Промышленные применения в сложных условиях окружающей среды требуют специальных подшипниковых решений. Производитель подшипников NKE Austria GmbH разработал гибридные подшипники именно для этих целей. Здесь будут представлены их преимущества.
Гибридные подшипники NKE состоят из колец подшипников из сверхчистой стали и керамических тел качения, изготовленных из нитрида кремния Si3N4. «На первый взгляд такое сочетание материалов весьма необычно, но оно предлагает множество преимуществ в огромном диапазоне применений, что значительно увеличивает надежность всей системы», — говорит Михаэль Рёссл, инженер по приложениям в NKE в Штайре, Австрия.
Тела качения из нитрида кремния на 60% легче, чем из стали, и подходят для очень высоких скоростей вращения. «Следовательно, гибридные подшипники NKE могут достигать предельных скоростей, которые более чем на 20% выше, чем у обычных стандартных подшипников», — говорит Рёссл. «Даже на этих высоких и требовательных скоростях гибридные подшипники NKE демонстрируют отличные рабочие характеристики и минимальный шум при работе. Поэтому они особенно хорошо подходят для использования в высокоскоростных электродвигателях».
Керамические тела качения обладают высокой износостойкостью и позволяют достичь лучших результатов в чрезвычайно сложных условиях, таких как плохая смазка, тем самым значительно продлевая срок службы. «Очень хорошие свойства «сухого хода» гибридного подшипника играют чрезвычайно важную роль в значительном повышении надежности применения», — добавляет инженер по применению.
Трибологические свойства гибридного подшипника очень хорошо благодаря сочетанию особого материала керамики и подшипниковой стали. Даже на высоких скоростях выделяется очень мало тепла от трения. «В свою очередь, это также означает меньшие потери мощности в подшипнике и, соответственно, в применении в целом», — поясняет Рёссл. «Кроме того, гибридный подшипник имеет низкий момент отрыва».
Кроме того, срок службы подшипника увеличивается за счёт использования сверхчистой подшипниковой стали. Тела качения устойчивы к коррозии и обладают очень высокой жесткостью. Дорожка качения и геометрия роликов гибридных подшипников были специально оптимизированы, чтобы гарантировать идеальную геометрию контакта и высокую нагрузочную способность. «Гибридные подшипники так же могут обеспечить хорошую защиту от «следов застоя», также известных как «ложный бринеллинг»,- объясняет Рёссл ещё одно преимущество новых подшипников.
Типичные применения гибридных подшипников включает электродвигатели (переменного/постоянного тока), ветряные генераторы, высокоскоростные приложения или тяговые двигатели для железнодорожного транспорта. «Фактически, гибридные подшипники с керамическими телами качения в первую очередь предназначены для применений, в которых требуется максимальная электрическая изоляция и/ или требуются высокие скорости.
Гибридные подшипники обеспечивают максимальную изоляционную защиту, поскольку керамические тела качения сами по себе обладают электроизоляционным эффектом и, таким образом, предотвращают соответствующее прохождение тока», — говорит Рёссл. «Использование преобразователей частоты часто приводит к электрическому повреждению подшипника. При меньших токах, подшипник с электроизоляционным покрытием, помимо прочего, может помочь решить эту проблему. Но только гибридный подшипник обеспечивает оптимальную защиту от очень высоких токов.
Срок службы подшипника можно существенно продлить и в других областях применения, а так же за счёт использования тел качения из нитрида кремния. В таблице ниже представлен обзор наиболее распространенных применений подшипников и их преимуществ.
В зависимости от требований применения и размера подшипника сепараторы для гибридных подшипников доступны из стального листа, латуни или полиамида; Также возможны индивидуальные конструкции сепараторов по желанию заказчика. Часто используемые типы гибридных подшипников включают гибридные шарикоподшипники с глубоким желобом, которые доступны со склада или в кратчайшие сроки. Другие типы подшипников или специальные конструкции могут быть изготовлены по запросу заказчика. Существующие подшипники можно легко заменить «Гибридные подшипники NKE могут заменять обычные стандартные подшипники без каких-либо модификаций»,- говорит Рёссл. «Для их замены не требуются дополнительные инструменты или специальные навыки».
