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TPI 混合(Hybrid)軸承

2012-12-01
即內環和外環材質為SUJ2軸承鋼或其它材質並搭配陶瓷材質滾動體組合的軸承

何謂混合軸承,即內環和外環材質為SUJ2軸承鋼或其它材質並搭配陶瓷材質滾動體組合的軸承,其中又以Si3N4材質的陶瓷球最為廣泛使用,Si3N4陶瓷與軸承鋼比較有重量輕、耐熱性佳、非磁性、耐蝕性佳等等優點,當軸承使用於特殊環境一般軸承無法滿足時,如高速、高溫、耐蝕等等環境可使用混合軸承來取代一般軸承,Si3N4陶瓷與軸承鋼主要特性如下表所示,現TPI可生產型號及有任何混合軸承應用問題請與TPI連絡。


項目 單位 Si3N4陶瓷球 ZrO2 SUJ2鋼珠
耐熱性 800 200 120
比重 3.3 6.0 7.8
線膨脹係數 1/℃ 3.2×10-6 10.5×10-6 12.5×10-6
硬度 HV 1600 1200 800
彈性係數 GPa 310 220 210
浦松比 0.25 0.31 0.3
耐食性 不佳
磁性 非磁性 非磁性 磁性

以下為針對Si3N4陶瓷與軸承鋼特性說明


耐熱性
標準軸承鋼製的一般軸承當超過120℃會造成硬度低下,進而降低軸承的轉動壽命,而Si3N4陶瓷即使在高溫環境下並無強度及硬度低下的問題,所以Si3N4陶瓷非常適合使用於高溫環境;而混合軸承使用高溫環境要注意其它軸承配件的選擇,如內環、外環、保持器及潤滑劑,TPI現已有開發使用於450℃高溫特殊材質的混合軸承,若有其它需求請與TPI連絡。

比重
Si3N4陶瓷的比重約只有軸承鋼的40%,以陶瓷作軸承的滾動體使用時,在高速回轉時可以抑制因離心力而產生的滾動體負荷,又,斜角滾珠軸承因軌導面與滾動體以維持某一接觸角下轉動,會造成滾動體的迴轉滑動(陀螺力距),若使用比重較小的Si3N4陶瓷球可減少滾動體的迴轉滑動(陀螺力距),進而減少軸承的發熱量及表面損傷產生。

線膨脹係數
Si3N4陶瓷的線膨脹係數約為軸承鋼的1/4,故在不同溫度變化下相對的尺寸變化量亦較小,有利使用在溫度變化大的環境。

硬度、彈性係數、浦松比
Si3N4陶瓷的彈性係數約為軸承的1.5倍故相同負荷下彈性變形較小,即可提供較高的鋼性,使用於工具機主軸時高剛性為其重要的特性之一。
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