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Guida ai materiali per cuscinetti a sezione sottile
Cuscinetti a sezione sottile sono cuscinetti la cui larghezza e spessore della sezione trasversale sono uguali. La stessa dimensione della sezione trasversale può corrispondere a una varietà di diametri interni diversi. A differenza dei cuscinetti standard, all'aumentare del diametro interno del cuscinetto, anche la larghezza e lo spessore aumentano proporzionalmente, i cuscinetti a sezione sottile aumentano il diametro interno e la dimensione della sezione trasversale rimane invariata. Questa guida ha lo scopo di introdurre i materiali dei cuscinetti a sezione sottile e fornire suggerimenti costruttivi per l'acquisto di cuscinetti adatti.
La serie di cuscinetti a sezione sottile include 9 dimensioni di sezione trasversale (da 3/16″ a 1″) combinate con dimensioni di foro (da 1″ a 40″). I materiali a sezione sottile, acciaio al cromo 52100 e acciaio inossidabile 440C, possono anche essere cromati. Naturalmente, alcuni cuscinetti a sezione sottile possono essere dotati di guarnizioni o parapolvere, grasso, gabbie personalizzate e altre opzioni. Esistono tre diversi tipi di cuscinetti a sezione sottile: cuscinetti a sfere a gola profonda, cuscinetti a sfere a contatto obliquo e cuscinetti a sfere a quattro punti di contatto. Rispetto ai cuscinetti standard, le sezioni sottili consentono un'ottimizzazione efficiente del design per ridurre i costi complessivi. Soprattutto nei settori delle apparecchiature mediche, delle apparecchiature ottiche, delle apparecchiature di scansione a infrarossi e dei robot, dove lo spazio di installazione e il peso sono considerazioni chiave, le sezioni sottili possono soddisfare le esigenze in termini di riduzione dello spazio di installazione e del peso.
Materiali per cuscinetti a sezione sottile
Applicazioni diverse hanno requisiti diversi per i materiali dei cuscinetti a sezione sottile. Se la materia prima del cuscinetto non è adatta, causando un guasto precoce del cuscinetto o altri problemi, non ha senso acquistare il cuscinetto. Allo stesso modo, se i cuscinetti standard soddisfano le vostre esigenze prestazionali, l’acquisto di cuscinetti realizzati con materiali di qualità superiore aumenterà il costo di acquisto. I cuscinetti a sezione sottile del materiale corretto sono importanti per la vostra applicazione. Di seguito sono riportate alcune materie prime comunemente utilizzate per i cuscinetti a sezione sottile, nonché i vantaggi e le applicazioni di questi materiali.
Acciaio cromato
L'acciaio al cromo è noto anche come acciaio al carbonio e questo materiale è una delle materie prime più comuni per la produzione di cuscinetti. L'acciaio per cuscinetti GCr15 è un acciaio a bassa lega ad alto tenore di carbonio contenente cromo. Grazie alle sue proprietà compositive, questo materiale ha eccellenti proprietà di resistenza e fatica a temperature di esercizio inferiori a 200°C. Questa proprietà rende l'acciaio al cromo GCr15 una scelta ideale come materia prima per la maggior parte dei cuscinetti a sezione sottile.
C | Si | Mn | Cr | Mo | P | S | Ni | Cu | Ni + Cu |
0.95 ~ 1.05 | 0.15 ~ 0.35 | 0.25 ~ 0.45 | 1.40 ~ 1.65 | ≤ 0.10 | ≤ 0.025 | ≤ 0.025 | ≤ 0.30 | ≤ 0.25 | ≤ 0.50 |
GCr15 è l'acciaio per cuscinetti ad alto contenuto di cromo più comunemente utilizzato con elevata temprabilità e durezza elevata e uniforme dopo il trattamento termico. La resistenza all'usura è migliore di GCr9, la resistenza alla fatica da contatto è elevata e ha una buona stabilità dimensionale e resistenza alla corrosione. L'acciaio per cuscinetti ha requisiti elevati di qualità di fusione e il contenuto e la distribuzione di zolfo, fosforo e inclusioni non metalliche devono essere rigorosamente controllati, poiché il contenuto e la distribuzione delle inclusioni non metalliche hanno un grande impatto sulla durata dell'acciaio per cuscinetti. Più alto è il livello di inclusione, più breve è la vita. Per migliorare la qualità della fusione, recentemente sono state utilizzate la fusione in forno elettrico e la rifusione con elettroscoria. Nuovi processi come la fusione sotto vuoto e la raffinazione dei materiali di consumo sotto vuoto possono essere utilizzati anche per migliorare la qualità dell’acciaio per cuscinetti.
Acciaio per utensili
L'acciaio per utensili M50 è un materiale di tipo molibdeno. L'aggiunta di molibdeno conferisce al materiale maggiore resistenza all'usura e alle alte temperature. La composizione chimica dell'acciaio rapido M50 comprende principalmente carbonio (C), molibdeno (Mo), acciaio (Fe), cromo (Cr), titanio (Ti), alluminio (Al) e altri elementi. Tra questi, il contenuto di carbonio è compreso tra 0.80% e 0.85%, il contenuto di molibdeno è compreso tra 3.75% e 4.50%, il contenuto di cromo è compreso tra 3.75% e 4.50% e il contenuto di titanio è compreso tra 1.75% e 2.25%. Il contenuto di alluminio è compreso tra 0.75% e 1.25%. Inoltre, l'acciaio per utensili M-50 ha una buona resistenza all'ossidazione e un'elevata resistenza alla pressione. Queste proprietà rendono l'acciaio per utensili M-50 la scelta ideale per i cuscinetti utilizzati in ambienti che richiedono maggiore resistenza e temperature elevate.
Acciaio inossidabile
Se l'ambiente di lavoro del tuo cuscinetto è a temperature molto elevate o in una camera bianca, allora l'acciaio inossidabile come materia prima del cuscinetto è l'ideale per soddisfare le tue esigenze. L'acciaio inossidabile ha una migliore resistenza alla corrosione e alle sostanze chimiche rispetto all'acciaio standard. L'acciaio inossidabile è quindi una buona scelta per applicazioni in cui vi è un potenziale rischio di contaminazione (come la lavorazione alimentare o la produzione di apparecchiature per semiconduttori). Inoltre, i cuscinetti in acciaio inossidabile possono mantenere meglio le loro proprietà meccaniche in ambienti speciali come alte temperature, alte velocità e carichi elevati, rendendoli durevoli. L'acciaio inossidabile più comune per cuscinetti a sezione sottile è SS440.
L'acciaio inossidabile 440C ha la seguente composizione chimica: carbonio (C) 0.95-1.20%, cromo (Cr) 16-18%, molibdeno (Mo) 0.75%, manganese (Mn) 1%, silicio (Si) 1%, fosforo ( P) è 0.040%, lo zolfo (S) è 0.030%. Il contenuto di carbonio più elevato di 440C conferisce buone proprietà di taglio e resistenza all'usura. Ha anche un'eccellente resistenza alla corrosione e può resistere all'erosione di una varietà di mezzi chimicamente corrosivi. Attraverso il trattamento termico e la tempra, può raggiungere una durezza di HRC 58-60, che è il materiale più duro tra tutti gli acciai inossidabili. 440C ha un elevato contenuto di cromo e ha un'eccellente resistenza alla corrosione nella maggior parte degli ambienti acidi e alcalini.
Ceramici
I cuscinetti a sezione sottile interamente in ceramica sono meno comuni, ma i cuscinetti ibridi a sezione sottile realizzati con anelli interni ed esterni in metallo, gabbie e sfere in ceramica sono un'opzione comune. La ceramica presenta alcuni vantaggi speciali rispetto ad altri cuscinetti in acciaio. Innanzitutto, la ceramica è un materiale più leggero dell’acciaio. Poiché la densità delle sfere rotanti in ceramica è inferiore a quella dell'acciaio e il peso è molto più leggero, l'effetto centrifugo sull'anello esterno durante la rotazione può essere ridotto del 40%, prolungando notevolmente la durata. Le sfere in ceramica, in particolare le sfere in nitruro di silicio, hanno le caratteristiche di bassa densità, elevata durezza, basso coefficiente di attrito, resistenza all'usura, autolubrificazione e buona rigidità. Sono particolarmente adatti per gli elementi volventi (anelli interni ed esterni) di cuscinetti a sfere in ceramica ibrida ad alta velocità, alta precisione e lunga durata. per metallo).
In genere, gli anelli interno ed esterno sono realizzati in acciaio per cuscinetti (GCr15) o acciaio inossidabile (AISI440C), e le sfere in ceramica possono essere realizzate in materiali ZrO2, Si3N4 o SiC. Inoltre, la ceramica ha una maggiore resistenza alla corrosione e prestazioni ad alta temperatura fino a 1800 gradi. A differenza dell'acciaio, la ceramica è anche non conduttiva, il che la rende una buona scelta per alcune applicazioni elettriche. Tuttavia, le sfere in ceramica sono costose rispetto alle sfere metalliche standard. Naturalmente, questo costo aggiuntivo potrebbe valerne la pena e il prezzo dipende dalle prestazioni esatte di cui hai bisogno e dai requisiti ambientali.
Materiale della gabbia del cuscinetto a sezione sottile
La gabbia è una parte importante dei cuscinetti a sezione sottile e svolge le seguenti tre funzioni:
Guidare e guidare gli elementi volventi affinché rotolino sulla pista corretta.
La gabbia separa gli elementi volventi a distanze uguali e li distribuisce uniformemente sulla circonferenza della pista per evitare che gli elementi volventi entrino in collisione e sfreghino tra loro durante il funzionamento.
Combinare gli elementi volventi con una ghiera per evitare che gli elementi volventi cadano.
Esistono tre opzioni comuni per i materiali delle gabbie per cuscinetti a sezione sottile: gabbie in acciaio, gabbie in ottone e gabbie in nylon, di cui ci concentreremo sulle ultime due.
Gabbia in ottone
1. Tipi di gabbie in ottone: gabbie stampate e massicce, tra le quali le gabbie stampate sono adatte solo per cuscinetti a sezione sottile di piccole e medie dimensioni.
2. Materiali: Piastra in ottone, pezzi fusi in ottone e pezzi fucinati in ottone; l'ottone ha un'elevata resistenza alla trazione e la sua resistenza meccanica è equivalente a quella delle gabbie per stampaggio di lastre di acciaio, ma la sua densità è relativamente piccola e la sua velocità limite è elevata.
3. Vantaggi: Non influenzato dai lubrificanti, compresi oli e grassi sintetici.
4. Limitazioni d'uso: le gabbie in ottone non possono essere utilizzate in situazioni superiori a 300°C e non sono adatte per l'ammoniaca (come il raffreddamento), poiché l'ammoniaca causerà la rottura stagionale dell'ottone;
5. Temperatura di lavoro: La temperatura di lavoro è inferiore a 300 ℃.
Gabbia in nylon
La gabbia in nylon è un prodotto di nuova generazione che attualmente sostituisce la gabbia in rame e la gabbia in ferro. Rispetto alla gabbia metallica, presenta grandi vantaggi.
1. La gabbia in nylon è leggera, rendendo il cuscinetto flessibile. Se utilizzata in elettrodomestici o prodotti che consumano energia, svolge un ruolo importante nel risparmio energetico.
2. Ha un basso rumore ed è la prima scelta per i cuscinetti silenziosi, soprattutto per i prodotti elettrici che hanno requisiti di rumore elevati.
3. Può prolungare efficacemente la durata del cuscinetto, riducendo l'attrito tra la gabbia metallica e la sfera d'acciaio. La gabbia in nylon svolge un ruolo importante nel prolungare la durata del cuscinetto.
Conclusione
Esistono diversi fattori che influenzano l’applicazione dei cuscinetti a sezione sottile. Kaydon è la marca di cuscinetti a sezione sottile più famosa al mondo, ma è molto costosa. Il prezzo di a Reali-Slim® serie di piccoli cuscinetti raggiunge anche i 3,000 dollari USA. Fortunatamente Aubearing produce equivalenti Kaydon cuscinetti che ti costano un decimo del prezzo originale, o anche meno. Naturalmente, Aubearing ha la capacità di personalizzare i gruppi di cuscinetti a sezione sottile in base alle vostre esigenze specifiche. Se non siete sicuri di quale cuscinetto a sezione sottile scegliere, consultate oggi stesso gli esperti di Aubearing.