Zalety łożysk ceramicznych… i ich ogromna wada

Na drogach pojawia się coraz więcej pojazdów elektrycznych, co w naturalny sposób zwiększa zapotrzebowanie na łożyska ceramiczne. Nie ma w tym niczego dziwnego – są lekkie, nie przewodzą prądu oraz charakteryzują się doskonałą odpornością na zużycie i ścieranie. Dzięki temu znacznie lepiej sprawdzają się w obszarach, w których zwykłe łożyska stalowe zawodzą. Niektórzy z pewnością pytają w tym momencie czemu nie wymienimy zatem wszystkich łożysk na łożyska ceramiczne? Odpowiadamy na to pytanie w naszym artykule (Czas czytania: 2 minuty).

Ceramika – co to takiego?

Każdy z pewnością zna materiały ceramiczne z różnego rodzaju przedmiotów artystycznych oraz naczyń. Ceramika jest wykorzystywana jako materiał do produkcji wielu wytworów – patelni, płytek łazienkowych, tarcz hamulcowych, a nawet wypełnień dentystycznych. Samo słowo „ceramika” pochodzi od greckiego słowa kéramos, które tłumaczy się jako „glina” lub „wypiekany garnek”, co pokazuje, że proces produkcji ceramiki ma związek z wysokimi temperaturami.

Ceramikę charakteryzuje szereg właściwości, które sprawiają, że bardzo dobrze nadaje się do zastosowania w łożyskach. Większość materiałów ceramicznych cechuje się dużą twardością i odpornością na zużycie, a ponadto nie przewodzi prądu. Już w latach 60. i 70. ubiegłego wieku w Stanach Zjednoczonych zostały zaprojektowane pierwsze łożyska ceramiczne. Dziś są one wykorzystywane w takich sektorach jak przemysł lotniczy, medyczny i motoryzacyjny. Nowe rozwiązania w świecie pojazdów elektrycznych i rozwój tego rynku sprawiają, że stają się one coraz bardziej popularne.

Każdy z pewnością zna materiały ceramiczne z różnego rodzaju przedmiotów artystycznych oraz naczyń

Łożyska ceramiczne i hybrydowe

Łożyska ceramiczne są lżejsze i bardziej trwałe niż tradycyjne łożyska stalowe. Ich oferta charakteryzuje się dużą różnorodnością. Łożyska hybrydowe, takie jak Schaeffler HC, zawierają zarówno elementy ceramiczne, jak i stalowe. Elementy toczne łożyska to kulki lub wałki wykonane z materiałów ceramicznych, natomiast ich pierścienie wewnętrzne i zewnętrzne są stalowe. Istnieją także łożyska całkowicie ceramiczne, które nie mają żadnych elementów stalowych. Często są one wykonane z azotku krzemu (Si₃N4₄) lub tlenku cyrkonu (ZrO₂). Zarówno łożyska hybrydowe, jak i łożyska ceramiczne charakteryzuje szereg korzyści. To między innymi:

Izolacja elektryczna;
Doskonałe osiągi przy dużych prędkościach obrotowych;
Wysoka odporność na zużycie i ścieranie;

Łożyska hybrydowe z ceramicznymi koszyczkami i stalowymi pierścieniami

Brak przewodnictwa elektrycznego oraz magnetyzmu

Materiały ceramiczne nie przewodzą prądu, dzięki czemu są naturalnym wyborem do zastosowania we wszelkiego rodzaju generatorach oraz silnikach elektrycznych. Przepływ prądu przez tradycyjne łożysko może spowodować poważne uszkodzenia, na co zwróciliśmy uwagę w naszym artykule na temat przedwczesnych awarii łożysk. Łożyskom hybrydowym nie jest straszny prąd elektryczny. Kulki ceramiczne chronią stalowe pierścienie przed przewodzeniem. Ważną zaletą łożysk ceramicznych jest także brak właściwości magnetycznych. Z tego powodu są one powszechnie stosowane w urządzeniach medycznych.

Ceramiczne koszyczki uniemożliwiają przewodzenie prądu

Wysoka odporność na korozję i wysokie temperatury

Ponadto łożyska ceramiczne i wersje hybrydowe z pierścieniami ze stali nierdzewnej, takie jak Schaeffler XC, są bardziej odporne na korozję niż łożyska stalowe. Nie uszkodzi ich woda, detergenty, a nawet wybrane substancje chemiczne, doskonale sprawdzą się także w warunkach wysokich temperatur. W porównaniu do łożysk stalowych o tych samych wymiarach umożliwiają osiąganie wyższych prędkości obrotowych. Łożyska hybrydowe wytrzymują wyższe prędkości niż łożyska ceramiczne ze względu na fakt, że ich stalowe pierścienie są mniej kruche niż ich odpowiedniki z materiałów ceramicznych. Dzięki temu są mniej podatne na nagłe pęknięcie pod wpływem nadmiernego obciążenia lub prędkości.

„Łożyska ceramiczne są bardziej odporne na korozję i wysokie temperatury”.

Dłuższy czas eksploatacji, mniejsze potrzeby w zakresie konserwacji

Kulki ceramiczne charakteryzują się mniejszą gęstością i znacznie większą twardością od kulek stalowych. Są także bardzo odporne na zużycie – jakiekolwiek drobne zabrudzenia, które dostaną się do łożyska, są po prostu ścierane na drobny pył. Co więcej, bardzo niskie opory toczenia sprawiają, że podczas pracy generują niewiele ciepła, co sprzyja większej żywotności smarów. Łożyska hybrydowe są również bardziej odporne na niedostateczne smarowanie niż ich stalowe odpowiedniki, z kolei łożyska ceramiczne można stosować nawet bez smarów.

„Są bardzo odporne na zużycie, a smary działają dłużej”.

Tylko ceramika? Nie do końca…

Wysoka odporność na zużycie, doskonałe osiągi w ekstremalnych warunkach… Czemu zatem nie stosujemy łożysk ceramicznych wszędzie, gdzie tylko możemy? Wszystko zależy od ich zastosowania. Łożyska ceramiczne i hybrydowe mają mniejsze możliwości przenoszenia obciążeń niż ich stalowe odpowiedniki. Ze względu na to, że ceramiczne koszyczki mocujące elementy toczne są twardsze, odkształcają się w mniejszym stopniu, co skutkuje mniejszą elipsą kontaktu. Modele stalowe charakteryzuje także zwiększona odporność na szok termiczny. Największą wadą łożysk ceramicznych jest jednak ich wysoka cena wynikająca z tego, że obróbka surowców do produkcji tych łożysk jest skomplikowana i energochłonna, co wydłuża proces produkcji. Z tego powodu przed dokonaniem wyboru należy określić, które cechy są najważniejsze do danego zastosowania.

Jeśli szukają Państwo łożysk ceramicznych lub innych modeli do zastosowań specjalnych, zapraszamy do kontaktu z naszymi Specjalistami ds. Obsługi Klienta, którzy chętnie odpowiedzą na wszystkie pytania i pomogą w dokonaniu właściwego wyboru.

Do wszystkich blogów

Podziel to