一、陶瓷与混合轴承在航天中的运用
大约27,块瓷砖覆盖了NASA航天飞机的外部——这是一种可重复使用的航天器,可在环绕地球的低轨道上运载宇航员。作为大气层再入所产生的摄氏度的热障,瓷砖展示了陶瓷材料令人印象深刻的抵抗力。陶瓷令人印象深刻的特性也被用于轴承。全陶瓷轴承和混合轴承的规格、功能和差异。
由于材料的耐腐蚀和耐温特性,陶瓷主要用于轴承。陶瓷是惰性的,而金属是活泼的,这使得陶瓷能够抵抗海水和许多化学品(包括酸和碱)等腐蚀性材料。由于陶瓷轴承不会腐蚀,因此它们比钢制轴承需要更少的维护,并且可以在高度恶劣的环境中使用。
毫不奇怪,这些耐腐蚀特性使陶瓷轴承能够用于许多行业,从食品和化学生产到海洋和水下应用。
但是,有一些混乱。通常,人们所说的陶瓷轴承实际上是混合轴承。那么,全陶瓷和混合选项之间有什么区别?
二、全陶瓷和混合选项之间有什么区别?
1、陶瓷轴承
全陶瓷轴承具有陶瓷环和球以及由PEEK或PTFE制成的合成保持架或根本没有保持架。它们对酸和碱具有很强的抵抗力,因此适合在腐蚀性很强的环境中使用。在没有保持架的情况下使用时,氮化硅(Si3N4)轴承可以加热到摄氏度的温度。将这些品质与重量轻的特性相结合,它们的重量仅为钢轴承的45%,是传统金属轴承令人难以置信的替代品。
全陶瓷轴承也是非磁性的,这意味着它们可用于MRI扫描仪等医疗设备,或任何存在强磁场的应用。然而,陶瓷轴承的硬度更高也意味着脆性更大,因此它们不能很好地承受冲击载荷。
2、混合陶瓷轴承
当大多数人想到陶瓷轴承时,他们实际上通常指的是混合版本。混合轴承位于全陶瓷和钢制选项之间。虽然他们使用陶瓷球,但这些轴承与金属内圈和外圈配对。使用这种组合可以实现比全陶瓷选项更高的速度,因为脆性较低的金属环在高速或负载下不易发生突然的灾难性故障。
尽管设计上的差异很小,但混合陶瓷轴承的要求与全陶瓷轴承有很大不同。例如,全陶瓷轴承不需要润滑,而混合轴承则需要。然而,尽管陶瓷球仍会磨损钢环,但由于球的摩擦系数低且重量轻,混合动力轴承将比钢轴承更好地应对边际润滑。
在非常低的速度下使用混合轴承时可能不需要润滑。但是,由于通常选择这些轴承用于比全陶瓷更高速度的应用,因此建议使用适当的润滑剂。带有高速保持架的精密混合轴承能够达到非常高的速度,因此可用于机床主轴等领域。
选择混合版本而不是全陶瓷时,轴承的耐腐蚀性能也会受到影响。虽然陶瓷球具有很高的耐腐蚀性,但由于使用金属环,即使它们是不锈钢,整体耐腐蚀性水平也会降低。
选择陶瓷轴承还是混合轴承的决定取决于成本、应用和轴承使用环境的恶劣程度。虽然您的应用可能不需要像NASA航天飞机那样具有极端耐温性的陶瓷轴承,但更好地了解不同类型应该会让您的决定更容易一些。