混合陶瓷軸承
混合陶瓷軸承是由軸承鋼制成的套圈和氮化硅(Si3N4)制成的滾動體組合而成。這種軸承除了有良好的電絕緣特性以外，還可以在更高的轉速下運行，在大部分的應用中，工作壽命也比傳統(tǒng)的鋼軸承要長。
極佳的電絕緣特性是氮化硅基本的特點之一，使用這種材料作為滾動體的軸承，可以防止套圈免受電流的損壞，因而延長軸承的工作壽命。
氮化硅的密度僅為軸承鋼的40％。由于滾動體的重量較輕，慣性也較小，因此軸承在迅速起動和停止時，保持架承受的作用力也更小，在高轉速的情況下，更可以大幅減少摩擦，參見102頁的“混合陶瓷軸承的摩擦特性”一節(jié)中的說明。更少的摩擦表示更低的工作溫度，潤滑劑的工作壽命也更長。因此，混合陶瓷軸承極適合用于高轉速的應用中。
即使在潤滑不足的情況下，氮化硅和鋼之間也不會有磨損的問題，因此混合陶瓷軸承在潤滑不良(K<1)的情況下仍然可以運行一段較長的時間。對于混合陶瓷軸承，一般以K=1用于實際運行，而以K<1來估計軸承在工作條件下的壽命。在一些只會形成極薄潤滑膜的介質，如冷凍劑等作為潤滑劑時，混合陶瓷軸承仍可能發(fā)揮出良好的性能，實現在“無油”之下運行，但在設計和材料選用方面必須非常小心。如有需要應用在這些條件下，請先向SKF咨詢有關這方面應用的詳細信息。
氮化硅的硬度和彈性模量都高于一般的軸承鋼，因此軸承有較高的剛度，而且在污染環(huán)境下可以有更長的工作壽命。
氮化硅的熱膨脹率小于鋼，因此氮化硅滾動體的尺寸受溫度變化的影響較小，軸承的預緊也可以更準確地控制。在設計用于極低工作溫度下的軸承配置,或需要估計混合陶瓷軸承的游隙減量時，請與SKF聯(lián)系。
SKF混合陶瓷深溝球軸承
SKF混合陶瓷軸承的產品供應范圍中，大部分是單列混合陶瓷深溝球軸承(→圖1)，主要是因為深溝球軸承有非常廣泛的應用范圍，尤其是在中小型的電機。帶密封的軸承能永久潤滑，更可以簡化軸承配置的設計。深溝形的滾道加上滾道與滾球之間有很高的密合度，使深溝球軸承可以承受徑向負荷和兩個方向的軸向負荷。
SKF混合陶瓷深溝球軸承的供應范圍，包括內徑由5至110mm的軸承，能滿足廣泛應用的需要，例如內徑45mm或以下的軸承，可以滿足功率在0,15至15kW的電機、發(fā)電機、電動工具等應用的需要。
SKF能提供兩種設計的混合陶瓷深溝球軸承：
·密封軸承
·開式軸承
密封軸承
SKF密封混合陶瓷深溝球軸承(→圖2)，已預裝有潤滑脂并可以終生潤滑，密封的設計包括：
·RSL低摩擦密封圈(a)，用于外徑小于或等于25mm的軸承，后綴2RSL
·RSL低摩擦密封圈(b)，用于外徑大于25mm，小于或等于52mm的軸承，后綴2RSL
·RZ低摩擦密封圈(c)，用于外徑大于52mm的軸承，后綴2RZ
·RS1接觸式密封圈(d)，后綴2RS1
有關各種不同密封適用的工作條件，可參見從287頁開始的“深溝球軸承”一章中有關密封件選擇的指引。
密封圈是由帶鋼骨架的丁腈橡膠(NBR)制成。這些密封圈的允許工作溫度范圍為-40至+100℃，在短時期可高達+120℃。
密封軸承預裝有優(yōu)質的潤滑脂，標準采用的為聚脲基潤滑脂，基油為合成酯油，潤滑脂的后綴為WT。在+70至+120℃的溫度范圍內，這種潤滑脂有極佳的潤滑特性，比其它一般密封軸承有更長的工作壽命，而且特別適用于電機的應用。WT潤滑脂的主要特性可參見表1。
軸承可以達到的工作溫度，同時需要考慮保持架和密封件的允許溫度。帶氟橡膠密封的SKF混合陶瓷軸承可以承受高達180℃的溫度，有關詳細信息，請向SKF查詢。
開式軸承
除了密封軸承以外，較大型的SKF混合陶瓷深溝球軸承能提供無密封的開式設計。如果需要少量尺寸較小的開式軸承，可以訂購密封的混合陶瓷軸承，然后把密封圈拆除。
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表1 |
| WT潤滑脂的特性 |
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| 特性 |
WT潤滑脂 |
| DIN 51825代碼 |
K2P-40 |
| 稠化劑 |
聚脲皂(Di-urea) |
| 基油類型 |
酯油 |
| NLGI稠度 |
2-3 |
| 工作溫度范圍，℃ |
-40至+160 |
| 基油粘度，mm2/s |
|
| 在40℃時 |
70 |
| 在100℃吋 |
9,4 |
其它SKF混合陶瓷軸承
精密混合陶瓷軸承
SKF在這產品系列中包括：
·精密混合陶瓷角接觸球軸承
·精密混合陶瓷圓柱滾子軸承
·精密混合陶瓷角接觸推力球軸承，單向和雙向
有關這些混合陶瓷軸承的更詳細信息，請參閱SKF“精密軸承”(High-precision bearings)型錄。
此外，SKF還可以拫據特殊要求，提供單列或雙列的混合陶瓷角接觸球軸承、以及混合陶瓷四點接觸球軸承等。如有需要使用這些軸承時，請先向SKF査詢有關應用方面的信息。
帶特殊鋼套圈和涂層的混合陶瓷軸承
SKF混合陶瓷軸承使用的套圈與標準鋼軸承的相同。在正常的情況下，深溝球軸承在120℃以下能保持尺寸的穩(wěn)定，角接觸球軸承則為150℃。如果需要在高溫之下持續(xù)運行，建議使用一些經過特殊熱處理，在更高的溫度仍可以保持尺寸穩(wěn)定的軸承，例如：
·軸承套圈在+150℃以下保持尺寸穩(wěn)定，后綴S0
·軸承套圈在+200℃以下保持尺寸穩(wěn)定，后綴S1
這些經過特殊熱處理，后綴帶S0或S1的混合陶瓷深溝球軸承，一般不會備有現貨。
根據特殊的要求，SKF可以提供以淬透的不銹鋼制成的套圈，這種材料有良好的防腐蝕、耐磨損、抗氧化和耐高溫等特性，并可以在高達300℃的溫度中運行。
如有需要使用以特殊不銹鋼制成的套圈以用于極低的環(huán)境溫度，或以高溫的工具鋼制成的套圈，請先與SKF聯(lián)系。
在有需要的情況下，可以在套圈加上涂層以防止防腐，例如鋅鉻或薄層高密度鉻。低摩擦的鉬基涂層可用于真空和易燃氣體下的應用。
一般資料和數據
尺寸，公差，內部游隙
SKF混合陶瓷深溝球軸承拫據以下標準制造：
·外形尺寸符合ISO 15:1998標準
·符合ISO 492:2002標準的普通級公差
·符合ISO 5753:1991標準的C3徑向游隙(→表2)
保持架
根據不同的尺寸，SKF混合陶瓷深溝球軸承裝有以下其中一種保持架：
·卡型玻璃纖維增強尼龍6,6保持架(→圖3a)，或
·鉚接式沖壓鋼保持架(→圖3b)
帶尼龍6,6保持架的混合陶瓷軸承可以在最高+120℃的溫度下運作。
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表2 |
| 內部游隙 |
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| 軸承內徑 |
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徑向游隙 |
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| d |
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C3 |
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| 大于 |
至 |
最小 |
最大 |
| mm |
|
μm |
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| |
6 |
8 |
23 |
| 6 |
10 |
8 |
23 |
| 10 |
18 |
11 |
25 |
| 18 |
24 |
13 |
28 |
| 24 |
30 |
13 |
28 |
| 30 |
40 |
15 |
33 |
| 40 |
50 |
18 |
36 |
| 50 |
65 |
23 |
43 |
| 65 |
80 |
25 |
51 |
| 80 |
100 |
30 |
58 |
| 100 |
120 |
36 |
66 |
轉速
帶塑料保持架的混合陶瓷深溝球軸承，可以在比鋼軸承額定轉速更高的速度下運行。產品表中列出的極限轉速，僅適用于相應該軸承型號使用的保持架、密封件和潤滑脂。帶聚醚醚酮(PEEK)保持架的混合陶瓷軸承可以在更高的速度和溫度下運行。有關更多信息，請向SKF查詢。
密封軸承在產品表中所列的“參考轉速”，適用于開式設計的軸承，這個參數主要用來表示相關軸承的轉速能力。對于密封軸承，實際轉速不可以高于產品表中的“極限轉速”。
在振動或往復擺動的工作條件下，混合陶瓷軸承仍然可以有極佳的性能。因此在這些條件下，通常無需使用特殊的潤滑脂或施加預緊。
氮化硅的特性
適合用作軸承材料的氮化硅(Si3N4)，其特性可參見從138頁開始的“滾動軸承的材料”一節(jié)。
絕緣特性
混 合陶瓷軸承有極佳的絕緣特性，可以防止因交流電或直流電產生的電弧對潤滑脂和滾道造成的損環(huán)。混合陶瓷軸承即使在高頻電壓下仍然有很高的阻抗，因此可以防 止高頻電流通過滾動體和滾道之間。對于小型的混合陶瓷球軸承，其接觸式密封是帶鋼骨架的丁腈橡膠，但密封圈與套圈接觸部位的電壓要超過2,5kVDC，才會引起電弧。如需要這方面的更詳細信息，請向SKF查詢。
軸向預緊
在 使用兩個混合陶瓷深溝球軸承的軸承配置中，如果在高轉速下運作和需要降低噪聲，可以在配置中施加軸向預緊。施加軸向預負荷的一個簡單的方法是使用彈簧墊 圈，在216頁的“通過彈簧進行預緊”一節(jié)中有詳細的說明和計算方法。如果需要更多有關這方面的信息，請參見在206頁的“軸承的預緊”一節(jié)。
當量軸承負荷
有關混合陶瓷深溝球軸承當量動負荷和靜負荷的計算方法，可以參照在299頁中一般深溝球軸承使用的公式。
補充代號
用于SKF混合陶瓷深溝球軸承的后綴的含義如下：
C3 徑向游隙大于普通組
F1 特殊的潤滑脂填充量，占軸承自由空間的10-15%
HC5 滾動體的材料為氮化硅
TNH 注塑聚醚醚酮(PEEK)保持架
TN9 注塑玻璃纖維增強尼龍6,6保持架
WT 聚脲基潤滑脂，NLGI稠度2-3，工作溫度范圍-40至+160℃(正常填充量)
2RS1 軸承兩側帶具鋼骨架的丁腈橡膠(NBR)接觸式密封圈
2RSH2 軸承兩側帶具鋼骨架的氟橡膠(FPM)接觸式密封圈
2RSL 軸承兩側帶具鋼骨架的丁腈橡膠(NBR)低摩擦密封圈
2RZ 軸承兩側帶具鋼骨架的丁腈橡膠(NBR)低摩擦密封圈
軸承尺寸的選擇
選擇混合陶瓷深溝球軸承的尺寸時，請參照從49頁開始的“軸承尺寸的選擇”一章中有關一般軸承選擇的指引。由于陶瓷材料的彈性模量較高，靜負荷安全系數S0應作如以下的調整
S0混合陶瓷=1,1S0鋼
有關鋼軸承在不同情況下的S0參考值，請參見在77頁的表10。
潤滑
大部分SKF混合陶瓷深溝球軸承都是帶密封的，而且可以永久潤滑。如果使用的是開式軸承和采用
脂潤滑的方式，應用在電機時，建議使用SKFLGHP2潤滑脂。非常高轉速和工作溫度在＋70℃以下的應用，建議使用SKFLGLC2或LGLT2潤滑脂。有關更多SKF潤滑脂的詳細信息，請參見從229頁開始的潤滑一章。
在極高轉速的工作條件下，如果需要有更長的工作壽命，應該采用油潤滑的方式。在這種工況下，有兩種建議的潤滑方法：
·噴油潤滑
·油氣潤滑
采用油氣潤滑時，如采用SKF TOS-EX2油點潤滑系統(tǒng)，只需要少量的潤滑油便可以提供足夠的潤滑，可以降低工作溫度，并允許更高的轉速，而且減少潤滑油在空氣中的揮發(fā)，對保護環(huán)境也有很大的幫助。
有關更多這些潤滑方式在設計方面的信息，請參見從248頁開始的“油潤滑”一節(jié)，或參閱SKF“精密軸承”(High-precision bearings)型錄。
