Керамические подшипники и гибридные подшипники
Использование обычных подшипников, изготовленных из стали, накладывает определенные ограничения на применение их в особых условиях работы, связанных с высокими температурами, агрессивной коррозионной средой, невозможностью применения смазки. В таких случаях применяются подшипники, произведенные из технической керамики и гибридные подшипники. Керамические подшипники характеризуются повышенными эксплуатационными характеристиками и отлично справляются с критическими условиями применения. Благодаря уникальным свойствам керамических материалов керамические подшипники в несколько раз превосходят стальные по показателям коррозионной и термической стойкости, а также твердости.
Виды керамических подшипников:
-
Радиальные шарикоподшипники
-
Радиально-упорные шарикоподшипники
-
Одинарные упорные шарикоподшипники
-
Двухрядные самоустанавливающиеся керамические подшипники
Материалы частей керамических подшипников:
-
нитрид кремния (Si3N4)
-
карбид кремния (SiC)
-
оксид циркония (ZrO2)
-
оксид алюминия (Al2O3)
-
нержавеющая сталь
-
PEEK - полиэфирэфиркетон (материал сепаратора)
-
PFTE - политетрафторэтилен (материал сепаратора)
СКАЧАТЬ PDF
Керамические и гибридные подшипники
ТРЕБОВАНИЯ К МАТЕРИАЛАМ ДЛЯ КЕРАМИЧЕСКИХ И ГИБРИДНЫХ ПОДШИПНИКОВ
Детали машин, изготовленных из обычных материалов, не всегда подходят для использования в критически важных технических областях. В целях гарантированного обеспечения продолжительного срока эксплуатации подшипники, в том числе подшипники качения и скольжения, должны быть изготовлены из материалов, которые
-
отличаются особой прочностью,
-
имеют минимальный коэффициент трения,
-
при эксплуатации проявляют минимальный износ в контактных зонах.
В случаях критически важного технического применения для деталей машин и механизмов строго регламентируются некоторые дополнительные технические требования. В том числе предполагается, что изделия должны обладать некоторыми уникальными свойствами, такими, как стойкость к воздействию повышенных температур, коррозионная стойкость и, что особенно важно, способность подшипников функционировать в сухом состоянии либо без смазки, либо с минимальными требованиями по обеспечению смазки.
При изготовлении керамических подшипников качения и керамических подшипников скольжения для критически важных технических применений используется специальная высококачественная керамика на основе следующих материалов:
-
нитрид кремния (Si3N4),
-
карбид кремния (SiC),
-
оксид циркония (ZrO2),
-
oксид алюминия (Al2O3).
Керамические подшипники скольжения способны функционировать в условиях контакта с сопрягаемой деталью из керамики или с деталями, изготовленными либо из закаленной стали, либо из стали с твердым покрытием.
РАЗНОВИДНОСТИ КЕРАМИЧЕСКИХ ПОДШИПНИКОВ
Шариковые и роликовые керамические подшипники, обобщенно называемые подшипниками качения, могут быть спроектированы и изготовлены в двух вариантах:
-
как полностью керамические подшипники,
-
как специальные гибридные подшипники.
В керамических подшипниках кольца и элементы качения (шарики или ролики) изготавливаются из керамики, а в гибридных подшипниках из керамических материалов изготавливаются только элементы качения, тогда как кольца изготавливаются из подшипниковой стали с особыми свойствами.
КЕРАМИЧЕСКИЕ ПОДШИПНИКИ КАЧЕНИЯ: РАЗНОВИДНОСТИ, РАЗМЕРЫ И ТЕХНИЧЕСКИЕ ДАННЫЕ
Типы подшипников
Радиальные и опорные подшипники качения
Керамические подшипники с глубоким желобом
Радиальные упорные керамические подшипники
Сферические керамические подшипники
Цилиндрические роликоподшипники
Керамические подшипники на заказ (особой конструкции)
Класс прецизионных керамических подшипников
Размеры и технические данные
Керамические подшипники качения
Стандартные размеры по ISO
От посадочного диаметра 4 мм
до наружного диаметра 200 мм
Стандартные типоразмеры:
шарикоподшипники от 6 до 100 мм
Кольца, шарики/ролики из диоксида
циркония (ZrO2 )
шарикоподшипники от 6 до 100 мм
Кольца, шарики/ролики из нитрида кремния
(Si3N4)
Кольца из диоксида циркония (ZrO2);
шарики/ролики из нитрида кремния (Si3N4 )
Гибридные подшипники качения
Стандартные размеры по ISO
От посадочного диаметра 1 мм
до наружного диаметра 1600 мм
Стандартные типоразмеры:
шарико-подшипники и
роликоподшипники от 4 до 400 мм
Кольца из обычной подшипниковой
стали; шарики/ролики из нитрида
кремния (Si3N4 )
Кольца из специальной
коррозионностойкой и термостойкой нержавеющей стали HNS-типа
(сталь с высоким содержанием азота);
шарики/ролики из нитрида
кремния (Si3N4 )
Специальные заказные стальные
кольца; шарики/ролики из нитрида
кремния (Si3N4 ) или из диоксида
циркония (ZrO2 )
КЕРАМИЧЕСКИЕ ПОДШИПНИКИ СКОЛЬЖЕНИЯ: МАТЕРИАЛЫ И РАЗМЕРЫ
Керамические подшипники и гибридные подшипники скольжения всегда изготавливаются под заказ и, в основном, применяются в зонах, подверженных абразивному, коррозионному воздействию, высокой температуре при одновременном влиянии электрических и/или магнитных полей.
Керамические подшипники и гибридные подшипники скольжения могут быть изготовлены с размерами по диаметру от 2 до 400 мм. Внутренние и наружные гильзы и вкладыши могут сопрягаться с очень малым зазором порядка нескольких микрон. Возможно обеспечение рабочих поверхностей с индексом шероховатости Ra ≤ 0,8 микрон.
Деталь может быть выполнена в виде металлокерамического изделия, в котором керамические втулки установлены методом горячей посадки с обжимом в корпус под подшипник, изготовленный из нержавеющей или другой специальной стали. Горячая посадка керамики в металл исключит любые опасения по чувствительности керамики к воздействию ударных нагрузок и ее стойкости к изломам.
Размеры
Конструкция
Конструкция
Конструкция
Возможные зазоры
Возможные значения индекса шероховатости поверхности
Требуемая смазка
Требуемая смазка
по диаметру, от 2 до 400 мм
под заказ, радиальный и/или осевой подшипник
с применением или без применения канавки для смазки
полностью керамическое изделие или керамические втулки установлены горячей посадкой с обжимом в корпус
2-10 микрон, в зависимости от типоразмера
≤ 0,8 микрон
Технологическая среда продукции или вода
Al2O3, ZrO2, SiC, Si,3N4
