بررسی و مقایسه بلبرینگ سرامیکی و دیگر بلبرینگ ها
توسعه یاتاقان های سرامیکی یا هیبریدی از دهه 1960 و 70 آغاز شد و پس از آن برای تولید یاتاقان هایی که مقاومت و فشرده تر از یاتاقان های فولادی هستند و می توانند دماهای بالاتری را تحمل کنند. در این شرایط نیترید سیلیکون (نوع خاص سرامیک) گزینه مناسبی بود. به این ترتیب تولید بلبرینگ های سرامیکی هیبریدی با گلوله های نیترید سیلیکون و حلقه ها و بوش های فولادی به عنوان پیشرفت بزرگ بعدی در صنعت بلبرینگ مطرح شد. در دهه 1990 بود که کسانی که در صنعت موتور بودند متوجه این نوع بلبرینگ شدند. بنابراین بیشتر در تجارت و صنعت هستند. شما می توانید در هر مرحله با توجه به نیاز خود با ما تماس بگیرید و از مشاوره رایگان بهره مند شوید.
بلبرینگ سرامیکی
رایج ترین پیکربندی شامل حلقه های کروم یا فولاد ضد زنگ و عناصر نورد سرامیکی است. مواد حلقه نیز در فولاد ضد زنگ تقویت شده با نیتروژن موجود است.
رایج ترین ماده سرامیکی مورد استفاده برای گلوله ها نیترید سیلیکون و Si3N4 است. در مقایسه با توپ های فولادی سنتی، این ماده دارای ویژگی های مطلوبی برای یاتاقان های عناصر نورد مانند:
وزن سبک (تقریبا 60 درصد سبکتر از فولاد)
سختی بالا – بیش از 75 HRc
مدول الاستیک بالاتر – سفت تر
ضریب انبساط حرارتی کمتر
حداکثر دمای عملیاتی بالاتر – 1000⁰C
سطح صیقلی زیاد و در نتیجه اصطکاک کمتر
گلوله های ساخته شده از زیرکونیوم، ZrO2 نیز موجود است. این ماده سرامیکی خواصی مشابه نیترید سیلیکون دارد، اما با این تفاوت که از نظر مکانیکی و حرارتی بسیار نزدیک به فولاد آلیاژی است که حلقه ها از آن ساخته شده اند. این می تواند در حفظ پیش بارگذاری و زاویه تماس در طیف وسیعی از دماهای کاری مفید باشد.
مواد تشکیل دهنده ی بلبرینگ های صنعتی
سیلیکون نیترید ( Silicon Nitride ) یا SI3N4
آلمینیوم اکساید ( Alumina Oxide ) یا Al2O3
زیرکونیوم اکساید ( Zirconia Oxide ) یا ZrO2
سیلیکون کارباید ( Silicon Carbide ) یا SiC
ویژگی های بلبرینگ سرامیکی:
عایق برق
توانایی سرعت بالا
عمر طولانی تر از یاتاقان های فولادی حدود 10 برابر
جلوگیری از آسیب به سطح بلبرینگ در اثر عبور جریان الکتریکی
هزینه کم نگهداری و تعمیرات
قیمت بالا در مقایسه با یاتاقان های فولادی
بار گریز از مرکز ایجاد شده در آنها کمتر است
چگالی توپ های سرامیکی 40 درصد توپ های فولادی است
دمای عملیاتی پایین تر
سرامیک های نیترید سیلیکون مورد استفاده در یاتاقان ها نرم تر، قوی تر، سبک تر و قوی تر از یاتاقان های فولادی هستند.
بلبرینگ سرامیکی در برابر اکسیداسیون
مواد شیمیایی نسبت به یاتاقان های سرامیکی نفوذ ناپذیر هستند
بلبرینگ های سرامیکی نیازی به روغن کاری ندارند.
بلبرینگ های سرامیکی به دلیل تحمل بارهای زیاد و کار در سرعت های بالا و دمای بالا مورد استفاده قرار می گیرند.
بلبرینگ های سرامیکی به دلیل عدم خوردگی در محیط های اسیدی و عدم مغناطیس برای استفاده در صنعت مناسب هستند.
قابلیت تحمل بارهای سنگین، سرعت بالا، دمای کاری بالا تا 1000 درجه سانتیگراد
راندمان بالا، وزن سبک و اندازه کوچک
امکان پرش یاتاقان های سرامیکی کمتر از سایر بلبرینگ های فولادی
تفاوت بلبرینگ های سرامیکی با دیگر بلبرینگ ها
یاتاقان های سرامیکی که شامل یاتاقان های سرامیکی و غلتک های سرامیکی هستند امروزه در صنعت کاربرد فراوانی دارند. بلبرینگ های سرامیکی به دلیل تحمل بارهای زیاد و کار در سرعت های بالا و دمای بالا مورد استفاده قرار می گیرند. عمر طولانی، نیاز کم به روغن کاری، دامنه استفاده از بلبرینگ های سرامیکی را افزایش داده است. به دلیل عدم خوردگی در محیط های اسیدی و عدم مغناطیس، بلبرینگ های سرامیکی برای استفاده در صنعت مناسب هستند.
مزایا و معایب بلبرینگ های سرامیکی
مزایای استفاده از بلبرینگ های سرامیکی در مقایسه با یاتاقان های معمولی دو برابر است. دوام و دوام یک بلبرینگ سرامیکی با کیفیت می تواند تا 10 برابر بیشتر از یاتاقان های معمولی باشد.
مزایای خرید بلبرینگ سرامیکی
ریزساختارهای سرامیکی دارای پیوندهای کووالانسی بین عناصر غیرفلزی هستند. این بدان معنا نیست که آنها الکترون های مشترک دارند. این همکاری اتمی یک نیروی جذاب بسیار قوی ایجاد می کند و به دلیل اینکه سرامیک ها در مقیاس فلزات مزایایی دارند:
آنها معمولا مدول الاستیسیته یا مدول یانگ دارند. این بدان معنی است که آنها در برابر تغییر شکل تحت بار همراه با خواص سایش بهتر مقاوم هستند. بلبرینگ های سرامیکی می توانند بدون روغن کاری کار کنند. این به این دلیل است که مواد سرامیکی ریزجوش نمی کنند. (توضیح مختصری در مورد فرآیند میکرو جوش داده می شود.) این یاتاقان ها معمولاً در دماهای بالا پایدار عمل می کنند، به این معنی که انبساط حرارتی کمتری دارند و طول پیوند یک پیوند کووالانسی را در مقایسه با پیوند یونی فلزی افزایش می دهند. انرژی بیشتری صرف می کنند.
سرامیک یک ماده غیر فلزی و غیر آهنی است. بنابراین، در معرض آب و سایر مواد شیمیایی خطرناک، مانند فلزات باعث خوردگی نمی شوند. مقاومت بالای بلبرینگ های سرامیکی در برابر خوردگی به آن ها اجازه می دهد تا در محیط های مرطوب یا محیط های حاوی مواد شیمیایی و خورنده عملکرد عالی داشته باشند. بسیاری از سرامیک های مهندسی نیز دارای چگالی کم هستند که باعث بهبود سرعت کار بلبرینگ ها می شود. این به دلیل کاهش نیروهای گریز از مرکز و کاهش اصطکاک است. به دلیل عدم وجود الکترون آزاد در اکثر سرامیک ها، آنها را عایق های غیر مغناطیسی عالی می دانند.
مطمئناً وقتی به این همه مزیت نگاه می کنید با خود می گویید چرا تمام بلبرینگ های موجود در بازار از این ماده درخشان ساخته نشده اند؟ اما بهتر است عجله نکنید و ادامه مقاله را از دست ندهید:
اولین چیزی که مردم هنگام تحقیق در مورد بلبرینگ های سرامیکی متوجه می شوند این است که گران تر از همتایان فلزی خود هستند. دلایل زیادی برای قیمت بالای این دسته از بلبرینگ ها وجود دارد، از جمله:
هزینه بالای بلبرینگ سرامیکی
هزینه های تامین انرژی و فرآوری این نوع بلبرینگ ها بسیار بالا است که مربوط به انرژی جرمی مورد نیاز برای رسیدن به دمای مورد نیاز برای فرآیند پخت مواد اولیه با عیار بالا می باشد.
سختی بلبرینگ های سرامیکی
از آنجایی که سرامیک بسیار سخت است، در تولید بلبرینگ های حساس، هزینه های ماشینکاری و سنگ زنی به سرعت در حال افزایش است. از یک طرف باید در محیطی تمیز و با نیروی کار ماهر انجام شود. سرامیک ها به طرز عجیبی به ناخالصی های موجود در منافذ خود حساس هستند. بنابراین هر گونه آلودگی می تواند باعث شکست زودهنگام شود. بلبرینگ های سرامیکی نسبت به فلزات ظرفیت بارگذاری کمتری دارند و به شوک حرارتی حساس هستند. شوک حرارتی زمانی اتفاق میافتد که گرادیان دما در داخل ماده باعث انبساط دیفرانسیل شده و منجر به تنش داخلی میشود که میتواند از استحکام ماده بیشتر شود و باعث ایجاد ترک یا شکاف شود. همچنین در مورد سرامیک ها، رسیدن به سطح صاف تر و با کیفیت تر، تا حدودی دشوارتر از همتایان فلزی خود است. آنها را می توان به کیفیت سطح Ra 0.1 رساند تا کلاس دقت P5 به دست آید. اما با توجه به پیشرفت های اخیر تکنولوژی، کلاس کارتر بلبرینگ های سرامیکی امکان پذیر است.
شرکت آروین بلبرینگ پاسارگاد با بیش از 30 سال سابقه موفق در زمینه واردات انواع بلبرینگهای صنعتی به عنوان یکی از نمایندگان فروش بلبرینگ skf در تهران بوده و آماده ارائه انواع بلبرینگهای این کمپانی به شما میباشد.