Fördelar med kullager av kiselnitrid

Kullager av kiselnitrid är tillverkade av ett exceptionellt hårt keramiskt material som kan motstå höga belastningsnivåer utan att skadas under tryck, vilket också hjälper dem att motstå korrosion och extrema temperaturer.

I denna studie användes en modifierad Shell-apparat med fyra kulor för att bedöma utmattningslivslängden hos fem typer av kiselnitridlager, var och en med olika brottmoder och livslängder beroende på ytjämnhet, porositet och additivsammansättning.

Korrosionsbeständig

Kiselnitridkeramik (Si3N4) är ett exceptionellt segt och elastiskt material med många användningsområden som ger många fördelar när det gäller slitstyrka och minimering av energiförluster. Den låga friktionskoefficienten minimerar värmeutvecklingen samtidigt som den förbättrar effektiviteten hos höghastighetsmaskiner. Dessutom är hårdheten högre än hos metaller, vilket ger enastående slitstyrka och lång livslängd; dessutom förblir strukturen intakt även i tuffa miljöer som inte är lämpliga för konventionella metalllager.

Dessa egenskaper gör Si3N4-keramiska kullager till den perfekta lösningen för många krävande applikationer, inklusive vakuummiljöer eller när regelbunden smörjning inte är möjlig eller önskvärd, t.ex. vid hantering av kemikalier eller starka ämnen. De är också icke-magnetiska - perfekt för känslig utrustning som magnetisk resonanstomografi (MRI).

Dessa lager kan utrustas med PEEK-burar för överlägsen kemisk inertitet eller med PTFE och 316 rostfria stålkomponenter för kryogena applikationer, och deras förmåga att arbeta utan smörjning minimerar underhålls- och föroreningsproblem; för att maximera lagrets livslängd är det dock klokt att arbeta under maximal belastning / hastighet.

Motståndskraft mot höga temperaturer

Si3n4-kullagrens höga temperaturbeständighet gör dem särskilt användbara i applikationer som använder dem under längre perioder, eftersom det gör att de kan motstå temperaturer som skulle skada andra metaller eller orsaka deformation. Denna egenskap gör si3n4-lager särskilt idealiska i stressiga applikationer där betydande belastningar måste hanteras utan att deformeras eller brytas ner, plus att de kan arbeta i högre hastigheter än sina motsvarigheter i stål.

Kiselnitrid har en lägre densitet än stål, vilket gör den betydligt lättare och perfekt för applikationer där utrymmet är begränsat. Dessutom bidrar detta till att förbättra lastkapaciteten i mindre konstruktioner samtidigt som det minskar de centrifugalkrafter som uppstår i lager - vilket ytterligare bidrar till deras livslängd och hållbarhet.

Den här typen av lager kan också bidra till att minska friktionen, vilket sparar energi och förbättrar effektiviteten. Dessutom gör den större motståndskraften mot nötning och korrosion att den lämpar sig för krävande miljöer.

Lager av kiselnitrid med grafitburar klarar temperaturer upp till 1200 grader Celsius. I miljöer med högre temperaturer ger dock keramiska lager eller polyimidlager bättre värmeledningsförmåga, vilket gör dem bättre lämpade för högtemperaturtillämpningar. Hybridkeramiska lager kombinerar innerringar och ytterringar av GCr15-stål med keramiska kulor - dessa lager har större temperaturtålighet samtidigt som de är mer kostnadseffektiva än rent keramiska lager.

Lättvikt

Kullager av kiselnitrid är betydligt lättare än motsvarande lager av stål, vilket minskar centrifugalkraften och drifthastigheten samtidigt som det minskar centrifugalkraften och slagskadorna från slag och värmeexponering, samtidigt som utrustningens livslängd skyddas genom motståndskraft mot slagskador, värmebelastning och kemisk korrosion. Dessutom har keramiska material exceptionell hårdhet och kemisk beständighet, vilket ger lång livslängd för kritisk utrustning i tuffa miljöer.

Kiselnitridkeramer är extremt korrosionsbeständiga, även i sura eller alkaliska lösningar, vilket gör dem till ett utmärkt val för användning i kemisk bearbetning, marin användning och militär hårdvaruutrustning. Dessutom gör deras exceptionella termiska egenskaper att de behåller sina mekaniska egenskaper även vid temperaturer som normalt skulle bryta ned metaller - en tillgång i tuffa miljöer som flyg- och rymdindustrin och militära hårdvaruapplikationer.

Helkeramiska kiselnitridlager tål temperaturer på upp till 1000 grader Celsius, medan hybridkullager i kiselnitrid och stål är utmärkta för applikationer som kräver höga hastigheter eller accelerationskrav. Genom att kombinera stålringar med keramiska rullelement och kulor för att minska friktionen och samtidigt motverka glidning eller skador från centrifugalkrafter som orsakas av centrifugalkraften, ökar hybridlagren effektiviteten samtidigt som underhållskostnaderna minskar.

Dessa viktiga fördelar kan uppnås genom hybridradial- eller vinkelkontaktlager med keramiska kulor av kiselnitrid och ringar av 52100-lagerstål. Dessa avancerade precisionslager har längre hållbarhet än standardkonstruktioner i stål och kan fungera utan extra smörjning beroende på miljöförhållandena; om extra smörjning skulle behövas erbjuder burarna i PEEK, PTFE eller 316 rostfritt stål olika hållfasthet och korrosionsbeständighet beroende på dina applikationsbehov.

Höghållfast

Kullager av kiselnitridkeramik har överlägsen styrka och styvhet, vilket gör att de kan klara höga belastningar vid mycket höga hastigheter utan att böjas under tryck. Dessutom minskar deras låga friktionskoefficient kraftigt rullmotståndet och behovet av smörjning. De tål extrema temperaturer samtidigt som de är icke-magnetiska och elektriskt isolerande - perfekt för applikationer med höga belastningar vid mycket höga hastigheter!

Tack vare dessa egenskaper är si3n4 keramiska kullager ett utmärkt val för hybridapplikationer som kräver både stål- och keramikkulor, t.ex. i hybridfordon. Kombinationen gör att de kan hantera högre hastigheter och tyngre belastningar mer effektivt än lager helt i stål, vilket ger ökad effektivitet och längre livslängd för utrustningen.

Dessa keramiska kulor har låg vikt för minskade centrifugalkrafter som orsakar slitage, medan deras överlägsna hårdhet och kemiska beständighet gör att de tål korrosion och nötning samt är lämpliga för flyg-, militär- och fordonsapplikationer.

Si3N4-keramikens låga värmeledningsförmåga gör att den i vissa situationer kan köras utan smörjning, vilket kraftigt minskar underhållsbehovet och risken för kontaminering. Dessutom kan de användas i högvakuum - perfekt för medicinska och elektroniska applikationer där magnetiska störningar kan påverka precisionen - och deras låga linjära expansionshastighet bidrar till att säkerställa en jämn drift samtidigt som man undviker kostsamma driftstopp på grund av fel på utrustningen.