Mengapakah tegasan sentuhan galas seramik hibrid besar, tetapi hayatnya lebih lama daripada galas biasa?

Galas seramik hibrid sesuai untuk keadaan kerja yang keras seperti pelinciran yang lemah dan pencemaran yang serius [2-3]. Disebabkan oleh kekukuhan bahan seramik yang sememangnya lebih tinggi, galas seramik hibrid mempunyai kawasan sentuhan Hertzian yang lebih kecil sedikit, menghasilkan tegasan sentuhan dan bawah permukaan yang lebih besar daripada galas semua keluli dengan saiz yang sama. Secara teori, ini membawa kepada jangka hayat keletihan yang dipendekkan galas. Walau bagaimanapun, telah diperhatikan bahawa dalam beberapa aplikasi tertentu, galas hibrid mempunyai hayat perkhidmatan yang lebih lama. Bagaimana untuk menerangkan fenomena yang tidak normal ini? Bagaimana untuk memodelkannya? Kertas kerja ini bukan sahaja menjawab soalan-soalan ini, tetapi juga menunjukkan bahawa model kehidupan galas generik boleh mensimulasikan dan menerangkan pemerhatian lapangan dengan baik. Model Kehidupan Galas Generik SKF untuk galas hibrid kini tersedia.

Bahan gelang galas hibrid ialah keluli galas dan bahan unsur gelek ialah silikon nitrida gred galas (Si3N4) (rajah 1). Silikon nitrida ialah bahan seramik (iaitu, bukan logam) yang dicirikan oleh kekerasan tinggi, modulus keanjalan yang tinggi, suhu tinggi dan rintangan kimia, ketumpatan rendah, kekonduksian elektrik yang rendah, dan kemuluran yang rendah. Oleh kerana bahan seramik silikon nitrida adalah penebat yang sangat baik, galas seramik hibrid boleh digunakan dalam motor dan penjana AC dan DC untuk membentuk penebat yang berkesan antara selongsong dan aci. Berbanding dengan galas semua keluli, galas hibrid berfungsi dengan baik dalam keadaan pelinciran yang lemah dan kehadiran bahan cemar pepejal, tetapi tegasan sentuhan adalah lebih tinggi disebabkan oleh kekukuhan yang lebih tinggi bagi elemen gelek seramik di bawah beban yang sama.

Rajah 1 Bebola hibrid dan galas penggelek boleh didapati dalam pelbagai segmen saiz

Di samping itu, galas hibrid menyediakan keupayaan kelajuan yang lebih tinggi dan, dalam kebanyakan kes, hayat yang lebih lama daripada galas semua keluli dengan saiz yang sama dalam keadaan operasi yang sama. Galas hibrid juga berfungsi dengan sangat baik dalam keadaan pecutan tinggi, getaran atau gerakan bandul. Aplikasi berkelajuan tinggi seperti gelendong alat mesin dan pengecas turbo memerlukan reka bentuk bearing khas, bahan khas dan sistem pelinciran. Trend ini dijangka berterusan dan banyak aplikasi perindustrian moden yang lain akan mengenali dan memanfaatkan keupayaan unik galas hibrid.

Penggunaan seramik sebagai bahan galas mula dicadangkan pada tahun 1960-an untuk mengeluarkan galas suhu ekstrem untuk aplikasi aeroangkasa. Silikon nitrida tekan panas padat sepenuhnya telah ditunjukkan mempunyai rintangan kelesuan sentuhan bergolek (RCF) terbaik berbanding bahan seramik lain melalui ujian kelesuan sentuhan bergolek komponen. Perbezaan ketara dalam rintangan lesu juga diperhatikan antara lot pengeluaran bola seramik yang kelihatan sama. Pada tahun 1980-an, Lorösch et al. (1980) [4] melakukan ujian hayat keletihan pada galas bebola sentuhan sudut seramik hibrid. Menggunakan bola seramik berkualiti tinggi, mereka mendapati bahawa rintangan keletihan sentuhan bergolek galas seramik hibrid adalah setanding dengan galas semua keluli di bawah beban yang sama, walaupun terdapat peningkatan 12 peratus dalam tegasan sentuhan. Walau bagaimanapun, ujian tambahan pada kumpulan kedua bola seramik mendapati hayat keletihan yang lebih rendah, menunjukkan bahawa kualiti bola seramik adalah penting untuk prestasi hayat keletihan.

Kualiti dan kebolehpercayaan elemen penggelek seramik telah meningkat dengan ketara sejak beberapa tahun kebelakangan ini. Terima kasih kepada pengenalan kaedah ujian tidak memusnahkan (NDE) dan kemajuan berterusan dalam penulenan dan pensinteran bahan silikon nitrida, jurutera akhirnya dapat membangunkan bola seramik dengan rintangan lesu sentuhan bergolek yang boleh dipercayai (Galbato et al., 1992)[5]. ]. Oleh sebab itu, penggunaan galas seramik hibrid dalam gelendong alat mesin berkelajuan tinggi meningkat dengan ketara pada tahun 1990-an, menyumbang kepada prestasi berkelajuan tinggi dan ketepatan komponen mekanikal ini (Cundill, 1993) [6]. Rajah 2 menunjukkan peningkatan dalam kekuatan lesu seramik (Cundill, 1990) [7], iaitu
dikaitkan dengan penambahbaikan proses pensinteran hot-press sepanjang proses pembuatan dan pengurangan berterusan keliangan dan kecacatan permukaan (yang kini boleh dikawal oleh ujian tidak merosakkan).

SUN RISES GROUP TERHAD SKF Galas seramik hibrid paparan Inventori;