Садржај
Потпуно керамички лежај
Хибридни керамички лежај
Самопоравнавајући{0}}куглични лежајеви
Шта је керамички лежај?
Керамички лежајеви су категорија котрљајућих лежајева који користе керамичке материјале за неке или све прстенове и котрљајуће елементе. Међу најтипичнијима су следеће. Потпуно керамички лежајеви. То обично значи да су елементи за котрљање, као што су куглице, и оба прстена, односно унутрашњи и спољашњи, од керамичког материјала (обично од силицијум нитрида Си3Н4 или цирконијума ЗрО2). Случај је да су и котрљајни елементи и прстенови керамички. Хибридни керамички лежајеви. Ово је типичнији случај. То обично значи да су елементи за котрљање, као што су куглице, керамички (обично силицијум нитрид Си3Н4), док су унутрашњи и спољашњи прстенови од уобичајеног челика са високим садржајем угљеника хрома. У овом случају, котрљајни елементи су керамика, а прстенови су челични.
Основне карактеристике
Екстремно висока тврдоћа и отпорност на хабање: Силицијум нитрид (Си3Н4), уобичајен керамички материјал, има тврдоћу знатно већу од тврдоће челика за лежајеве, што повећава отпорност на хабање и укупан век трајања, посебно под неповољним условима подмазивања.
Много нижа густина и мања центрифугална сила: Керамичке кугле су приближно 40% лакше од челичних куглица. Стога, у апликацијама великих{2}}брзина, они стварају много нижу центрифугалну силу која смањује оптерећење примењено на спољашњи прстен лежаја, додатно смањујући стварање топлоте због трења и повећавајући максималну радну брзину.
Екстремно низак коефицијент трења: Коефицијент трења између керамике и метала је нижи од оног између две металне компоненте, што промовише глаткији рад лежаја и последично мањи губитак енергије и генерисану топлоту.
Импресивна отпорност на корозију: Керамички материјали показују изузетну отпорност на корозију од воде, киселина, алкалија и соли, што омогућава њихову примену у екстремним условима.
Термичка стабилност: Керамички материјали поседују знатно већу термичку стабилност од челика за лежајеве (нпр. Си3Н4 ради непрекидно преко 800 степени) и неће изгубити своје перформансе услед каљења.
Диелектрична чврстоћа: Због своје велике електричне отпорности, керамика може помоћи у спречавању електричне ерозије услед струја које теку кроз лежај.
Не-Магнетни: Керамички лежајеви због своје конструкције немају интеракцију са магнетима и могу да се користе у склоповима где се морају избећи магнетне сметње.
Уобичајени типови и комбинације
Потпуно керамички лежајеви: Куглични лежаји са пуним керамичким жлебовима: Користе се у апликацијама са малим и средњим оптерећењима у корозивним, високим температурама и немагнетним срединама. Потпуно керамички угаони контактни лежајеви: Користе се у апликацијама где је потребно комбиновано оптерећење, на пример вретена велике брзине. Хибридни керамички лежајеви: Хибридни керамички куглични лежајеви са дубоким жљебовима: Најчешћи тип хибридног контакта, који поседује предности керамичких куглица и носивост и економичност челичних прстенова. Хибридни керамички угаони контактни лежајеви: Често се користе у вретенима алатних машина велике брзине, моторизованим вретенима и слично, са перформансама велике брзине и способношћу да носе аксијална оптерећења.
За и против
Предности производа укључују одличну ефикасност хабања са веома дугим радним веком и оптималним максималним брзинама које добро раде чак и у-задацима велике брзине; врхунска отпорност на корозију и високе температуре могу добро радити чак иу тешким окружењима; а пошто је производ електрично изолован, нема-магнетичан и мале густине, чини производ са ниским трењем, а самим тим и ефикаснијим у раду. Неки недостаци укључују високу цену узроковану тешким процесом и производњом материјала и резултујућу крхкост производа; керамички материјали имају слабу жилавост, могу постати прилично осетљиви на ударе и могу бити ослабљени током уградње.
Материјали су такође осетљиви на концентрацију напрезања и могу лако да не раде и изгубе своју функцију ако су присутни зарези, површинска оштећења или било какве пукотине. Материјали такође имају низак коефицијент топлотног ширења са значајнијим утицајем који је узрокован недостатком одговарајућих керамичких лежајева са пуном керамиком; у овим ситуацијама се може очекивати да ће материјали имати велике температурне варијације.
Главне области примене
Керамички лежајеви су оптимални за екстремне прагове рада и високе перформансе. Вретена алатних машина велике брзине/моторизована вретена: Хибридни керамички угаони контактни лежајеви су од виталног значаја за велику брзину и прецизност уз обезбеђивање минималног пораста температуре. Ваздухопловство: Компоненте мотора са високим температурама и великом брзином као што су помоћне јединице за напајање (АПУ) и друге компоненте мотора. Хемијска и медицинска опрема: Пумпе, мешалице и медицински инструменти (зубарске бушилице, центрифуге) где се захтева отпорност на корозију, стерилност или немагнетност. Аутомобилске трке и високо{5}}компоненте: тркачки мењач, мотори високих-перформанси, турбо пуњачи, итд. Вакуумско окружење: За спречавање контаминације испаравањем конвенционалних мазива, као што је опрема за производњу полупроводника. Снага и енергија: генератори ветрогенератора (изолација), системи лежајева са магнетном левитацијом, итд.
Закључак
Користећи предности{0}}специфичне за материјал, керамички лежајеви имају најбоље перформансе у екстремним условима као што су велика брзина, високе температуре, корозија, немагнетни и вакуум. Тамо где традиционални челични лежајеви покваре, доминирају керамички лежајеви. Иако су трошкови и отпорност на удар изазови, у случајевима када су перформансе, поузданост и екстремна прилагодљивост околини неопходни, керамички лежајеви су јаки и често морају имати опцију.
