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陶瓷轴承基础知识大全

发布时间：2021-03-12 14:23:05 浏览次数：930

陶瓷轴承作为一种重要的机械基础件，由于其具有金属轴承所无法比拟的优良性能，抗高温、超强度等在新材料世界独领风骚。近十多年来，在国计民生的各个领域中得到了日益广泛的应用。本期御微轴承技术动态就为您普及一下有关陶瓷轴承的基础知识。
一、陶瓷轴承主要特性
陶瓷球轴承针对国防工业中恶劣环境下的调整、重载、低温、无润滑工况而开发，是新材料、新工艺、新结构的完美结合。将其转化为民用技术，陶瓷球轴承可以完全覆盖现在的精密、中速以上全钢轴承的所有应用领域。陶瓷轴承的内径、外径等尺寸均为国家制定钢质轴承的P4、P5、P6级的标准尺寸。因陶瓷材料热胀系数低，传热性能小，弹性衡量小等特点，安装配合需加以注意。
在高速、高温、低温、大温差、真空、要求绝缘、不导磁等恶劣工作环境下，高性能陶瓷轴承是替代目前使用的全钢轴承的理想轴承，具有适应转速范围宽、高速远转发热小、性能稳定、寿命长、耐腐蚀、不怕污染、抗磨损、耐瞬时缺油润滑能力和可靠性高等优异性能指标，陶瓷轴承可广泛应用在机械、化工、电视、真空、低温工程、航天、航空等领域、发展前景广阔。该项目是针对国防工业中恶劣环境用的高速、重载、低温、无润滑工况开发的，技术含量很高，是新材料、新工艺、新结构的完美结合，其工作温度在??200℃至＋800℃以内，载菏高达3000Mpa以内，dn值接近180万mm。r/min以内，将其转化为民用技术，可广泛应用于民用高速机床、低温工程、高温工程、化工等行业，经过适当开发，使用领域可以完全覆盖现在的精密、中速以上全钢轴承的所有应用领域，性能价格比远远优于全钢轴承，寿命可比现在使用的轴承错提高3倍以上，节省大量的停机检修时间，废品率降低、库存轴承备件减少等；此外，由于技术含量高，不可能仿冒，投资回收风险小。
二、陶瓷轴承技术资料

三、陶瓷轴承优点
第一，由于陶瓷几乎不怕腐蚀，所以，陶瓷滚动轴承适宜于在布满腐蚀性介质的恶劣条件下作业。
第二，由于陶瓷滚动小球的密度比钢低，重量更要轻得多，因此转动时对外圈的离心作用可降低40%，进而使用寿命大大延长。
第三，陶瓷受热胀冷缩的影响比钢小，因而在轴承的间隙一定时，可允许轴承在温差变化较为剧烈的环境中工作。
第四，由于陶瓷的弹性模量比钢高，受力时不易变形，因此有利于提高工作速度，并达到较高的精度。

四、陶瓷轴承主要用途
陶瓷轴承具有耐高温、耐寒、耐磨、耐腐蚀、抗磁电绝缘、无油自润滑、高转速等特性。
可用于极度恶劣的环境及特殊工况，可广泛应用于航空、航天、航海、石油、化工、汽车、电子设备，冶金、电力、纺织、泵类、医疗器械、科研和国防军事等领域，是新材料应用的高科技产品。
陶瓷轴承的套圈及滚动体采用全陶瓷材料，有氧化锆（ZrO2）、氮化硅（Si3N4）、碳化硅（SiC）三种。保持器采用聚四氟乙烯、尼龙66，聚醚酰亚氨，氧化锆、氮化硅，不锈钢或特种航空铝制造，从而扩大陶瓷轴承的应用面。

五、陶瓷轴承应用领域
医疗器械、低温工程、光学仪器、高速机床、高速电机、印刷机械、食品加工机械。
在航空航天、航海、核工业、石油、化工、轻纺工业、机械、冶金、电力、食品、机车、地铁、高速机床及科研国防军事技术等领域需要在高温、高速、深冷、易燃、易爆、强腐蚀、真空、电绝缘、无磁、干摩擦等特殊工况下工作，陶瓷轴承不可或缺的替代作用正在被人们逐渐地认识。
随着加工技术的不断进步，工艺水平的日益提高，陶瓷轴承的成本不断下降，已经从过去只在一些高、精、尖领域小范围内应用，逐步推广到国民经济各个工业领域，产品市场价格也逐渐接近实用化，达到用户可接受的程度，陶瓷轴承大面积应用的浪潮已经涌来！

六、陶瓷轴承按用途分类
（1）高速轴承
具有耐寒性、受力弹性小、抗压力大、导热性能差、自重轻、摩擦系数小等优点，可应用在12000转/分-75000转/分的高速主轴及其它高精度设备中。
（2）耐高温轴承
材料本身具有耐高温度1200℃，且自润滑好，使用温度在100℃-800℃间不产生因温差造成的膨胀。可应用在炉窑，制塑、制钢等高温设备中。
（3）耐腐蚀轴承
材料本身具有耐腐蚀的特性，可应用在强酸、强碱、无机、有机盐、海水等领域，如：电镀设备，电子设备，化工机械、船舶制造、医疗器械等。
（4）防磁轴承
因无磁不吸粉尘，可减少轴承提前剥落、噪声大等。可用在退磁设备。精密仪器等领域。
（5）电绝缘轴承
因电阻力高，可免电弧损伤轴承，可用在各种要求绝缘的电力设备中。
（6）真空轴承
因陶瓷材料独具的无油自润滑特性，在超高真空环境中，可克服普通轴承无法实现润滑之难题。
注：以上前五种类别轴承，同一套轴承可应用到高温、高速、酸碱、磁场、非绝缘中，但因材料性能有所不同（请参阅稀土陶瓷材料性能表）故请客户选择产品时，根据自己所应用的场合，来挑选材料最适合的陶瓷轴承。
七、陶瓷轴承按材料分类
（1）氧化锆全陶瓷轴承
全陶瓷轴承具抗磁电绝缘、耐磨耐腐蚀、无油自润滑、耐高温耐高寒等特点，可用于极度恶劣环境及特殊工况。
套圈及滚动体采用氧化锆（ZrO2）陶瓷材料，保持器使用聚四氟乙烯（PTFE）作为标准配置，一般也可使用玻璃纤维增强的尼龙66（RPA66-25），特种工程塑料（PEEK，PI），不锈钢（AISISUS316），黄铜（Cu）等。
（2）氮化硅全陶瓷轴承
氮化硅全陶瓷轴承套圈及滚动体采用氮化硅（Si3N4）陶瓷材料，保持器使用聚四氟乙烯（PTFE）作为标准配置，一般也可使用RPA66-25，PEEK，PI，以及酚醛夹布胶木管等。
SiN4制全陶瓷轴承相比较ZrO2材料可适用于更高转速及负荷能力，以及适用于更高的环境温度。同时可提供用于高速高精度高刚性主轴的精密陶瓷轴承，最高制造精度达P4至UP级。
（3）满装球全陶瓷轴承
满装球型全陶瓷轴承一面带添球缺口，因采用无保持架结构设计，可以比标准结构的轴承装入多的陶瓷球，从而提高其负荷能力，另外还可避免因保持架材料的限制，可达到陶瓷保持架型全陶瓷轴承耐腐蚀及耐温效果。该系列轴承不适宜较高转速，安装时应注意将缺口面装于不承受轴向负荷的一端。

（4）混合陶瓷球轴承
陶瓷球特别是氮化硅球具有低密度、高硬度、低摩擦系数，耐磨、自润滑及刚性好等特点，特别适合做高速、高精度及长寿命混合陶瓷球轴承的滚动体（内外圈为金属）。
一般内外圈采用轴承钢（GCr15）或不锈钢（AISI440C），陶瓷球可选用ZrO2，Si3N4，或SiC材料。
八、陶瓷轴承按技术等级分类
（1）深沟球轴承
（技术等级为：P4、P5、P6、P0）深沟球轴承，最具代表性的滚动轴承，用途广泛，可承受径向负荷与双向轴向负荷。适用于高速旋转及要求低噪声、低振动的场合或钢质轴承所不能应用的高温、高寒、腐蚀、磁场、非绝缘等领域。
（2）调心球轴承
调心球轴承的外圈滚道呈球面，自动调心，可补充不同心度和轴挠度造成的误差。用于产生轴与外壳的不同心或轴挠曲部位及高温、低寒、腐蚀、磁场非绝缘等要求的调心部位。注：倾斜度不能超过3度。
（3）单列角接触球轴承
（技术等级为：P4、P5、P6、P0）角接触轴承适用于高速及高精度旋转，在高温、磁场、水中等不影响其精度，并可承受合成负荷。
标准的接触角为15°、30°和40°，接触角越大轴向负荷能力越大，接触角越小轴承可承受径向负荷与单向轴向负荷。一般采取成对安装。请在选购时加以注意。
（4）单向推力球轴承
单向推力球轴承，是由带有球滚动滚道的垫圈形套圈和组装着球的保持架组成。可以承受轴向负荷，但不能承受径向负荷。好了，本期技术动态有关“陶瓷轴承的基础知识”就为大家介绍到这里了，希望可以为您今后在正确选择陶瓷轴承方面提供帮助。如果有需要微型精密轴承的客户可以随时拨打御微热线：029-86696506 或者关注御微企业微信15309279285！
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