若想回答這個問題,就需對混合陶瓷軸承的普遍構(gòu)成有一個了解:
混合陶瓷軸承的構(gòu)成通常由內(nèi)圈、外圈和滾動體三部分組成,其中內(nèi)圈和外圈通常采用鋼材質(zhì),而滾動體則采用陶瓷材質(zhì)。其構(gòu)成作用如下:
①內(nèi)圈:通常采用鋼材質(zhì),其作用是固定軸承的位置和支撐軸承的載荷。
②外圈:也是鋼材質(zhì)更為普遍,其作用是支撐外部的載荷和保護(hù)內(nèi)部的滾動體。
③滾動體:常采用氧化鋁陶瓷、硅氮化陶瓷、碳化硅陶瓷或氮化硅陶瓷等材質(zhì),作用是在內(nèi)圈和外圈之間滾動,傳遞載荷和減小摩擦。滾動體的形狀可以是球形、圓柱形、錐形或滾針形等。
④保持架:通常采用鋼材質(zhì)或高溫塑料材質(zhì),其作用是保持滾動體的相對位置,防止?jié)L動體之間相互碰撞和摩擦。
總的來說,混合陶瓷軸承的構(gòu)成類似于傳統(tǒng)的軸承,但其滾動體采用陶瓷材質(zhì),具有較高的硬度、耐磨性和高溫穩(wěn)定性,可以在高速、高溫和高負(fù)荷等惡劣環(huán)境下發(fā)揮優(yōu)異的性能。
總結(jié):理論可行,實(shí)際不常有
市面上普遍銷售的混合陶瓷軸承其滾動體都是采用陶瓷材質(zhì)球體,而載體(即內(nèi)圈和外圈)則采用鋼材質(zhì)。
原因其一:滾動體采用陶瓷材質(zhì)的主要目的是提高軸承的耐磨性、高溫穩(wěn)定性和低摩擦系數(shù)等性能,以滿足高速、高溫和高負(fù)荷等惡劣環(huán)境下的使用需求。采用鋼球的軸承雖然成本低,但是由于鋼材質(zhì)的硬度和強(qiáng)度等物理特性相對較低,耗損較大。
其二,鋼材質(zhì)具有成本低、可加工性好、彈性好和耐腐蝕性好等優(yōu)點(diǎn),作為混合陶瓷軸承的基礎(chǔ)載體是更佳的選擇。
球體的材料性能和表面質(zhì)量是影響球軸承性能及設(shè)備使用壽命的重要因素。例如以氮化硅為代表的新一代陶瓷材料優(yōu)勢特點(diǎn)突出,是特殊環(huán)境下工作的軸承滾珠(球)的首選材料。較之鋼球,氮化硅陶瓷球具有高速運(yùn)轉(zhuǎn)時離心力小,抗疲勞破壞能力強(qiáng),且剛度高,熱膨脹系數(shù)低,具有耐腐蝕、無磁性、絕緣、自潤滑等特點(diǎn),而且其設(shè)計(jì)靈活性更大,在重載、高速和潤滑不良的條件下,氮化硅陶瓷球的溫升遠(yuǎn)低于鋼球溫升。
雖然理論上可以采用反著來的方式,即滾動體采用鋼球而載體采用陶瓷材質(zhì),但這種設(shè)計(jì)方式并不常見,除非特定情況下必須如此,畢竟鋼球的物理特性相對較低,在惡劣環(huán)境下容易發(fā)生磨損、變形和損壞等問題影響軸承的性能和壽命。
混合陶瓷軸承的市場競爭力如何?
混合陶瓷軸承相對于普通鋼球軸承、滑動軸承和普通陶瓷軸承等常見的軸承產(chǎn)品來說,價格相對較高,生產(chǎn)工藝也比較復(fù)雜,市場上的占有率相對較小。
混合陶瓷軸承雖然相對于其他常見的軸承產(chǎn)品價格通常會更高一些。但相較于超硬合金軸承和磁懸浮軸承等更為高端的軸承產(chǎn)品,其在高性能軸承市場上仍然是相對經(jīng)濟(jì)實(shí)惠的選擇。
因此在高速、高負(fù)荷、高溫和高精度運(yùn)動的應(yīng)用場景中具有非常廣泛的市場需求,例如高速列車、航空航天、能源、冶金等領(lǐng)域。