De voordelen van keramische lagers… én hun grote nadeel

We zien steeds meer elektrische voertuigen op de weg. Hierdoor neemt ook de vraag naar keramische lagers toe. Die zijn o.a. licht, stroomisolerend en zeer slijtvast. Dit maakt ze geschikt voor omgevingen waarin normale stalen lagers tekortschieten. Waarom zou u dan niet altijd voor keramische lagers kiezen? Die vraag beantwoorden we in deze blog (leestijd: 2 minuten).

Wat is keramiek?

Keramische materialen vinden we terug in allerlei kunst- en gebruiksvoorwerpen. Denk maar aan tegels, pannen, remschijven en tandvullingen. Het woord keramiek is afgeleid van het Griekse woord kéramos, dat zich laat vertalen als ‘leem’ of ‘gebakken pot’. Hierin zien we de oorsprong van keramiek terug: een productieproces waarbij sprake is van verhitting.

Keramiek heeft een aantal eigenschappen die het zeer geschikt maakt voor gebruik in lagers. De meeste keramieksoorten zijn hard, slijtvast en niet-geleidend. Al in de jaren zestig en zeventig van de vorige eeuw werden in de VS de eerste keramische lagers ontworpen. Tegenwoordig worden ze onder meer gebruikt in de lucht- en ruimtevaart, de medische industrie en in de auto-industrie. En door de ontwikkelingen op het gebied van elektrische voertuigen worden ze steeds populairder.

Keramische materialen vinden we terug in allerlei kunst- en gebruiksvoorwerpen

Hybride of volledig keramisch

Keramische lagers zijn lichter en duurzamer dan gewone stalen lagers. Er zijn verschillende typen. Hybride lagers, zoals de Schaeffler HC-uitvoeringen, bevatten keramische en stalen onderdelen. De rolelementen zijn keramische kogels of rollen, terwijl de binnen- en buitenringen van staal zijn. Er zijn ook volledig keramische lagers, dus zonder stalen onderdelen. Vaak zijn deze van silicium-nitride (Si₃N₄) of zirkoonoxide (ZrO₂) gemaakt. Hybride en vol-keramische lagers bieden enkele voordelen:

Stroomisolerend
Geschikt voor hoge toerentallen
Zeer slijtvast

Hybride lagers met keramische rollichamen en stalen ringen

Stroomisolerend en niet-magnetisch

Keramische materialen zijn niet-geleidend. Een onmisbaar kenmerk voor lagers in generatoren, tractiemotoren en andere elektromotoren. Stroomdoorvoer kan bij normale lagers tot ernstige schade leiden, wat we eerder al aanstipten in ons blog over voortijdig lageruitval. Dit gebeurt niet bij hybride lagers. De stroom-isolerende keramische kogels beschermen de stalen ringen tegen stroomdoorslag. Volledig keramische lagers zijn daarnaast niet-magnetisch. Ze worden bijvoorbeeld gebruikt voor medische apparatuur.

Keramische rollichamen verhinderen stroomdoorslag

Hoge corrosiewerendheid en temperatuurbestendigheid

Daarnaast zijn keramische lagers en hybride uitvoeringen met rvs ringen, zoals de Schaeffler XC-modellen, beter bestand tegen corrosie dan stalen lagers. Ze kunnen bijvoorbeeld tegen water, schoonmaakmiddelen en bepaalde chemische stoffen. Ook zijn ze opgewassen tegen hoge temperaturen. In vergelijking met stalen lagers van dezelfde afmetingen zijn hogere draaisnelheden mogelijk. Daarbij kunnen hybride lagers hogere toerentallen aan dan volledig keramische lagers. Hun stalen ringen zijn namelijk minder broos dan keramische uitvoeringen. Dit maakt ze minder vatbaar voor plotselinge uitval bij te hoge belasting of snelheid.

“Keramische lagers zijn beter bestand tegen corrosie en hoge temperaturen.”

Langere levensduur, minder onderhoud

Keramische kogels hebben een lagere dichtheid en een veel hogere hardheid dan stalen kogels. Ze zijn erg slijtvast: kleine deeltjes die in het lager terechtkomen worden simpelweg verpulverd. En dankzij een zeer lage rolweerstand komt er weinig warmte vrij. Smeermiddelen gaan zo langer mee. Hybride lagers zijn ook beter bestand tegen ongunstige smeeromstandigheden dan stalen lagers. Volledig keramische exemplaren kunnen zelfs zonder smeermiddelen ingezet worden.

“Ze zijn erg slijtvast en smeermiddelen gaan langer mee.”

Voortaan alleen nog maar keramisch?

Superslijtvast, opgewassen tegen extreme omstandigheden… Voortaan altijd maar keramische lagers kiezen? Dat hangt af van de gebruikssituatie. Keramische en hybride lagers hebben een lager draagvermogen dan hun stalen tegenhangers. Omdat keramische rollichamen harder zijn, vervormen ze minder. Het gevolg is een kleinere drukellips. Ook de thermische schokbestendigheid van stalen modellen is beter. Maar vooral hangt er een fors prijskaartje aan de keramische uitvoeringen. De bewerking van ruwe materialen voor deze lagers is namelijk complex en kost veel energie. De productie neemt daardoor veel tijd in beslag. Bepaal dus welke eigenschappen belangrijk zijn voor uw toepassing voor u een keuze maakt!

Op zoek naar keramische lagers of andere modellen voor speciale toepassingen? Neem dan contact met onze Account Managers op. Zij helpen u graag verder.

Naar alle blogs