Varför välja ett kullager med kiselnitrid?

Kiselnitrid är det idealiska materialet för höghastighetslager på grund av sin lägre densitet, vilket minskar centrifugalbelastningen. Materialet har dessutom utmärkt kemisk beständighet och utmärkta mekaniska egenskaper.

Konventionella slip- och läppningstekniker som används för att tillverka Si3N4-kulor som används i hybridlager skapar ofta ytdefekter som gropar, repor, mikrosprickor och korn som lossnat och som avsevärt förkortar livslängden för keramiska kulor. Dessa defekter kan avsevärt minska livslängden för Si3N4-keramikkulor som används för hybridlagertillämpningar.

Hårdhet

Lagerprestanda kan bero på olika faktorer, bland annat hårdhet, friktion och temperatur. Valet av lämpligt material är avgörande för att uppfylla kraven i din applikation och garantera dess säkerhet - Rulon erbjuder keramiska och hybridkulmaterial som är utformade för att uppfylla dessa specifikationer.

Kiselnitrid är ett av de hårdaste materialen som används vid tillverkning av lager. Med en elasticitetsmodul som gör att det kan återta sin form efter deformation och mer motståndskraft än metallmaterial, framstår kiselnitrid som ett idealiskt materialval när energibesparingar på grund av friktion är av största vikt.

Precis som zirkonia är Si3N4-lager kemiskt inerta och motståndskraftiga mot korrosionsframkallande kemikalier eller fukt - idealiska för användning i tuffa miljöer där traditionella metalllager skulle utsättas för korrosion eller nedbrytning. Dessutom minskar den låga termiska expansionshastigheten snedställningen mellan inner- och ytterringarna.

Kiselnitridens höga styvhet gör att den klarar högre hastigheter än traditionella metallmaterial, vilket ger högre lastkapacitet och snabbare maskinoperationer. Denna egenskap är särskilt viktig för kullager där centrifugalkrafter kan leda till felinställningar på grund av centrifugalkrafter. Dessutom minskar materialets smörjfria funktion underhållskostnaderna och risken för kontaminering från smörjmedelsanvändningen.

Friktion

Friktion mellan lagerelementen orsakar mekaniskt slitage och ytskador som leder till mekaniskt slitage och utmattningsbrott i rullkontaktutmattningslager, gropkorrosion i ytan, utmattningsbrott och rullkontaktutmattning. Friktionen kan dock minskas med hjälp av lämpliga smörjmedel vid lämpliga lagerhastigheter med korrekt underhåll av lagerhastigheterna för maximal produktivitet och minskade driftskostnader för maskiner.

Smörjsystem för lager är avgörande för deras prestanda och livslängd, eftersom de tillhandahåller viktiga smörjfunktioner som förbättring av viskositetsindex och slitageskydd, utöver att minska friktionen. En typisk smörjolja består av basolja, tillsatser och korrosionsinhibitorer, där basoljan står för de viktigaste egenskaperna samtidigt som den tillför funktioner som förbättrat viskositetsindex eller slitageskydd. Alla dessa element samverkar för att skydda lagren från onödigt slitage och förlänga lagrens livslängd.

Kullager i kiselnitrid är ett idealiskt val för höghastighetsapplikationer och erbjuder många fördelar, allt från överlägsen temperaturbeständighet och låg friktion till elektrisk isolering och måttnoggrannhet. Dessutom ger deras hållbarhet en imponerande lastkapacitet.

Si3N4 hybridkeramiska kullagers prestanda beror på både deras tribologiska kompatibilitet och kvaliteten på deras smörjmedel. I allmänhet kan de fungera upp till 50% under sin maximala belastning/hastighet med lämpligt underhåll, men i tuffa miljöer kan de kräva specialfett. De är också känsliga för sintringsdefekter som minskar utmattningslivslängden avsevärt.

Temperatur

Kiselnitrid är ett fantastiskt keramiskt material som är känt för att vara hårt men ändå lätt i vikt. Det är motståndskraftigt mot korrosion från vatten, saltvatten och syror/alkalier; extrema temperaturer verkar inte heller skada det! Eftersom kiselnitrid är icke-magnetiskt är det idealiskt för tillämpningar som kräver elektrisk isolering, t.ex. medicinsk utrustning eller halvledartillverkning, medan den låga avgasningshastigheten gör det lämpligt för tillämpningar med högt vakuum.

Si3n4-kullager har elastiska egenskaper som minskar friktionen med sina löpbanor, vilket bidrar till att spara energi och minimera värmeutvecklingen samtidigt som effektförlusterna minskar och livslängden för mekaniska system ökar. Dessutom innebär deras höga elasticitetsmodul att de motstår deformation under belastning för ökad precision i mekaniska system vid höga hastigheter.

Lager av kiselnitrid har många fördelar jämfört med motsvarande lager av stål, bland annat lägre expansionskoefficienter och inga formförändringar eller noggrannhetsförluster vid höga temperaturer. Detta gör dem lämpliga för hybridlager som kombinerar stålringar med keramiska rullelement - tester har visat att hybridlager som använder zirkoniumoxid- eller kiselnitridlager håller längre i vissa applikationer, t.ex. de som använder förorenade smörjsystem.

Livet

Kiselnitrid skiljer sig från många andra material och metaller genom att vara exceptionellt hårt, vilket gör det mycket hårdare än stål och kapabelt att motstå betydande belastningar utan att spricka, buckla eller deformeras under stress. Tack vare sin hårdhet tål materialet dessutom högre temperaturer - en ovärderlig egenskap när det används i miljöer som regelbundet utsätts för extrema temperaturer.

Hybridkeramiska lagerkomponenter är perfekta för användning i tuffa miljöer, t.ex. marina applikationer och elfordonsmotorer. De är bland annat korrosionsbeständiga och har låg friktionskoefficient samt kan arbeta i höga hastigheter utan mekanisk glidning. Dessutom är hybridkeramiska lagerkomponenter icke-magnetiska och elektriskt isolerande, vilket gör dem särskilt lämpade för känslig utrustning som medicinsk och elektronisk utrustning.

Dessa egenskaper gör sensorerna idealiska för krävande applikationer. De klarar en rad olika miljöförhållanden, från fukt och saltackumuleringar till applikationer med högt vakuum. Dessutom gör deras låga värmeutvidgning och drift i högvakuum dem särskilt fördelaktiga i applikationer där det är viktigt att förhindra att föroreningar som fuktläckage eller kemikaliespill stör den normala driften.

Hybridkeramiska kullagers livslängd beror på geometrin och egenskaperna hos de material som användes vid tillverkningen, och utmattningslivslängden påverkas särskilt av föroreningar på kontaktytorna. För att öka livslängden vid användning i fält rekommenderas att korrekta rengöringsprocesser implementeras innan dessa lager används i drift.