陶瓷轴承有哪些种类?各有什么特点及应用场合
1、按用途分:
(1)、高速轴承:
陶瓷轴承具有耐寒性、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。
2、按材料分: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。
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。
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。
陶瓷保持架全陶瓷轴承
陶瓷制保持架具有耐磨损,高强度,耐腐蚀及自润滑的优点,采用陶瓷保持架制造的全陶瓷轴承可使用于极强腐蚀,超高低温及高真空等苛刻环境.常用陶瓷材料为ZrO2,Si3N4或SiC。
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。
3、按技术等级分:
(1)、深沟球轴 陶瓷轴承
陶瓷轴承图册
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。
氮化硅陶瓷球是在非氧化气氛中高温烧结的精密陶瓷,具有高强度,高耐磨性,耐高温,耐腐蚀,耐酸、碱、可在海水中长期使用,并具有绝电绝磁的良好性能。在800℃时,强度、硬度几乎不变,其密度为3.20g/cm3,几乎是轴承钢的1/3.重量,旋转时离心力小.可以实现高速运转。
还具有自润滑性,它可以使用到无润滑介质高污染的环境中。成为陶瓷轴承,混合陶瓷球轴承的首选材质。氧化锆陶瓷球,在常温下具有高的强度和高韧性、耐磨性好、耐高温耐腐蚀、刚度高、不导磁、电绝缘。氧化锆陶瓷球在600℃时,强度、硬度几乎不变其密度为6.00g/cm3, 热膨胀率接近金属若膨胀率,可与金属接合使用。
高纯度的ZrO2原色为白色,含有杂质时呈现出黄色或灰色,氧化锆密度5.6g/cm3,熔点2715C。ZrO2资深具有良好的耐热性、绝缘性、耐腐蚀性。
通常应用的氧化锆结构陶瓷材料是TZP。材料中加入的Y2O3抑制了晶粒的长大和稳定了氧化锆的晶型转变,是所有的PSZ 或者说所有的多晶陶瓷中韧性较高的。
氧化锆陶瓷每立方厘米的密度高达5.95-6.05g/cm3之间,在四种常用于制作陶瓷球体材料(SigN4, SiC, Al2O3, ZrO2)中,氧化锆陶瓷的韧性度较高,8MPam 12以上,热膨胀系数10.5x10*/C,接近于金属的热膨胀系数,能满足与金属良好的贴合需求,但是尺寸稳定
性随温度变化较大,滚动疲劳接触失效形式为破坏性碎裂,在一些关键场合不如氮化硅材料稳定。
氧化锆陶瓷具有自润滑性,可以解决润滑介质造成的污染和添加不便耐腐蚀好,在中等酸、中等碱、海水等介质中亦可使用耐高温,氧化锆陶瓷在600C时,强度、硬度几乎不变不导磁、绝缘性,磁场中亦可使用、不导电。
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按材料分:陶瓷轴承可以分为氧化锆陶瓷轴承、氮化硅陶瓷轴承、复合陶瓷材料轴承。
按结构分:陶瓷轴承可以分为:氧化锆带保持器陶瓷轴承、氮化硅带保持器陶瓷轴承、复合带保持器陶瓷轴承。一般陶瓷轴承的保持器材料以聚四氟乙烯(PTFE)作为标准配置,还可以采用玻璃纤维增强的尼龙66(GRPA66-25),特种工程塑料(PEEK,PI),不锈钢(SUS316、SUS304),黄铜(Cu)等。陶瓷材料保持架因兜孔加工、成型技术等难题,现还较少采用;由于保持器的材料限制针对特种使用场合又开发了无保持器的氧化锆满球全陶瓷轴承和氮化硅满球全陶瓷轴承和复合满球陶瓷轴承。
按材料的完整性分:上面所说到的陶瓷轴承的主要部件内外圈和滚动体多是采用陶瓷材料,就定义为陶瓷轴承;如果轴承的内外圈和滚动体有一部分不是采用陶瓷材料时我们就定义为混合陶瓷轴承。混合陶瓷轴承中运用比较广泛的就是球采用陶瓷材料称为陶瓷球轴承,可分为氧化锆陶瓷球轴承、氮化硅陶瓷球轴承。
不同材料和不同结构的陶瓷轴承和陶瓷球轴承在使用时需要注意的问题也各不相同,具体细节请查询陶瓷轴承和陶瓷球轴承的专业生产厂家获取更多的帮助。
陶瓷轴承的特点:
1、低密度:由于陶瓷滚动体材料密度低,离心载荷小,从而可在更高转速下工作,而且产生热量较少。
2、中等弹性模量:陶瓷滚动体的弹性模量比钢制滚动体高,则轴承的动态刚度提高,但是弹性模量太大会因应力集中而降低轴承的承载能力。
3、热膨胀系数小:热膨胀系数小有助于减小对温度变化的敏感性,从而防止卡死。对混合滚子轴承,可适用的运转速度范围更宽。
4、抗压强度高:抗压强度高是滚动轴承承受高接触应力的需要(对于陶瓷材料,其强度通常是通过三点或四点弯曲试验测得的断裂模量决定)。
5、高硬度和高韧性:这两个特性相结合可获得较好的表面粗糙度,而且能防止外界硬质粒子和冲击的损伤。
6、良好的抗滚动接触疲劳特性:此性能对轴承滚动体的要求至关重要。
7、剥落失效形式:如果滚动体在工作中失效,则应是疲劳剥落,该实效形式在卡死前有预兆,是一种造成危害最小的实效形式。在一些应用条件较高的应用领域陶瓷材料还具备一些特殊性能。
8、耐高温和稳定性:在高达800℃高温环境中能稳定保持其机械性能。
9、耐腐蚀:在氧化和腐蚀环境,尤其是在反复滚动而挤掉表面油膜的接触区应具有抗氧化和腐蚀稳定性。
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。
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!
有人说陶瓷轴承贵,那是因为他不了解陶瓷轴承使用特性。陶瓷轴承它的特点是耐腐蚀,抗高温低寒,无油自润滑、无磁电绝缘。 这些是普通钢轴承所达不到的。同时陶瓷轴承的生产成本本身就比传统轴承要高,生产工艺跟传统轴承也不一样。
陶瓷轴承的优缺点:
一、优点:
1、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。
2、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。
二、缺点:加工困难,成本高。
塑料轴承的优缺点:
一、优点:
1、塑料轴承整体均是润滑材料,使用寿命长;
2、塑料轴承使用中不会发生生锈现象且耐腐蚀,而金属类轴承易生锈不能用于化工液中;
3、塑料轴承质量比金属轻,这更适合现代化的轻量型设计趋势;
二、缺点:塑料轴承不耐高温。
扩展资料
塑料滑动轴承一般工作面均具有自润滑功能;塑料滑动轴承一般都是采用性能比较好的工程塑料制成;比较专业的厂家一般均具有工程塑料自润滑改性技术,通过纤维、特种润滑剂、玻璃珠等等对工程塑料进行自润滑增强改性使之达到一定的性能,然后再用改性塑料通过注塑加工成自润滑的塑料轴承。
塑料滑动轴承有以下特点:
1、塑料轴承整体均是润滑材料,使用寿命长;
2、塑料轴承使用中不会发生生锈现象且耐腐蚀,而金属类轴承易生锈不能用于化工液中;
3、塑料轴承质量比金属轻,这更适合现代化的轻量型设计趋势;
4、塑料轴承制造成本较金属类要低;塑料轴承采用的是注塑成型加工而成比较适合大批量生产;
5、塑料轴承在运行中没有任何噪音,具有一定的吸振功能;
6、塑料滑动轴承适合高低温工作-200~+250度。
参考资料来源:百度百科-塑料轴承
参考资料来源:百度百科-陶瓷轴承