什么是混合轴承
混合轴承采用标准滚动轴承钢(例如 100Cr6、AISI440C)的轴承套圈与氮化硅(Si₃N₄)滚动体组合而成。
所有尺寸和公差保持不变。HYTEC 混合轴承因此可以取代标准滚动轴承,无需修改相邻结构。
Si₃N₄ 滚动体在许多应用中提供一系列优势,特别是在关键和困难环境条件下。
HYTEC 滚动体中使用的轴承级氮化硅,具有均匀且极细的微结构和高纯度。它结合了极高的强度和韧性,化学惰性,是优异的绝缘体。
材料特性比较(Werkstoffeigenschaften / Material Characteristics)
| 参数 | 单位 | Si₃N₄ | 100Cr6 |
|---|---|---|---|
| 密度(Density) | [g/cm³] | 3.23 | 7.8 |
| 硬度 HV10 至温度(Hardness HV10 up to temp.) | [kg/mm²] | 1600 - 800°C | 720 - 150°C |
| 抗压强度(Compression strength) | [MPa] | 4000 | ~2300 |
| 抗拉强度(Tensile strength) | [MPa] | 800 | ~1900 |
| 弹性模量(Modulus of elasticity) | [kN/mm²] | 310 | 210 |
| 线膨胀系数(Coefficient of linear expansion) | [10⁻⁶/K] | 3 | 11.7 |
| 电阻(Electrical resistance) | Ωm | 10¹² — 绝缘体 | 0.4×10⁻⁶ — 导体 |
HYTEC 混合轴承的优势
优异的电流绝缘
氮化硅是优异的绝缘体,可作为滚动体取代氧化陶瓷镀层的内圈或外圈。
对较小和中型尺寸的轴承,混合轴承通常是更经济的解决方案。
Si₃N₄ 球的绝缘耐压为 15,000 V/mm,相比之下,轴承套圈上的镀层厚度最大仅 0.5 mm。
低摩擦
氮化硅相对于钢具有较低的摩擦。在相同转速下,混合滚动轴承的操作温度更低。
因此延长了轴承和润滑剂的使用寿命。
与合成高性能润滑脂(例如酯油/聚脲基,如 DUROLUB G237)结合使用,轴承寿命可延长数倍。
润滑脂使用寿命(Fettgebrauchsdauer)— 球轴承 d=60mm / 3000min⁻¹
更高转速 / 加速度 / 刚度
Si₃N₄ 球的密度比钢球低 59%,因此降低了离心力和轴承加速/减速时的质量惯性力。
由于较低的摩擦和较低的操作温度,混合轴承可在更高转速下运转。
典型的例如深沟球轴承的转速限制提高 20%,高性能主轴轴承的 ndmmax 可达 300 万。
由于弹性模量高 50%,混合轴承更为刚度。
耐温度变化和高操作温度
由于热膨胀系数降低 76%,HYTEC 混合轴承对应用中的温度波动明显不敏感。
操作轴承游隙可以更精确地设定。氮化硅在 800°C 时几乎保持相同的硬度。
结合耐热轴承套圈和适配的干式润滑,混合滚动轴承可在高达 400°C 的操作温度下使用。
在关键应用中更长的轴承和润滑使用寿命
钢与氮化硅之间的摩擦非常低,因此操作温度和磨损较低。
由此产生更长的使用寿命。混合轴承所需的润滑膜厚度明显更低,因此在润滑不足或混合/边界摩擦条件下仍可运作。
即使在无润滑的干运转条件下,混合轴承也不易发生咬死现象,在完全无润滑的紧急运转中可运行更长时间。
对轴承内污染颗粒的高抵抗力
Si₃N₄ 滚动体通常比轴承内的典型污染颗粒更硬。滚动体在滚过时将颗粒碾碎或压入滚道,后续的滚动体将其压平。
对振动的高抵抗力
HYTEC 混合轴承对静止振动相对不敏感。伪布氏压痕(false brinelling)等损坏因此可以在很大程度上避免。
HYTEC 混合轴承的制造
轴承套圈和保持架由知名的欧洲和日本制造商生产。
我们的轴承级 Si₃N₄ 球,具有最佳的微结构和孔隙率,在奥地利装配到这些轴承套圈中。
我们的高性能润滑剂来自知名的德国制造商,我们也乐意使用客户指定的润滑剂。
食品工业使用 NSF H1 认证的润滑剂,通常与低锈蚀材料的轴承配合使用。
最小批量为 1 颗。因此我们的客户可以以最小数量测试混合轴承。
小批量生产通常可在 2–4 天内完成。
对于量产解决方案,欧洲和亚洲都有制造合作伙伴。在中等批量时,即可提供丰富的高性能材料组合,如 PEEK、FKM 和高性能钢材。
哪些轴承类型可以制造为混合轴承
混合轴承的采购成本始终显著高于全钢轴承。至中型尺寸的球轴承目前可以「经济地」制造。
随著使用的球尺寸增大,其制造成本会大幅上升。
陶瓷滚子极为昂贵,我们仅在客户要求时才安装。常见滚子的交期为 3–5 周。
标示 / 包装 / 标记
轴承不会在事后标记。轴承上的标示因此为原始且未更改。
以原厂包装包装,并附加辨识贴纸标记。
HYTEC 混合轴承
HYTEC 产品规格标签