložiska jsou vyrobena z nekovových, neplastových materiálů, které jsou vynikajícími nemagnetickými izolanty. Jejich materiálové náklady jsou poměrně vysoké. Kromě toho jsou náklady na výrobu a broušení složité, což má za následek vysoké výrobní náklady.
Keramická ložiska zirkonia jsou známá svou vysokou houževnatostí, vysokou pevností v ohybu a vysokou odolností proti opotřebení. Jejich koeficient tepelné roztažnosti je blízký koeficientu kovů, což umožňuje bezproblémovou integraci s kovy. Mají také dobré izolační vlastnosti, udržují stabilní výkon v prostředí s vysokou teplotou a vysokou zátěží. Kromě toho má zirkoniová keramika vynikající odolnost proti korozi vůči kyselým, alkalickým a jiným korozivním médiím.
Odolnost proti korozi
Vhodné pro zařízení vystavená korozivním médiím, jako jsou galvanizační zařízení, elektronická zařízení, chemické stroje, stavba lodí a lékařská zařízení.
Vysoká teplota
Odolává vysokým teplotám bez problémů s tepelnou roztažností, vhodný pro pece, výrobu plastů a výrobu oceli.
Samomazné
Nízký koeficient tření a hladký povrch zajišťují dobré samomazání a překonávají problémy s mazáním v prostředí s ultra vysokým vakuem.
Nemagnetické
Nemagnetické vlastnosti zabraňují absorpci prachu, snižují předčasné odlupování a hluk.
Elektrické izolace
Vysoká odolnost zabraňuje poškození elektrickým obloukem, vhodná pro izolovaná energetická zařízení.
Vysoká tvrdost a pevnost
Tvrdost blízká Mohs 9.5, vyšší než u většiny kovů a tradiční keramiky, vynikající odolnost proti opotřebení a vysoká nosnost.
Tepelná stabilita
Nízká tepelná vodivost a roztažnost zajišťují stabilitu při vysokých teplotách.
Biokompatibilita
Vhodné pro lékařské aplikace, jako jsou zubní implantáty, kosti, klouby a chlopně.
Vhodné scénáře: Vysoká teplota, vysoké zatížení, korozivní prostředí ve strojních zařízeních, jako je petrochemický, metalurgický a energetický průmysl.
Keramická ložiska z nitridu křemíku jsou oblíbená pro svou vysokou tvrdost, vysokou odolnost proti opotřebení a nízký koeficient tření. Keramická ložiska z nitridu křemíku mají řadu vynikajících vlastností, díky kterým dobře fungují v různých aplikacích. Níže jsou uvedeny hlavní charakteristiky keramických ložisek z nitridu křemíku:
Vysoká tvrdost a pevnost
Odolává vysokému zatížení a nárazům, odolává tření a opotřebení, prodlužuje životnost zařízení.
Nízký startovací moment
Nižší hustota a vyšší modul pružnosti snižují počáteční setrvačnost a valivé tření.
Dlouhá životnost
Vyšší valivý poměr a nižší skluz snižují nárůst teploty a prodlužují životnost ložisek.
Vysoká tuhost
Vyšší modul pružnosti zvyšuje tuhost systému, vhodný pro vysoce přesné převodové mechanismy.
Odolnost proti opotřebení a vysokým teplotám
Funguje dobře ve vysokorychlostních operacích a prostředích s vysokou teplotou.
Odolnost proti korozi
Účinný proti většině chemikálií, zabraňuje korozi a zajišťuje přesnost a životnost.
Nemagnetické
Vhodné pro aplikace zabraňující magnetickému rušení.
Nízká tvorba tepla a expanze
Malý koeficient tepelné roztažnosti minimalizuje změny velikosti a tepelné předpětí, ideální pro prostředí s kolísáním teplot.
Vhodné scénáře: Letecký průmysl, automobilová výroba, přesné obráběcí stroje a vysokorychlostní, vysoce přesné a spolehlivé stroje.
Keramická ložiska z karbidu křemíku se vyznačují odolností vůči ultra vysokým teplotám a vynikající chemickou stabilitou. Mezi klíčové vlastnosti patří:
Vysoká tvrdost a odolnost proti opotřebení
Lepší než většina kovů a zajišťuje odolnost při vysoké rychlosti a vysokém zatížení.
Odolnost proti vysokým teplotám
Materiál odolává teplotám do 1400℃, s normálními provozními teplotami mezi 180℃-260℃ a kuličková ložiska do 1000-1200℃, vhodný pro pece, výrobu plastů a výrobu oceli.
Odolnost proti korozi
Odolává většině kyselin a zásad, díky čemuž jsou vhodné do drsného prostředí.
Nízký koeficient tření
Snižuje opotřebení a spotřebu energie a zlepšuje provozní efektivitu.
Nemagnetické:
Nemagnetické vlastnosti zabraňují absorpci prachu, snižují odlupování a hluk.
Vodivost
Jediný vodivý keramický materiál, vhodný pro zařízení vyžadující vodivost.
Keramická ložiska z karbidu křemíku však mají nevýhody, jako je křehkost a nízká houževnatost. Jsou náchylné na extrémní zatížení a nárazy, které mohou způsobit praskliny nebo praskliny, zejména v náročných podmínkách. Mají také nižší nosnost ve srovnání s kovovými ložisky, díky čemuž jsou náchylná k praskání v místech ohybu.
Vhodné scénáře: Velmi vysoká teplota, vysoce korozivní prostředí ve strojních zařízeních, jako jsou pece, výroba plastů, výroba oceli a zařízení pro galvanické pokovování.
Proč investovat do čističky vzduchu?
Keramická ložiska zirkonia, nitridu křemíku a karbidu křemíku mají každé své jedinečné výhody a vhodné aplikace. Při výběru materiálů ložisek je třeba vyhodnotit konkrétní prostředí a potřeby aplikace. Například pro vysoké teploty, vysoké zatížení a vysoce korozivní prostředí jsou vhodná keramická ložiska zirkonia nebo karbidu křemíku; pro vysokorychlostní, vysoce přesné a vysoce spolehlivé stroje mohou být vhodná keramická ložiska z nitridu křemíku. Výběrem správného materiálu lze zajistit efektivní a stabilní provoz strojů, zlepšit efektivitu výroby a kvalitu výrobků.