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不銹鋼混合陶瓷軸承

2021-02-092368次
不銹鋼混合陶瓷軸承
多年來(lái),陶瓷材料一直是從事軸承研究的工程師們最感興趣的材料?!疤沾奢S承”一詞通常使人想到完全由陶瓷制成的運轉得又紅又熱而不用潤滑的軸承。早期的許多工作都集中在高溫環(huán)境下的全陶瓷軸承的研究,例如空氣透平發(fā)動(dòng)機軸承。目前對這樣的軸承還在繼續,但需要改進(jìn)潤滑系統。近來(lái)的開(kāi)發(fā)工作已集中于鋼制套圈或滾道與陶瓷球組成的混合軸承?;旌陷S承已經(jīng)在機床主軸這樣有迫切需要的場(chǎng)合中使用,而且其用途越來(lái)越廣。
陶瓷材料有許多種,其成份、顯微組織和性能各不相同。業(yè)已證明,用于軸承時(shí)氮化硅材料具有最好的物理、機械綜合性能。目前全世界的氮化硅球年產(chǎn)量估計在幾百萬(wàn)粒。
混合陶瓷軸承與同樣型號的全鋼軸承相比其最重要的特點(diǎn)是:
1.運轉速度提高,因為氮化硅球的密度低就意味著(zhù)離心力減小。
2.剛性增大,因為氮化硅的彈性模量比軸承鋼大50%。
3.發(fā)熱減少,因為氮化硅球具有摩擦系數小、運動(dòng)性能好的特點(diǎn)。
4,熱穩定性更好,因為氮化硅的熱膨脹系數是鋼材的三分之一。
5.設計靈活性更大,因為氮化硅材料性能使軸承設計者可以改換不同參數而不必考慮影響。
應用于機床時(shí),這些特點(diǎn)使生產(chǎn)率和加工精度得到提高,使產(chǎn)品質(zhì)量得到改善。傳統上用于高速主軸軸承的潤滑裝置一般要采用油一氣或油霧潤滑系統,因為脂潤滑會(huì )降低全鋼軸承的性能。另一方面,混合軸承可以安全地采用脂潤滑。對機床制造者來(lái)說(shuō),取消油-氣潤滑系統可以顯著(zhù)降低成本。
用于飛機發(fā)動(dòng)機中的混合陶瓷軸承也在開(kāi)發(fā)之中??諝馔钙桨l(fā)動(dòng)機在高速下運轉,其軸承中的球產(chǎn)生的離心力負荷,常常成為制約發(fā)動(dòng)機最高轉速的主要因素。裝有低密度氮化硅球的混合軸承提供了在更高速度下運轉的可能性,加之軸承內部發(fā)熱較少,可以顯著(zhù)減輕重量。
混合陶瓷軸承最常見(jiàn)的形式是裝有氮化硅球的角接觸球軸承,這種軸承可以在既有徑向也有軸向負荷時(shí)有效地高速運轉。但是軸向負荷只能從一個(gè)方向施加。因此這些軸承通常成對安裝并施加預負荷以保證正確的接觸角。角接觸球軸承和深溝球軸承相比一端開(kāi)口較大,所以通常用加強型酚醛樹(shù)脂保持架。有的混合軸承產(chǎn)品在材料方面雖然只是把鋼球變成了氮化硅球,但是另一方面,溝道的幾何尺寸也作了改進(jìn)以?xún)?yōu)化軸承性能。另一些類(lèi)型的陶瓷球可用于一些特殊場(chǎng)合,像儀表軸承和陀螺軸承。