Все о термоустойчивых подшипниках
« Назад
Стандартные подшипники рассчитаны на эксплуатацию в достаточно узком диапазоне температур. При их повышении до экстремально высоких или низких значений меняются физические свойства материалов, что чаще всего приводит к быстрому выходу из строя детали. Для таких условий эксплуатации предназначены специальные подшипники, обладающие высокой термической устойчивостью.
В настоящее время такие изделия разделены на три основные категории:
- универсальные;
- высокотемпературные;
- низкотемпературные.
Ключевым отличием подшипников каждой категории являются материалы изготовления и смазка, которые подбираются, исходя из предполагаемых условий эксплуатации. Они же являются ключевым фактором выбора таких изделий.
Как выбирать
Условия эксплуатации с учетом термического воздействия – это особенности охлаждения или нагревания подшипника. Они могут быть постоянными, кратковременными и периодическими. И только первый вариант предполагает применение специальных термоустойчивых деталей, которые сохраняют все свои эксплуатационные свойства при непрерывном воздействии высокой или низкой температурой. Чаще всего они применяются при производстве пищевой, лакокрасочной и металлургической продукции. Причем для низких температур следует предпочитать подшипники, устойчивые к обледенению и имеющие специальную смазку, которая сохраняет текучесть при сильном охлаждении.
Конструктивные особенности термоустойчивых подшипников
Устойчивые к экстремально высоким и низким температурам подшипники имеют ряд конструктивных отличий. Почти все они учитывают эффект расширения тел при нагревании. Он учитывается увеличенным технологическим зазором между компонентами подшипниками и применением специальных материалов. Несущие элементы изготавливаются из особых марок стали. Их состав отличается повышенным содержанием азота. В сочетании со специальными методами обработки это повышает прочность и твердость готового изделия, позволяя сохранять ему все физические свойства, как при экстремально высоких, так и при очень низких температурах, вплоть до минус 250 градусов по Цельсию.
В уплотнениях применяются полимеры, которые обладают малой теплопроводностью. Тела качения часто изготавливаются не из стали, а из нитрида кремния. Искусственно синтезированный материал обладает в разы меньшим, чем у металлов коэффициентом расширения. При этом такие подшипники не теряют своих эксплуатационных свойств при нагревании вплоть до 1 тысячи градусов по Цельсию. К этому стоит добавить отсутствие способности проводить электрический ток, что еще больше расширяет сферу применение керамических подшипников.
Существует и «гибридная» версия таких изделий. Она отличается применением керамических тел качения и стальных колец. Это позволяет использовать термоустойчивые подшипники при высоких скоростях вращения и механических нагрузках. Помимо этого при изготовлении тел качения часто применяются различные полимеры и полиамиды.
В зонах трения у высокотемпературных подшипников находится специальный консистентный смазочный материал на основе синтетических, силиконовых и минеральных базовых масел. Смешанные в различных пропорциях они обладают эксплуатационными характеристиками, подобранными с учетом определенных особенностей работы подшипниками. Помимо масел в состав смазки входят специальные компоненты, которые обеспечивают стабильность при термическом воздействии и устойчивость к окислению. Как правило, для этих целей используется кальций и литий. В свою очередь, графит обеспечивает несущую способность и устойчивость к сдвигу масляной пленки в зонах трения под воздействием высоким давлением и температурой.