Łożyska ceramiczne wysokich prędkości do wysokich i bardzo wysokich temperatur są niezbędne we wszystkich tych środowiskach, w których temperatura przekracza 120 stopni. Jeśli szukasz najlepszego materiału na łożyska kulkowe do wysokiej temperatury lub łożyska bonderizowane, artykuł poniżej z pewnością Ci pomoże.
W maszynach, które muszą działać w środowiskach o wysokich lub bardzo wysokich temperaturach, takich jak na przykład piece siderurgiczne, piece do obróbki cieplnej lub piece spożywcze, wybór typu łożyska i odpowiedniego smarowania ma fundamentalne znaczenie i jest krytyczny.
Standardowe łożyska stalowe mogą działać do temperatur 120°C. Przy wyższych temperaturach konieczne jest, aby pierścienie łożysk poddano specjalnemu obróbce cieplnej, co jednak zmniejsza twardość stali i nośność łożyska. Zazwyczaj do kodów łożysk dodawane są przyrostki, które pozwalają zidentyfikować maksymalną temperaturę pracy, na przykład:
| Przyrostki | S0 | S1 | S2 | S3 | S4 |
|
Maksymalna temperatura pracy |
+120°C | +200°C | +250°C | +300°C | +350°C |
Przyrostek S0 jest pomijany w kodzie łożyska, ponieważ oznacza standardową dostawę. Inne przyrostki oznaczają, że łożysko nie jest już standardowe, co może powodować trudności w zaopatrzeniu i wysokie koszty.
Należy zauważyć, że podane temperatury to maksymalne temperatury pracy, a nie temperatury otoczenia, w którym łożysko musi działać. Te ostatnie muszą być niższe, aby uwzględnić fakt, że podczas pracy łożysko zwiększa swoją temperaturę z powodu wewnętrznych tarć.
Również smar musi być dostosowany do wymaganego poziomu temperatury, aby zachować swoje właściwości tribologiczne przy wyższych temperaturach. Wraz ze wzrostem maksymalnej temperatury smary te stają się jednak coraz bardziej specjalne i drogie.
W końcu, ostatni ale nie mniej ważny aspekt: łożyska stabilizowane na wysokie temperatury mają zdolność obciążeniową, która może być drastycznie niższa niż w przypadku standardowego łożyska.
Marzeniem wszystkich projektantów byłoby posiadanie łożyska, które mogłoby działać w szerokim zakresie temperatur bez konieczności stosowania specjalnych obróbek, czyli pozostałoby standardowe, i które mogłoby pracować także bez smarowania.
Łożyska całkowicie ceramiczne o pełnym wypełnieniu to realizacja tego marzenia.
Te łożyska mają następujące cechy:
- Są wykonane z materiałów o jednej z najwyższych znanych odporności na temperaturę. Tlenek cyrkonu (ZrO2) może pracować do 500°C; azotek krzemu (Si3N4) do 900°C, podczas gdy karborek krzemu (SiC) ma maksymalną temperaturę użytkowania 1400°C.
- Współczynnik tarcia ślizgowego materiałów ceramicznych jest niższy niż stali, co powoduje mniejszą generację ciepła; w istocie maksymalna dopuszczalna temperatura otoczenia jest wyższa, ponieważ mniejsza jest generacja ciepła przez łożysko.
- Materiały ceramiczne są twardsze od stali, dlatego obszar styku między elementem tocznym a bieżnią jest mniejszy niż w łożyskach stalowych. Ponieważ generacja ciepła z tarcia zależy od rozmiaru obszaru styku, mniejszy obszar oznacza mniejszą generację ciepła, co pozwala na wyższe temperatury otoczenia.
- Materiały ceramiczne mogą pracować bez smarowania, rozwiązując tym samym problem pozyskiwania specjalnych smarów do pracy w wysokich temperaturach.
- Konstrukcja o pełnym wypełnieniu pozwala wyeliminować wszelki obcy materiał, maksymalizując właściwości termiczne materiałów ceramicznych.
