Нестандартный материал для нестандартного применения
В конструкции любого механизма, связанного с вращением, используются подшипниковые узлы. В зависимости от назначения, точности вращения и нагрузки они делятся на несколько категорий и видов. Из названия понятно, что главной деталью такого узла является подшипник, еще совсем недавно эта деталь изготавливалась исключительно из металла. Но, с освоением новых технологий, техническая керамика нарушила эту традицию, составив серьезную конкуренцию металлу. Особенно большую популярность керамические подшипники приобрели в тех областях, где требуется надежная работа в экстремальных условиях.
Состав композиций и преимущества керамики
Нитриды и карбиды кремния, оксиды алюминия и циркония – неорганические соединения, лежащие в основе композиций для производства комплектующих подшипников. Прежде чем превратиться в высокоточные детали, материал проходит через процессы спекания и формовки, новейшие технологии позволяют получить изделия с точностью, измеряемой в микрометрах – миллионных долях метра.
От химического состава во многом зависят свойства материалов, а значит и область применения продукции, например, нитрид кремния – это способность выдерживать высочайшие скоростные нагрузки и экстремальный температурный режим, а диоксид циркония – это инертность по отношению к большинству агрессивных веществ и рекордная для керамики прочность. Но, есть целый ряд достоинств, которые являются общими для керамических деталей:
- диэлектрические и антикоррозийные свойства;
- не подверженность влиянию магнитного поля;
- небольшой вес и неизменность размеров при колебаниях температуры;
- уменьшенное воздействие сил трения и соответствующее снижение потребности в смазке;
- широкие параметры температурного режима;
- устойчивость к истиранию и долговечность;
- пониженный шумовой фон при работе.
Скольжение или качение
Подшипники скольжения – это прежде всего втулки и вкладыши с гладкой рабочей поверхностью, уменьшающую трение до минимальных значений. Конструкция может представлять собой металлокерамическое изделие или быть полностью выполнено из керамических материалов. В первом случае корпус узла изготавливается из металла, после чего в него запрессовываются рабочие вкладыши. Простота конструкции этого типа подшипников увеличивает их надежность, а минимальные требования к смазке и способность выдерживать высокие обороты позволяют использовать в механизмах, где рабочие условия намного превышают пороговые значения для металлических аналогов.
Более востребованные подшипники качения популярны из-за своей универсальности, их размеры стандартизированы, в то время как втулки и вкладыши узлов скольжения, чаще изготавливаются на заказ. Изделия, полностью выполненные из керамического материала, имеют некоторые преимущества перед гибридными моделями, в которых только тела качения изготовлены из керамики, они имеют меньший вес, большую химическую устойчивость и немагнитность. В то же время гибридные изделия дешевле, имеют расширенную номенклатуру и при этом сохраняют большинство полезных свойств керамики.
