Керамические подшипники

Подшипники из нержавеющей или хромированной стали имеют существенный недостаток: он связан с коррозией и расширением тел качения при значительном нагреве, что ограничивает их применение в высокотемпературных узлах. Для таких механизмов инженерами предлагается новаторское решение — керамические подшипники. В статье рассмотрим их основные преимущества и конструктивные особенности. Содержание:

1. Область применения подшипников из керамики
2. Свойства керамических подшипников
3. Типы и особенности монтажа керамических подшипников

Область применения подшипников из керамики

Длительное время стальные подшипники успешно выполняли возложенные на них функции по обеспечению функционирования различных узлов. Но быстро развивающиеся технологии требовали создания деталей, рассчитанных на работу в условиях высоких температур. В конце XX века после тщательного изучения и анализа свойств разных материалов технологами и конструкторами было принято решение заменить металлические ролики керамическими. Так появились гибридные подшипники, в которых из керамики изготавливались основные составные части — тела качения. После многочисленных испытаний в реальных условиях изделия показали отличные эксплуатационные показатели, поэтому многими производителями была освоена технология изготовления полностью керамических подшипников. Благодаря улучшенным механическим свойствам они сразу завоевали популярность. Подшипники из керамики имеют сегодня широкую область применения:

• станко- и автомобилестроение;
• авиация и космонавтика;
• газо- и нефтедобывающее оборудование;
• химическая и пищевая промышленность;
• робототехника;
• медицинские приборы, оптика и пр.

Свойства керамических подшипников

По своей конструкции подшипники из керамики полностью идентичны стальным аналогам — отличие заключается лишь в материале. Для изготовления применяется качественная керамика, представляющая собой специальное химическое соединение нитрида кремния, оксидов алюминия и циркония, а также карбида кремния. Такие изделия отличаются:

• Гладкой поверхностью и минимальным коэффициентом трения. Их можно безопасно использовать при минимальной смазке или полном ее отсутствии. Низкое трение позволяет увеличить скорость вращения до 12 тыс. оборотов в минуту.
• Низкой химической активностью. Керамические подшипники надежно работают даже в агрессивной среде.
• Повышенной прочностью. Твердость керамики по Роквеллу составляет 75 единиц, а стали — максимум 60. Кроме того, керамические подшипники на 40% легче стальных аналогов, что является главной причиной уменьшения центробежной силы при вращении.
• Неподверженностью коррозии и устойчивостью к попаданию влаги.
• Возможностью сопрягаться не только с керамическими деталями, но и стальными.
• Отсутствием свойства намагничиваться, что позволяет применять их в условиях воздействия сильного электромагнитного поля.
• Диэлектрическими характеристиками. Благодаря использованию различных пропорций химических элементов при изготовлении материала получаются требуемые результаты по электропроводности.

Главная особенность керамических подшипников, благодаря которой они наиболее выгодно отличаются от аналогов, заключается в их повышенной термоустойчивости. По этому показателю они превосходят детали из стали в 5 раз!

Рабочая температура изделий, при которой обеспечиваются нужные эксплуатационные параметры, может составлять более 1000С. Размеры тел качения при этом не меняются.

Типы и особенности монтажа керамических подшипников

Для использования в механизмах различного назначения изготавливаются следующие типы керамических подшипников скольжения и качения:

• Цельнокерамические, рабочая температура которых может составлять до 1800С. Обладают всеми преимуществами перед стальными аналогами.
• Гибридные, в которых из керамики изготавливаются только шарики, помещенные в стальную обойму. Они облегченные, лучше вращаются, характеризуются малым сопротивлением качения и позволяют снизить затраты энергии.
• Подшипники, изготовленные из нитрида кремния предназначены для повышенных нагрузок и высоких скоростей вращения. Они требуют минимум смазки и отличаются повышенной длительностью использования.
• Изделия на основе диоксида циркония характеризуются инертностью к большинству материалов, отсутствием магнитного эффекта и повышенной прочностью. Рабочая температура — до 400С.

Среди множества достоинств у изделий из керамики присутствует один недостаток, заключающийся в хрупкости материала. По этой причине при монтаже деталей важно обеспечить равномерное распределение усилия по окружности и максимально сбалансировать внутреннее и внешнее давление на кольца.

Не допускаются сильные удары, так как они могут привести к растрескиванию элементов.

Подведём итог: керамические подшипники оптимальны для использования, когда необходимо достичь повышенных оборотов, минимизировать вес, а также обеспечить эксплуатацию агрегата в условиях высокой температуры и воздействия агрессивной среды. В интернет-магазине «Европодшипник М» вы можете оптом или в розницу приобрести сертифицированные керамические подшипники по выгодным ценам.