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

2_pod.jpg
4_pod.jpg
22_pod.jpg
44_pod.jpg
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).

Hybrid-self-aligning-ball-bearing-HYSN-2
Si3N4+ZRO2 BEARING.jpg
Si3N4 BEARING.jpg
ceramic-ball-bearing-czn-6003-j12.jpg

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.

ZRO2 BEARING.jpg
ZRO2+Si3N4 BEARING.jpg
Hybrid-spindle-ball-bearing-HYSN-7307E-T

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