Keramische versus hybride lagers

- Jun 17, 2020-

Keramische versus hybride lagers

SMB-Hybrid-bearings-imageOngeveer 27.000 keramische tegels bedekken de buitenkant van de NASA Space Shuttle - een herbruikbaar ruimtevaartuig dat astronauten in een lage baan rond de aarde vervoert. De tegels fungeren als een thermische barrière voor de 1650 graden Celsius die wordt gegenereerd door atmosferische terugkeer, en illustreren de indrukwekkende weerstand van keramische materialen. De indrukwekkende eigenschappen van keramiek worden ook gebruikt in lagers. Hier legt Chris Johnson, directeur van precisie lagerspecialist SMB Bearings, de specificaties, mogelijkheden en verschillen uit van volledig keramische en hybride lagers.

Keramiek wordt voornamelijk gebruikt in lagers vanwege de corrosie- en temperatuurbestendige eigenschappen van het materiaal. Keramiek is inert, terwijl metalen reactief zijn, waardoor keramiek bestand is tegen corrosieve materialen zoals zeewater en vele chemicaliën, waaronder zuren en logen. Omdat keramische lagers niet corroderen, hebben ze minder onderhoud nodig dan hun stalen alternatieven en kunnen ze worden gebruikt in zeer vijandige omgevingen.
Het is niet verwonderlijk dat deze corrosiebestendige eigenschappen ervoor zorgen dat keramische lagers in veel industrieën kunnen worden gebruikt, variërend van voedsel- en chemische productie tot maritieme en onderwatertoepassingen.

Er is echter enige verwarring. Wat mensen vaak keramische lagers noemen, zijn eigenlijk hybride lagers. Dus, wat is het verschil tussen volledig keramische en hybride opties?

Keramische lagers
Volkeramische lagers hebben keramische ringen en kogels en ofwel een synthetische kooi gemaakt van PEEK of PTFE of helemaal geen kooi. Ze zijn zeer goed bestand tegen zuren en logen en daarom geschikt voor gebruik in zeer corrosieve omgevingen. Lagers van siliciumnitride (Si3N4) kunnen bij gebruik zonder kooi worden verwarmd tot temperaturen van 800 graden Celsius. Door deze eigenschappen te combineren met hun lichtgewicht karakter, met 45 procent van het gewicht van stalen lagers, zijn ze ongelooflijke vervangers van traditionele metalen lagers.

Volkeramische lagers zijn ook niet-magnetisch, wat betekent dat ze kunnen worden gebruikt in medische apparaten zoals MRI-scanners of elke toepassing met een sterk magnetisch veld. De grotere hardheid van keramische lagers betekent echter ook grotere brosheid en als zodanig tolereren ze geen schokbelastingen.

Hybride
Wanneer de meeste mensen denken aan keramische lagers, bedoelen ze meestal eigenlijk hybride versies. Hybride lagers zitten tussen volledig keramische en stalen opties. Hoewel ze keramische kogels gebruiken, worden deze lagers gecombineerd met metalen binnen- en buitenringen. Door deze combinatie te gebruiken, zijn hogere snelheden mogelijk dan bij volledig keramische opties, omdat de minder brosse metalen ringen niet zo vatbaar zijn voor plotselinge catastrofale storingen onder hoge snelheid of belasting.

Ondanks het kleine verschil in ontwerp, verschillen de eisen van hybride lagers behoorlijk sterk van volledig keramische lagers. Terwijl volledige keramische lagers bijvoorbeeld geen smering vereisen, doen hybride lagers dat wel. Hoewel de keramische kogels de stalen ringen echter nog steeds schuren, zullen hybriden beter bestand zijn tegen marginale smering dan stalen lagers vanwege de lage wrijvingscoëfficiënt en de lichtheid van de kogels.

Smering is mogelijk niet vereist bij gebruik van hybride lagers bij zeer lage snelheden. Aangezien deze lagers echter vaak worden gekozen voor toepassingen met hogere snelheden dan volledig keramiek, wordt een geschikte smering aanbevolen. Precisie hybride lagers met een kooi met hoge snelheid zijn in staat tot zeer hoge snelheden, vandaar hun gebruik in bijvoorbeeld gereedschapsmachines.

De corrosiebestendige eigenschappen van het lager worden ook beïnvloed bij het kiezen van een hybride versie over volledig keramiek. Hoewel de keramische kogels zeer bestendig zijn, wordt het algehele niveau van corrosiebestendigheid verminderd door het gebruik van metalen ringen, zelfs als ze van roestvrij staal zijn.

Beslissingen over het kiezen van keramische lagers of hybride lagers zullen afhangen van de kosten, de toepassing en de vijandigheid van de omgeving waarin de lagers zullen worden gebruikt. Hoewel uw toepassing mogelijk geen keramische lagers vereist met de extreme temperatuurbestendigheid van de NASA Space Shuttle, zou een beter begrip van de verschillende typen uw beslissing een beetje gemakkelijker moeten maken.

Voor meer informatie, stuur een e-mail naar:info@jxtcbearing.com // whatsapp: 008613559751737