W erze dynamicznego rozwoju technologii oraz wzrostu takich rozwiązań jak — na przykład — pojazdy elektryczne, łożyska ceramiczne stają się coraz bardziej powszechną opcją. Ich lekkość, elektryczna izolacja oraz odporność na zużycie sprawiają, że są one atrakcyjnym wyborem dla wielu sektorów przemysłowych. Jednak, czy są one jednocześnie uniwersalnym rozwiązaniem? A może istnieją pewne ograniczenia? W dzisiejszym artykule omawiamy zalety i wady łożysk ceramicznych, ukazując, dlaczego ogólnie ich zastosowanie może być korzystne, ale jednocześnie nie zawsze   idealne.

1. Ceramika — materiał z historią
2. Łożyska ceramiczne i łożyska hybrydowe
3. Długi czas eksploatacji i mniej prac konserwacyjnych
4. Tylko ceramika? Ograniczenia i kwestie cena-wydajność

Łożyska ceramiczne wykorzystywane w coraz większym zakresie, zyskują popularność dzięki swoim unikalnym parametrom. Warto jednak spojrzeć na nie nie tylko z perspektywy zalet, ale również poznać ich wady czy po prostu pewne ograniczenia. Jeśli interesują Cię zalety i wady łożysk ceramicznych, zapraszamy do szybkiego zapoznania się z poniższą treścią.

Ceramika — materiał z historią

Na początku lat 60. i 70. XX wieku w Stanach Zjednoczonych nastąpił przełom w dziedzinie technologii łożysk. W tym czasie inżynierowie i naukowcy podjęli wyzwanie stworzenia bardziej zaawansowanych rozwiązań niż tradycyjne stalowe łożyska toczne. To właśnie wtedy zaczęły pojawiać się pierwsze łożyska ceramiczne, będące rezultatem intensywnych badań związanych z nowoczesnymi materiałami. Od chwili wprowadzenia komponentów tego rodzaju na rynek, rozwój tej technologii stał się intensywniejszy — szczególnie przez dynamiczny wzrost sektora elektrycznych pojazdów.

Aktualnie dostępne na rynku łożyska ceramiczne korzystają z tego wieloletniego doświadczenia i zaawansowanych technologii związanych z produkcją, stając się jednocześnie kluczowym komponentem w przeróżnych sektorach przemysłowych. Z łożysk ceramicznych korzysta zarówno branża lotnicza, jak i motoryzacyjna czy medyczna. Ewolucja łożysk ceramicznych jest bezpośrednio związana z rosnącym zapotrzebowaniem klientów na nowoczesne, trwałe i przede wszystkim wydajne rozwiązanie.

Łożyska ceramiczne i łożyska hybrydowe

Na rynku poza łożyskami ceramicznymi można znaleźć także łożyska hybrydowe. Te drugie różnią się od pierwszych tym, że nie wykonuje się ich w całości z materiałów ceramicznych. Najczęściej łożyska hybrydowe mają ceramiczne elementy toczne — np. kulki ceramiczne. Dlaczego ogólnie łożyska ceramiczne i hybrydowe stają się coraz popularniejsze? Jakie zalety mają oba rozwiązania?

Zalety łożysk ceramicznych

Kulki ceramiczne, które wykorzystuje się w łożyskach ceramicznych i hybrydowych wyróżniają się wyjątkowymi właściwościami, które czynią je świetnym wyborem w przeróżnych zastosowaniach. Ich wysoka izolacja elektryczna sprawia, że takie łożyska z ceramicznymi elementami tocznymi są najlepszym aktualnie rozwiązaniem dla silników elektrycznych czy generatorów, eliminując ryzyko przewodzenia prądu. Dodatkowo znacząca odporność na zużycie i twardość kulek ceramicznych przekłada się na dłuższy okres eksploatacyjny, co jest kluczowe dla wydajności większości mechanicznych systemów. Warto pamiętać także o niskich oporach toczenia — parametr ten korzystnie wpływa na środek smarny, zwiększając jego trwałość, co z kolei jest istotne w przypadku minimalizacji konieczności przeprowadzania prac konserwacyjnych.

Odporność elektryczna i magnetyczna

Jedną z kluczowych zalet łożysk ceramicznych jest ich nieprzewodząca elektryczności struktura. W praktyce oznacza to, że są one bezpieczne w zastosowaniach, gdzie przewodzenie prądu może skutkować poważnymi konsekwencjami. Brak magnetyzmu natomiast czyni łożyska hybrydowe świetnym wyborem dla medycznych urządzeń, gdzie takie magnetyczne zakłócenia mogą być nie tylko niepożądane, ale po prostu niebezpieczne.

Odporność na korozję i wysokie temperatury

Łożyska ceramiczne — szczególnie łożyska hybrydowe z pierścieniami wykonanymi ze stali nierdzewnej — wyróżniają się także imponującą odpornością na korozję. Ta właściwość sprawia, że komponenty tego rodzaju stają się jeszcze bardziej wszechstronne, ponieważ doskonale sprawdzają się również w trudnych warunkach środowiskowych. Dodatkowo zdolność do pracy w wysokich temperaturach sprawia, że nierzadką są wręcz niezastąpioną opcją w aplikacjach, w których konwencjonalne produkty się nie sprawdzają.

Długi czas eksploatacji i mniej prac konserwacyjnych

Kulki wykonane z materiałów ceramicznych — najczęściej azotku krzemu — odgrywają kluczową rolę w poprawie wydajności samych łożysk tocznych. W przeciwieństwie do kulek stalowych ceramiczne są twardsze, dzięki czemu są w stanie eliminować drobne zanieczyszczenia. A to korzystnie wpływa na sprawność całego łożyska. Zdolność „ścierania” wręcz zanieczyszczeń na drobny pył sprawia, że łożyska ceramiczne ogólnie utrzymują wyjątkowo czyste środowisko pracy. To z kolei minimalizuje potrzeby konserwacji.

Zdolność kulek ceramicznych do generowania dużo mniejszej ilości ciepła w trakcie pracy jest bardzo istotna. Niskie opory toczenia oraz ograniczone generowanie ciepła sprawiają, że trwałość środków smarnych nie ulega pogorszeniu. Długotrwałe utrzymanie stosunkowo niskich temperatur w trakcie pracy przekłada się na skuteczną redukcję zużycia smarów. A to również eliminuje konieczność przeprowadzania częstych konserwacyjnych interwencji.

Tylko ceramika? Ograniczenia i kwestie cena-wydajność

Mimo naprawdę wielu imponujących zalet łożyska ceramiczne czy hybrydowe nie są opcją uniwersalną. Ze względu na swoją nierzadko wysoką cenę należy dokładnie rozważyć zalety, wady i ewentualne ograniczenia, aby ostatecznie podjąć odpowiednią dla siebie decyzję. Istnieją pewne kwestie, które warto sprawdzić przed zakupem łożysk ceramicznych czy hybrydowych.

Mimo świetnych właściwości łożyska ceramiczne mają nieco ograniczone możliwości przejmowania obciążeń w przeciwieństwie do łożysk w pełni stalowych. Jeśli w danej aplikacji obciążenia te są stosunkowo duże lub występują nagłe zmiany dynamicznych obciążeń, łożyska stalowe mogą okazać się odpowiedniejsze niż ceramiczne.

Ze względu na wysoką cenę łożysk ceramicznych i hybrydowych, warto zastanowić się, czy korzyści wynikające z ich zastosowania przewyższają koszty, które się z nimi wiążą. Jeśli masz łożyska toczne, które wymagają częstej wymiany, ponieważ szybko się zużywają przez pewne warunki pracy czy środowiska, montaż łożysk ceramicznych lub hybrydowych może okazać się dla Ciebie korzystniejszy.