Rulmenții ceramici tind să-și umbrească omologii din oțel. În multe dispozitive medicale sau semiconductoare nemagnetice și neconductoare, rulmenții ceramici ar trebui să fie prima alegere. Cunoștințe extinse ale echipei tehnice AUB Bearings. De mulți ani, AUB este un producător și furnizor de rulmenți de înaltă calitate, concentrându-se pe diferite serii de rulmenți, inclusiv rulmenți complet ceramici și rulmenți ceramici hibridi.
Curele și bilele rulmenților din ceramică integrală sunt realizate în întregime din materiale ceramice, care sunt superioare rulmenților obișnuiți din oțel în multe privințe. Ceramica este un material ideal pentru orice aplicație care caută să atingă viteze mai mari, să reducă greutatea totală sau în medii extrem de dure în care sunt prezente temperaturi ridicate și substanțe corozive. cel
Rulmenții hibridi ceramici sunt cel mai comun tip de rulment ceramic și constau dintr-un inel interior și exterior din oțel cu ceramică (de obicei Si3N4) bile în loc de oțel. Tipurile obișnuite de rulmenți ceramici sunt rulmenții cu bile cu contact unghiular și cu caneluri adânci. Rulmenții hibridi ceramici sunt cel mai comun tip de rulment ceramic și constau din inele interioare și exterioare din oțel cu bile ceramice (de obicei Si3N4) în loc de oțel.
Rulmenții ceramici sunt de obicei fabricați din următoarele materiale:
Deoarece ceramica este o suprafață asemănătoare sticlei, are un coeficient de frecare extrem de scăzut, ceea ce o face ideală pentru aplicațiile care doresc să reducă frecarea. Bilele ceramice necesită mai puțină lubrifiere și sunt mai dure decât bilele de oțel, ceea ce va ajuta la prelungirea duratei de viață a rulmentului. Performanța termică este mai bună decât bilele de oțel, astfel încât se generează mai puțină căldură la viteze mari.
Cuștile rulmenților din ceramică integrală sunt de obicei realizate din materiale plastice de înaltă performanță, cum ar fi PEEK sau PTFE. Cuștile ceramice ale rulmenților AUB sunt fabricate din polieter eter cetonă (PEEK), un termoplastic utilizat în diferite aplicații de semiconductor. PEEK este ușor, are proprietăți mecanice foarte bune, temperatură ridicată de funcționare și rezistență bună la medii. Pentru temperaturi extreme (până la -253°C), se utilizează policlortrifluoretilenă (PCTFE) în locul PEEK, care oferă, de asemenea, o rezistență mai bună la mediu. Când temperatura depășește 250°C, oțelul rezistent la căldură este folosit ca material pentru cușcă.
Bilele din ceramică sunt mai rotunde, mai ușoare, mai dure și mai netede decât bilele de oțel din cauza lipsei de porozitate. Acest lucru reduce frecarea și pierderile de energie, permițând echipamentului dumneavoastră să funcționeze mai eficient (și mai mult timp) cu rulmenți cu bile din ceramică. Deoarece sunt relativ netede, rulmenții cu bile din ceramică necesită mai puțină lubrifiere decât rulmenții din oțel.
• Rulmenții ceramici pot funcționa fără lubrifiere. Acest lucru se datorează faptului că materialele ceramice nu se microsudă. Micro-sudarea are loc atunci când imperfecțiunile suprafeței elementelor de rulare și a căii de rulare interacționează pentru a provoca arcul, de obicei în metal. Acest lucru poate degrada suprafața și poate reduce semnificativ durata de viață a rulmentului. Materialele ceramice nu au această problemă, ceea ce le face potrivite pentru o varietate de aplicații care necesită un mediu fără lubrifiere.
• De obicei au duritate foarte mare (70-90 HRc) și modulul de elasticitate sau modulul Young. Aceasta înseamnă că rezistă la schimbarea formei atunci când este aplicată o sarcină, îmbunătățind în același timp caracteristicile de uzură.
• Coroziune. Ceramica este materiale nemetalice și neferoase. Nu se vor coroda ca metalul atunci când sunt expuși la apă și alte substanțe chimice periculoase. Rezistența lor ridicată la coroziune le permite să funcționeze bine în medii umede și agresive chimic.
• Cursa de rulment.Bilele ceramice sunt mult mai puțin elastice decât bilele de oțel, iar acest lucru este ceva de reținut atunci când vă gândiți la o actualizare la rulmenți ceramici. Bilele ceramice sunt mai susceptibile de a cauza deteriorare (îndentare) căilor de rulare a rulmenților dacă întâmpinați sarcini mari ale arborelui sau o accidentare a arborelui. În timp, gropițele din canalele de rulare pot crește și pot duce în cele din urmă la defecțiunea axului.
Conductivitate. Din cauza lipsei de electroni liberi în majoritatea ceramicii, rulmenții ceramici sunt nemagnetici și neconductivi, deci sunt adesea preferați în aplicațiile în care conductivitatea este o problemă – de exemplu, dacă aveți un motor controlat de o frecvență variabilă. conduce.
• Precizie.În ceea ce privește precizia, există o diferență foarte mică între rulmenții ceramici și rulmenții din oțel. Singura diferență este că rulmenții ceramici nu se extind termic ca rulmenții din oțel, așa că nu generează atât de multă căldură la viteze mari și nu experimentează atât de multă creștere termică măsurabilă.
• Scump. Rulmenții ceramici sunt în medie cu 50% mai scumpi decât rulmenții din oțel. Primul lucru pe care oamenii îl pot observa atunci când cercetează rulmenții ceramici este că aceștia sunt mult mai scumpi decât rulmenții metalici. Acest lucru este cauzat de multe motive. Cantitatea mare de energie necesară pentru a atinge temperaturile necesare procesului de sinterizare a materiilor prime avansate este asociată cu costuri extrem de mari de energie și procesare. Deoarece ceramica este atât de dure, costurile de prelucrare și șlefuire se adună rapid la fabricarea rulmenților de precizie. Toate acestea trebuie făcute într-un mediu curat de către o forță de muncă calificată. Ceramica este extrem de sensibilă la impuritățile din porii lor, astfel încât orice contaminare poate cauza defecțiuni premature. Pe măsură ce dimensiunea crește, prețul crește exponențial din cauza necesității unor metode costisitoare de procesare. Acestea includ procesul de sinterizare mai lent necesar pentru a depăși gradienții de temperatură în corpul verde, cantitatea de presiune aplicată uniform pe un volum mai mare și costurile mașinii rezultate.
• Capacitate portantă redusă. În comparație cu metalele, rulmenții ceramici au o capacitate de încărcare mai mică și sunt sensibili la șocul termic. Șocul termic este atunci când un gradient de temperatură în interiorul unui material provoacă dilatare diferențială și, prin urmare, stres intern. Acest stres poate depăși rezistența materialului, provocând formarea de fisuri.
• Ceramica este, de asemenea, mai dificilă pentru a obține un finisaj de înaltă calitate a suprafeței. Ele pot fi șlefuite până la un finisaj de suprafață de Ra 0.1, obținând astfel o clasă de precizie P5.
Aplicațiile de explorare spațială și alte produse din industria aerospațială se bazează adesea pe rulmenți ceramici. Lagărele ușoare și compatibile cu vidul le fac ideale pentru sateliți și nave spațiale care necesită capacități optime de suportare a greutății pentru o dinamică și accelerație îmbunătățite de zbor. În plus, acești rulmenți pot funcționa fără lubrifianți, cum ar fi grăsimi și uleiuri grele, care tind să atragă contaminanți care interferează cu componentele electrice sensibile. Există multe aplicații comune care sunt strâns legate de viața noastră de zi cu zi. Durata de viață a majorității motoarelor de tracțiune feroviară este îmbunătățită de materiale ceramice. Aplicațiile chimice și hibride beneficiază și de utilizarea rulmenților ceramici, în special pentru protecția împotriva contaminării. Deoarece rulmenții ceramici sunt inerți din punct de vedere chimic, ei nu vor reacționa cu substanțele chimice dure și nu vor leși particulele în soluții sensibile. Proprietățile rezistente la coroziune ale rulmenților ceramici îi fac ideali pentru curățarea cu soluții de curățare chimice acide sau alcaline puternice. În plus, absența lubrifierii pe bază de ulei și grăsime reduce șansele de creștere și contaminare a bacteriilor. Alte aplicații ale rulmenților ceramici includ:
Rulmenții ceramici au o gamă largă de avantaje în aplicațiile de inginerie, dar există și dezavantaje care trebuie luate în considerare. Sunt foarte dure, rezistente la coroziune si au un modul mare de elasticitate. Ele sunt capabile să funcționeze fără lubrifiere, au dilatare termică scăzută, sunt de obicei de densitate scăzută și sunt nemagnetice. Cu toate acestea, ele sunt scumpe, au o capacitate de încărcare scăzută, sunt sensibile la șocul termic și sunt dificil de obținut un finisaj de înaltă calitate a suprafeței. Indiferent dacă utilizați nitrură de siliciu, zirconiu sau carbură de siliciu, rulmenții ceramici sunt utilizați într-o gamă largă de aplicații, inclusiv instrumente aerospațiale, chimice, medicale și științifice.