There are more and more electric vehicles on the road. This increases the demand for ceramic bearings. These bearings are light, electrically insulating and highly resistant to wear and abrasion. This makes them suitable for environments where normal steel bearings fall short. So why not make all your bearings ceramic bearings?
I materiali ceramici si trovano in tutti i tipi di oggetti e utensili d'arte. Conosciamo tutti le piastrelle, le padelle, i dischi dei freni e le otturazioni dentali. La parola ceramica deriva dalla parola greca kéramos, che si traduce come “argilla” o “pentola cotta”. Questo dimostra le origini della ceramica; un processo di produzione che prevede il riscaldamento.
La ceramica ha una serie di proprietà che la rendono molto adatta all'uso nei cuscinetti. La maggior parte delle ceramiche sono dure, resistenti all'usura e non conduttive. Già negli anni ’60 e ’70 negli Stati Uniti furono progettati i primi cuscinetti in ceramica. Oggi vengono utilizzati in settori come l’industria aerospaziale, medica e automobilistica. I nuovi sviluppi nei veicoli elettrici fanno sì che stiano diventando sempre più popolari.
I cuscinetti in ceramica sono più leggeri e più resistenti dei normali cuscinetti in acciaio. Ne esistono diversi tipi. I cuscinetti ibridi, come le versioni Schaeffler HC, contengono componenti in ceramica e acciaio. Gli elementi a rulli sono sfere o rulli in ceramica, mentre gli anelli interno ed esterno sono in acciaio. Esistono anche cuscinetti interamente in ceramica senza parti in acciaio. Spesso questi sono realizzati in nitruro di silicio (Si3N4) o ossido di zirconio (ZrO2). I cuscinetti ibridi e interamente in ceramica offrono alcuni vantaggi. Sono:
Elettricamente isolante
Adatto per alte velocità
Altamente resistente all'usura e all'abrasione
Cuscinetti ibridi con corpi a rulli in ceramica e anelli in acciaio
I materiali ceramici non sono conduttivi. Una qualità indispensabile dei cuscinetti dei generatori, dei motori di trazione e di altri motori elettrici. Il flusso di corrente può causare gravi danni ai cuscinetti normali, come abbiamo sottolineato nel nostro blog sui guasti prematuri dei cuscinetti. Ciò non accadrà ai cuscinetti ibridi. Le sfere in ceramica elettricamente isolanti proteggono gli anelli in acciaio dalla penetrazione di corrente. Inoltre, i cuscinetti interamente in ceramica non sono magnetici. Pertanto, sono comunemente utilizzati nei dispositivi medici.
I corpi dei rulli in ceramica impediscono la penetrazione di corrente
Inoltre, i cuscinetti in ceramica e le versioni ibride con anelli in acciaio inossidabile, come i modelli Schaeffler XC, sono più resistenti alla corrosione rispetto ai cuscinetti in acciaio. Ad esempio, possono resistere all'acqua, ai detersivi e ad alcuni prodotti chimici. Possono anche sopportare temperature elevate. Rispetto ai cuscinetti in acciaio delle stesse dimensioni sono possibili velocità di rotazione più elevate. I cuscinetti ibridi possono gestire velocità più elevate rispetto ai cuscinetti interamente in ceramica. In effetti, i loro anelli in acciaio sono meno fragili delle versioni in ceramica. Ciò li rende meno suscettibili a guasti improvvisi in condizioni di carico o velocità eccessivi.
Le sfere in ceramica hanno una densità inferiore e una durezza molto più elevata rispetto alle sfere in acciaio. Sono molto resistenti all'usura: le piccole particelle che entrano nel cuscinetto vengono semplicemente polverizzate. E la loro bassissima resistenza al rotolamento garantisce che venga rilasciato poco calore. I lubrificanti durano più a lungo in questo modo. I cuscinetti ibridi sono anche più resistenti alle condizioni di lubrificazione avverse rispetto ai cuscinetti in acciaio. Quelli completamente in ceramica possono essere utilizzati anche senza lubrificanti.
Super resistente all'usura, in grado di resistere a condizioni estreme…. D'ora in poi sempre cuscinetti in ceramica? Dipende dal loro utilizzo. I cuscinetti in ceramica e ibridi hanno una capacità di carico inferiore rispetto ai loro omologhi in acciaio. Poiché i corpi dei rulli in ceramica sono più duri, si deformano meno. Il risultato è un'ellisse di contatto più piccola. Inoltre, la resistenza agli shock termici dei modelli in acciaio è migliore. Ma soprattutto, le versioni in ceramica hanno un prezzo elevato. Questo perché la lavorazione delle materie prime per questi cuscinetti è complessa e richiede energia. Di conseguenza, la produzione richiede molto tempo. Quindi, determina quali funzionalità sono importanti per la tua applicazione prima di fare la tua scelta!
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2023-12-12
