Keramiska lager tenderar att överskugga sina stålmotsvarigheter. I många icke-magnetiska och icke-ledande medicinska eller halvledarenheter bör keramiska lager vara förstahandsvalet. Omfattande kunskap om AUB Bearings tekniska team. Under många år har AUB varit en högkvalitativ lagertillverkare och leverantör med fokus på olika serier av lager, inklusive helkeramiska lager och hybridkeramiska lager.
Helkeramiska lagers banor och kulor är helt gjorda av keramiska material, som är överlägsna vanliga stållager på många sätt. Keramik är ett idealiskt material för alla tillämpningar som vill uppnå högre hastigheter, minska totalvikten eller i extremt tuffa miljöer där höga temperaturer och frätande ämnen förekommer. de
Keramiska hybridlager är den vanligaste typen av keramiska lager och består av en inre och yttre ring av stål med keramik (vanligtvis Si3N4) kulor istället för stål. Vanliga keramiska lagertyper är vinkelkontakt- och spårkullager. Keramiska hybridlager är den vanligaste typen av keramiska lager och består av stål inre och yttre ringar med keramiska (vanligtvis Si3N4) kulor istället för stål.
Keramiska lager är vanligtvis gjorda av följande material:
Eftersom keramik är en glasliknande yta har den en extremt låg friktionskoefficient, vilket gör den idealisk för applikationer som vill minska friktionen. Keramiska kulor kräver mindre smörjning och är hårdare än stålkulor, vilket kommer att bidra till att förlänga lagrets livslängd. Termisk prestanda är bättre än stålkulor, så mindre värme genereras vid höga hastigheter.
Burarna för helkeramiska lager är vanligtvis gjorda av högpresterande plaster, såsom PEEK eller PTFE. AUB:s keramiska lagerhållare är gjorda av polyeter-eterketon (PEEK), en termoplast som används i olika halvledarapplikationer. PEEK är lätt, har mycket goda mekaniska egenskaper, hög driftstemperatur och god beständighet mot media. För extrema temperaturer (till -253°C) används polyklortrifluoreten (PCTFE) istället för PEEK, vilket också ger bättre mediabeständighet. När temperaturen överstiger 250°C används värmebeständigt stål som burmaterial.
Keramiska kulor är rundare, lättare, hårdare och smidigare än stålkulor på grund av sin brist på porositet. Detta minskar friktion och energiförlust, vilket gör att din utrustning kan köras mer effektivt (och längre) med keramiska kullager. Eftersom de är relativt släta kräver keramiska kullager mindre smörjning än stållager.
• Keramiska lager kan köras utan smörjning. Detta beror på att keramiska material inte mikrosvetsar. Mikrosvetsning inträffar när ytdefekter på de rullande elementen och löpbanan samverkar och orsakar ljusbågar, vanligtvis i metallen. Detta kan försämra ytan och avsevärt minska lagrets livslängd. Keramiska material har inte detta problem, vilket gör dem lämpliga för en mängd olika applikationer som kräver en smörjfri miljö.
• De har vanligtvis mycket hög hårdhet (70-90 HRc) och elasticitetsmodul eller Youngs modul. Detta innebär att de motstår formförändringar när en belastning appliceras, samtidigt som de förbättrar slitageegenskaperna.
• Korrosion. Keramik är icke-metalliska och icke-järnhaltiga material. De kommer inte att korrodera som metall när de utsätts för vatten och andra farliga kemikalier. Deras höga korrosionsbeständighet gör att de kan prestera bra i våta och kemiskt aggressiva miljöer.
• Lagerbana.Keramiska kulor är mycket mindre elastiska än stålkulor, och detta är något att tänka på när man överväger en uppgradering till keramiska lager. Keramiska kulor är mer benägna att orsaka skada (intryck) på lagerbanorna om du upplever tunga spindelbelastningar eller en spindelkrasch. Med tiden kan fördjupningarna i löpbanorna växa sig större och så småningom leda till spindelfel.
Konduktivitet. På grund av bristen på fria elektroner i de flesta keramer är keramiska lager icke-magnetiska och icke-ledande, så de föredras ofta i applikationer där konduktivitet är ett problem – till exempel om du har en motor som styrs av en variabel frekvens kör.
• Noggrannhet.När det gäller noggrannhet är det väldigt liten skillnad mellan keramiska lager och stållager. Den enda skillnaden är att keramiska lager inte termiskt expanderar som stållager, så genererar inte lika mycket värme vid höga hastigheter och upplever inte lika mycket mätbar termisk tillväxt.
• Dyrt. Keramiska lager är i genomsnitt 50 % dyrare än stållager. Det första folk kanske lägger märke till när de forskar om keramiska lager är att de är mycket dyrare än metalllager. Denna sak orsakas av många anledningar. Den stora mängd energi som krävs för att nå de temperaturer som krävs för sintringsprocessen av avancerade råvaror är förknippad med extremt höga energi- och processkostnader. Eftersom keramik är så hårt ökar bearbetnings- och slipkostnaderna snabbt vid tillverkning av precisionslager. Allt detta måste göras i en ren miljö av kunnig arbetskraft. Keramik är extremt känsligt för föroreningar i sina porer, så all förorening kan orsaka för tidigt fel. När storleken ökar ökar priset exponentiellt på grund av behovet av kostsamma bearbetningsmetoder. Dessa inkluderar den långsammare sintringsprocessen som krävs för att övervinna temperaturgradienter i den gröna kroppen, mängden tryck som appliceras enhetligt över en större volym och de resulterande maskinkostnaderna.
• Låg bärighet. Jämfört med metaller har keramiska lager lägre belastningsförmåga och är känsliga för termiska stötar. Termisk chock är när en temperaturgradient inuti ett material orsakar differentiell expansion och därmed inre stress. Denna spänning kan överstiga materialets styrka, vilket orsakar sprickor.
• Keramik är också svårare för att få en ytfinish av hög kvalitet. De kan slipas till en ytfinish på Ra 0.1 och uppnår därmed en P5-precisionsklass.
Tillämpningar för rymdutforskning och andra flygindustriprodukter är ofta beroende av keramiska lager. Lätta och vakuumkompatibla lager gör dem idealiska för satelliter och rymdfarkoster som kräver optimal viktbärande förmåga för förbättrad flygdynamik och acceleration. Dessutom kan dessa lager fungera utan smörjmedel, såsom tunga fetter och oljor, som tenderar att dra till sig föroreningar som stör känsliga elektriska komponenter. Det finns många vanliga applikationer som är nära relaterade till vårt dagliga liv. Livslängden för de flesta järnvägstraktionsmotorer förbättras av keramiska material. Kemiska och hybridapplikationer drar också nytta av användningen av keramiska lager, speciellt för skydd mot kontaminering. Eftersom keramiska lager är kemiskt inerta kommer de inte att reagera med starka kemikalier eller läcka ut partiklar till känsliga lösningar. De korrosionsbeständiga egenskaperna hos keramiska lager gör dem idealiska för rengöring med stark syra eller alkaliska kemiska rengöringslösningar. Dessutom minskar frånvaron av olje- och fettbaserad smörjning risken för bakterietillväxt och kontaminering. Några andra tillämpningar av keramiska lager inkluderar:
Keramiska lager har en lång rad fördelar i tekniska applikationer, men det finns också nackdelar som måste beaktas. De är mycket hårda, korrosionsbeständiga och har en hög elasticitetsmodul. De kan köras utan smörjning, har låg termisk expansion, har vanligtvis låg densitet och är icke-magnetiska. De är dock dyra, har låg bärförmåga, är känsliga för termiska stötar och är svåra att uppnå en ytfinish av hög kvalitet. Oavsett om du använder kiselnitrid, zirkoniumoxid eller kiselkarbid, används keramiska lager i ett brett spektrum av applikationer inklusive flyg-, kemiska, medicinska och vetenskapliga instrument.
