什麼是混合軸承
混合軸承採用標準滾動軸承鋼(例如 100Cr6、AISI440C)的軸承環與氮化矽(Si₃N₄)滾動體組合而成。
所有尺寸和公差保持不變。HYTEC 混合軸承因此可以取代標準滾動軸承,無需修改相鄰結構。
Si₃N₄ 滾動體在許多應用中提供一系列優勢,特別是在關鍵和困難環境條件下。
HYTEC 滾動體中使用的軸承級氮化矽,具有均勻且極細的微結構和高純度。它結合了極高的強度和韌性,化學惰性,是優異的絕緣體。
材料特性比較(Werkstoffeigenschaften / Material Characteristics)
| 參數 | 單位 | Si₃N₄ | 100Cr6 |
|---|---|---|---|
| 密度(Density) | [g/cm³] | 3.23 | 7.8 |
| 硬度 HV10 至溫度(Hardness HV10 up to temp.) | [kg/mm²] | 1600 - 800°C | 720 - 150°C |
| 抗壓強度(Compression strength) | [MPa] | 4000 | ~2300 |
| 抗拉強度(Tensile strength) | [MPa] | 800 | ~1900 |
| 彈性模量(Modulus of elasticity) | [kN/mm²] | 310 | 210 |
| 線膨脹係數(Coefficient of linear expansion) | [10⁻⁶/K] | 3 | 11.7 |
| 電阻(Electrical resistance) | Ωm | 10¹² — 絕緣體 | 0.4×10⁻⁶ — 導體 |
HYTEC 混合軸承的優勢
優異的電流絕緣
氮化矽是優異的絕緣體,可作為滾動體取代氧化陶瓷鍍層的內圈或外圈。
對較小和中型尺寸的軸承,混合軸承通常是更經濟的解決方案。
Si₃N₄ 球的絕緣耐壓為 15,000 V/mm,相比之下,軸承環上的鍍層厚度最大僅 0.5 mm。
低摩擦
氮化矽相對於鋼具有較低的摩擦。在相同轉速下,混合滾動軸承的操作溫度更低。
因此延長了軸承和潤滑劑的使用壽命。
與合成高性能潤滑脂(例如酯油/聚脲基,如 DUROLUB G237)結合使用,軸承壽命可延長數倍。
潤滑脂使用壽命(Fettgebrauchsdauer)— 滾珠軸承 d=60mm / 3000min⁻¹
更高轉速 / 加速度 / 剛性
Si₃N₄ 球的密度比鋼球低 59%,因此降低了離心力和軸承加速/減速時的質量慣性力。
由於較低的摩擦和較低的操作溫度,混合軸承可在更高轉速下運轉。
典型的例如深溝滾珠軸承的轉速限制提高 20%,高性能主軸軸承的 ndmmax 可達 300 萬。
由於彈性模量高 50%,混合軸承更為剛性。
耐溫度變化和高操作溫度
由於熱膨脹係數降低 76%,HYTEC 混合軸承對應用中的溫度波動明顯不敏感。
操作軸承間隙可以更精確地設定。氮化矽在 800°C 時幾乎保持相同的硬度。
結合耐熱軸承環和適配的乾式潤滑,混合滾動軸承可在高達 400°C 的操作溫度下使用。
在關鍵應用中更長的軸承和潤滑使用壽命
鋼與氮化矽之間的摩擦非常低,因此操作溫度和磨損較低。
由此產生更長的使用壽命。混合軸承所需的潤滑膜厚度明顯更低,因此在潤滑不足或混合/邊界摩擦條件下仍可運作。
即使在無潤滑的乾運轉條件下,混合軸承也不易發生咬死現象,在完全無潤滑的緊急運轉中可運行更長時間。
對軸承內污染顆粒的高抵抗力
Si₃N₄ 滾動體通常比軸承內的典型污染顆粒更硬。滾動體在滾過時將顆粒碾碎或壓入滾道,後續的滾動體將其壓平。
對振動的高抵抗力
HYTEC 混合軸承對靜止振動相對不敏感。偽布氏壓痕(false brinelling)等損壞因此可以在很大程度上避免。
HYTEC 混合軸承的製造
軸承環和保持架由知名的歐洲和日本製造商生產。
我們的軸承級 Si₃N₄ 球,具有最佳的微結構和孔隙率,在奧地利裝配到這些軸承環中。
我們的高性能潤滑劑來自知名的德國製造商,我們也樂意使用客戶指定的潤滑劑。
食品工業使用 NSF H1 認證的潤滑劑,通常與低鏽蝕材料的軸承配合使用。
最小批量為 1 顆。因此我們的客戶可以以最小數量測試混合軸承。
小批量生產通常可在 2–4 天內完成。
對於量產解決方案,歐洲和亞洲都有製造合作夥伴。在中等批量時,即可提供豐富的高性能材料組合,如 PEEK、FKM 和高性能鋼材。
哪些軸承類型可以製造為混合軸承
混合軸承的採購成本始終顯著高於全鋼軸承。至中型尺寸的滾珠軸承目前可以「經濟地」製造。
隨著使用的球尺寸增大,其製造成本會大幅上升。
陶瓷滾子極為昂貴,我們僅在客戶要求時才安裝。常見滾子的交期為 3–5 週。
標示 / 包裝 / 標記
軸承不會在事後標記。軸承上的標示因此為原始且未更改。
以原廠包裝包裝,並附加辨識貼紙標記。
HYTEC 混合軸承
HYTEC 產品規格標籤