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陶瓷轴承基础知识大全

发布时间:2021-03-12 14:19:45 浏览次数:344

陶瓷轴承作为一种重要的机械基础件,由于其具有金属轴承所无法比拟的优良性能,抗高温、超强度等在新材料世界独领风骚。近十多年来,在国计民生的各个领域中得到了日益广泛的应用。本期御微轴承技术动态就为您普及一下有关陶瓷轴承的基础知识。
一、陶瓷轴承主要特性
陶瓷球轴承针对国防工业中恶劣环境下的调整、重载、低温、无润滑工况而开发,是新材料、新工艺、新结构的完美结合。将其转化为民用技术,陶瓷球轴承可以完全覆盖现在的精密、中速以上全钢轴承的所有应用领域。陶瓷轴承的内径、外径等尺寸均为国家制定钢质轴承的P4、P5、P6级的标准尺寸。因陶瓷材料热胀系数低,传热性能小,弹性衡量小等特点,安装配合需加以注意。
在高速、高温、低温、大温差、真空、要求绝缘、不导磁等恶劣工作环境下,高性能陶瓷轴承是替代目前使用的全钢轴承的理想轴承,具有适应转速范围宽、高速远转发热小、性能稳定、寿命长、耐腐蚀、不怕污染、抗磨损、耐瞬时缺油润滑能力和可靠性高等优异性能指标,陶瓷轴承可广泛应用在机械、化工、电视、真空、低温工程、航天、航空等领域、发展前景广阔。该项目是针对国防工业中恶劣环境用的高速、重载、低温、无润滑工况开发的,技术含量很高,是新材料、新工艺、新结构的完美结合,其工作温度在??200℃至+800℃以内,载菏高达3000Mpa以内,dn值接近180万mm。r/min以内,将其转化为民用技术,可广泛应用于民用高速机床、低温工程、高温工程、化工等行业,经过适当开发,使用领域可以完全覆盖现在的精密、中速以上全钢轴承的所有应用领域,性能价格比远远优于全钢轴承,寿命可比现在使用的轴承错提高3倍以上,节省大量的停机检修时间,废品率降低、库存轴承备件减少等;此外,由于技术含量高,不可能仿冒,投资回收风险小。
二、陶瓷轴承技术资料


三、陶瓷轴承优点
第一,由于陶瓷几乎不怕腐蚀,所以,陶瓷滚动轴承适宜于在布满腐蚀性介质的恶劣条件下作业。
第二,由于陶瓷滚动小球的密度比钢低,重量更要轻得多,因此转动时对外圈的离心作用可降低40%,进而使用寿命大大延长。
第三,陶瓷受热胀冷缩的影响比钢小,因而在轴承的间隙一定时,可允许轴承在温差变化较为剧烈的环境中工作。
第四,由于陶瓷的弹性模量比钢高,受力时不易变形,因此有利于提高工作速度,并达到较高的精度。

四、陶瓷轴承主要用途
陶瓷轴承具有耐高温、耐寒、耐磨、耐腐蚀、抗磁电绝缘、无油自润滑、高转速等特性。
可用于极度恶劣的环境及特殊工况,可广泛应用于航空、航天、航海、石油、化工、汽车、电子设备,冶金、电力、纺织、泵类、医疗器械、科研和国防军事等领域,是新材料应用的高科技产品。
陶瓷轴承的套圈及滚动体采用全陶瓷材料,有氧化锆(ZrO2)、氮化硅(Si3N4)、碳化硅(SiC)三种。保持器采用聚四氟乙烯、尼龙66,聚醚酰亚氨,氧化锆、 氮化硅,不锈钢或特种航空铝制造,从而扩大陶瓷轴承的应用面。

五、陶瓷轴承应用领域
医疗器械、低温工程、光学仪器、高速机床、高速电机、印刷机械、食品加工机械。
在航空航天、航海、核工业、石油、化工、轻纺工业、机械、冶金、电力、食品、机车、地铁、高速机床及科研国防军事技术等领域需要在高温、高速、深冷、易燃、易爆、强腐蚀、真空、电绝缘、无磁、干摩擦等特殊工况下工作,陶瓷轴承不可或缺的替代作用正在被人们逐渐地认识。
随着加工技术的不断进步,工艺水平的日益提高,陶瓷轴承的成本不断下降,已经从过去只在一些高、精、尖领域小范围内应用,逐步推广到国民经济各个工业领域,产品市场价格也逐渐接近实用化,达到用户可接受的程度,陶瓷轴承大面积应用的浪潮已经涌来!

六、陶瓷轴承按用途分类
(1)高速轴承
具有耐寒性、受力弹性小、抗压力大、导热性能差、自重轻、摩擦系数小等优点,可应用在12000转/分-75000转/分的高速主轴及其它高精度设备中。
(2)耐高温轴承
材料本身具有耐高温度1200℃,且自润滑好,使用温度在100℃-800℃间不产生因温差造成的膨胀。可应用在炉窑,制塑、制钢等高温设备中。
(3)耐腐蚀轴承
材料本身具有耐腐蚀的特性,可应用在强酸、强碱、无机、有机盐、海水等领域,如:电镀设备,电子设备,化工机械、船舶制造、医疗器械等。
(4)防磁轴承
因无磁不吸粉尘,可减少轴承提前剥落、噪声大等。可用在退磁设备。精密仪器等领域。
(5)电绝缘轴承
因电阻力高,可免电弧损伤轴承,可用在各种要求绝缘的电力设备中。
(6)真空轴承
因陶瓷材料独具的无油自润滑特性,在超高真空环境中,可克服普通轴承无法实现润滑之难题。
注:以上前五种类别轴承,同一套轴承可应用到高温、高速、酸碱、磁场、非绝缘中,但因材料性能有所不同(请参阅稀土陶瓷材料性能表)故请客户选择产品时,根据自己所应用的场合,来挑选材料最适合的陶瓷轴承。
七、陶瓷轴承按材料分类
(1)氧化锆全陶瓷轴承
全陶瓷轴承具抗磁电绝缘、耐磨耐腐蚀、无油自润滑、耐高温耐高寒等特点 , 可用于极度恶劣环境及特殊工况。
套圈及滚动体采用氧化锆(ZrO2)陶瓷材料,保持器使用聚四氟乙烯(PTFE)作为标准配置,一般也可使用玻璃纤维增强的尼龙66(RPA66-25),特种工程塑料(PEEK,PI),不锈钢(AISISUS316),黄铜(Cu)等。
(2)氮化硅全陶瓷轴承
氮化硅全陶瓷轴承套圈及滚动体采用氮化硅(Si3N4)陶瓷材料,保持器使用聚四氟乙烯(PTFE)作为 标准配置,一般也可使用RPA66-25,PEEK,PI,以及酚醛夹布胶木管等。
SiN4制全陶瓷轴承相比较ZrO2材料可适用于更高转速及负荷能力,以及适用于更高的环境温度。同时可提供用于高速高精度高刚性主轴的精密陶瓷轴承,最高制造精度达P4至UP级。
(3)满装球全陶瓷轴承
满装球型全陶瓷轴承一面带添球缺口,因采用无保持架结构设计,可以比标准结构的轴承装入多的陶瓷球,从而提高其负荷能力,另外还可避免因保持架材料的限制,可达到陶瓷保持架型全陶瓷轴承耐腐蚀及耐温效果。该系列轴承不适宜较高转速,安装时应注意将缺口面装于不承受轴向负荷的一端。

(4)混合陶瓷球轴承
陶瓷球特别是氮化硅球具有低密度、高硬度、低摩擦系数,耐磨、自润滑及刚性好等特点,特别适合做高速、高精度及长寿命混合陶瓷球轴承的滚动体(内外圈为金属)。
一般内外圈采用轴承钢(GCr15)或不锈钢(AISI440C),陶瓷球可选用ZrO2,Si3N4,或SiC材料。
八、陶瓷轴承按技术等级分类
(1)深沟球轴承
(技术等级为:P4、P5、P6、P0) 深沟球轴承,最具代表性的滚动轴承,用途广泛,可承受径向负荷与双向轴向负荷。适用于高速旋转及要求低噪声、低振动的场合或钢质轴承所不能应用的高温、高寒、腐蚀、磁场、非绝缘等领域。
(2)调心球轴承
调心球轴承的外圈滚道呈球面,自动调心,可补充不同心度和轴挠度造成的误差。用于产生轴与外壳的不同心或轴挠曲部位及高温、低寒、腐蚀、磁场非绝缘等要求的调心部位。注:倾斜度不能超过3度。
(3)单列角接触球轴承
(技术等级为:P4、P5、P6、P0) 角接触轴承适用于高速及高精度旋转,在高温、磁场、水中等不影响其精度,并可承受合成负荷。
标准的接触角为15°、30°和40°,接触角越大轴向负荷能力越大,接触角越小轴承可承受径向负荷与单向轴向负荷。一般采取成对安装。请在选购时加以注意。
(4)单向推力球轴承
单向推力球轴承,是由带有球滚动滚道的垫圈形套圈和组装着球的保持架组成。可以承受轴向负荷,但不能承受径向负荷。好了,本期技术动态有关“陶瓷轴承的基础知识”就为大家介绍到这里了,希望可以为您今后在正确选择陶瓷轴承方面提供帮助。如果有需要微型精密轴承的客户可以随时拨打御微热线:021-51099639 或者关注御微企业微信15309279285!
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