Подшипники из керамики и их особенности

Помимо металлов при производстве подшипников широко используются и другие неорганические материалы. Речь идет, прежде всего, о керамике, которая обладает крайне важными для такой продукции физическими свойствами — твердостью, жесткостью, малым весом и коэффициентом трения, отсутствием токопроводимости и способности намагничиваться, высокой устойчивостью к абразивному износу.

Керамику для подшипников получают из кремниевых нитридов, оксидов алюминия, циркония и карбидов. Выбор обусловлен тем, что эти материалы при соответствующей обработке позволяют изготавливать детали с прецизионной точностью. В то же время нельзя не отметить влияние их физических свойств на конструкцию подшипников. Нередко по этой причине сепаратор изготавливается из металла или пластика. Второй вариант обладает наиболее длинным перечнем преимуществ, в число которых входит геометрическая стабильность при термическом воздействии, отсутствие химической реакции с пищевыми продуктами, способность работы без смазки и низкий шум при работе.

Плюсы и минусы подшипников из керамики

Значительная часть преимуществ таких изделий обусловлена твердостью керамики, которая выше, чем у стали. В результате достигается увеличенный эксплуатационный ресурс, уменьшенное трение и, как следствие, нагрев при работе. Низкая теплопроводность керамики обеспечивает неизменность размеров деталей подшипников.

В то же время повышенная по сравнению с аналогами из стали хрупкость таких подшипников существенно ограничивает ассортимент, который предлагается с куда меньшей номенклатурой. Также стоит отметить высокую стоимость, которая обусловлена, как выбором сырья, так и технологий его обработки.

Сфера применения

В настоящее время керамические подшипники применяются при выпуске пищевой продукции, медицинского оборудования, насосах и турбинах, химических веществ, электрических двигателей и генераторов, транспортных средств, приборов и приспособлений для электролиза.

Кто производит керамические подшипники

Подшипники из керамики присутствуют в ассортименте практически всех ведущих производителей такой продукции. Но при этом нельзя не отметить их специализацию на выпуске изделий для тех или иных условий эксплуатации. В частности, японская FYH предлагает гибридные подшипники для работы при экстремально высоких температурах. В свою очередь, Boca Bearing выпускает модели с крайне низким уровнем вибраций при высоких скоростях вращения. SKF предлагает самый широкий спектр гибридных керамических подшипников, начиная от 1-рядных и заканчивая радиально-упорными изделиями.

Подшипники из керамики от Koyo

Японская компания Koyo предлагает, как полностью керамические, так и гибридные подшипники. При этом зачастую используется не только стали и керамика, но и другие материалы. В частности, в гибридных подшипниках этого бренда нередко встречаются сепараторы из графита и фтороуглеродного пластика. Эти материалы обеспечивают возможность эксплуатации не только при экстремально низких и высоких температурах, но и в вакууме. В свою очередь, полностью керамические модели изготавливаются на основе нитридов кремния, благодаря чему достигается огромный температурный диапазон использования — от минус 200 до 800 градусов по Цельсию.

Особенности керамических подшипников скольжения

Данный вид изделий имеет несколько важных отличий. При изготовлении втулок используется не только сталь, но и бронза, металлы с добавлением графита. Это существенно снижает коэффициент трения, а кроме того, обеспечивает лучшее удержание смазки в зонах трения. Такие подшипники производятся при воздействии высокой температурой и давлением.

Еще одним вариантом исполнения керамических подшипников является использование в металлических деталях олова, меди и графита. Такое сочетание придает изделию высокую устойчивость к абразивному износу и низкий шум при работе. Это обеспечивают широкую применяемость в автомобилях, электрических двигателях и сельскохозяйственном оборудовании.

Не меньшей популярностью пользуются керамические подшипники с вкладышами, полученными из хрома, никеля, меди и олова. Сочетание этих материалов обеспечивает детали высокую твердость. Такие подшипники применяются не только в автомобильной отрасли, но и в судовых механизмах, станках и приборах, благодаря низкому уровню вибрации при больших нагрузках и скоростях вращения.