ceramic-bearings

Керамический подшипник

Как и в любой индустрии, связанной с производством техники и армией внушаемых потребителей, в роллер спорте существует множество мифических технологий и материалов, которые на пике своей популярности нещадно эксплуатируются всеми производителями с целью получения дополнительной прибыли.
В такой ситуации было множество различных материалов, используемых в том или ином аксессуаре роллер спорта: карбон, титан, магний, алюминий с присадками скандия и прочие бесчисленные материалы с магическими свойствами. Производители как ненормальные делают из популярного материала буквально все существующие компоненты для роликов, например, карбоновые рамы, которые в силу множества деталей не удовлетворяют запросов профессионалов по весу, жесткости, управляемости.

Все эти технологии и конструкции по прошествии нескольких лет, либо отметаются рынком, либо, наконец, падают в цене и занимают свою нормальную нишу. Керамические подшипники сегодня на пике hi-end популярности. За товар премиум-класса приходится платить и платить соответствующе. Цена на розничном рынке колеблется в пределах от 5 до 125 долларов.
На самом деле картина сумасшествия куда более глобальная. Аналогичное поветрие уже довольно давно распространилось среди владельцев велосипедов, спиннингов, скейтбордистов и прочей братии, у которой есть, чему крутится. Но в данной статье мы говорим о роликах.

Действительно, массовое распространение керамических подшипников началось примерно 10 лет назад. Технически, в промышленных подшипниках из керамики нет ничего нового и все их модификации как две капли воды похожи на стальных предков. Нестандартным является лишь материал: как правило, нитрид кремния (Si3N4). Благодаря тому, что этот вид керамики обладает выдающейся ударной прочностью и высокой жесткостью, этот блестящий после полировки материал стали активно использовать в машиностроении. Условно, эти подшипники можно разделить на три группы:

  • смешанные или гибридные, в которых из керамики выполнены только шары (или другое тело вращения), а оба кольца качения – из стали.
    Это самый распространенный вариант в роллер индустрии. Если производитель не указывает, какой тип подшипника установлен, 99% вероятность, что речь идет о гибридной разновидности. Важный момент – сепаратор в гибридных керамических подшипниках сделан из синтетики с низким коэффициентом трения. Китайцы лепят и металлический.
  • полностью керамические, где и кольца качения и шары сделаны из керамики.
    На роликах встречаются пока крайне редко, но доступны в ассортименте от сторонних производителей.
  • насыпные, они как правило в роллер спорте не встречаются

Теперь о характеристиках и особенностях. Они, положа руку на сердце, впечатляют даже далекого от машиностроения человека. Керамические шары – продукт действительно революционный.
• Рабочая температура шаров может достигать 800 градусов.
• Способность работать в агрессивных кислотах и щелочах без коррозии. Вообще, с ограниченным набором агрессивных сред вроде кислорода, начинает реагировать при какой-то 1000-е градусов.
• Низкий тепловой коэффициент расширения (в 3-5 раз меньше стали), и керамические подшипники прочно заняли свое место в насосах по перекачке горячих жидкостей.
• Высокая рабочая температура позволяет им работать на скоростях до 12 000 оборотов в минуту.
• Керамика, это превосходный диэлектрик, полностью керамические подшипники не пропускают электричество.
• Керамика легче стали на 40% и значительно лучше рассеивает тепло.
• Твёрдость по Роквеллу стальных шаров редко превышает 60 единиц по шкале C, твердость керамики может достигать 75 единиц.
• Модуль упругости керамики в 1.5 раза выше, чем у типичной стали, применяемой для керамических подшипников.
• Керамика не магнитится.
• Кстати, из нитрида кремния делают сверхдорогие ножи и режущую кромку станков для сталелитейных производств (но это лирика).
Круто, правда? Неудивительно, что керамические подшипники ставят в марсоходы, турбины авиалайнеров и насосы на химических производствах. С такими характеристиками можно бегать в условиях низкой гравитации, и высоких температур как меркурий или Венера. И еще, если вы по разным причинам имели неосторожность упасть в чан с серной кислотой, то через неделю, следователи 100% найдут на дне набор целехоньких шаров производства Shankel. Как не крути, а это здорово!

А теперь серьезно. Попробуем выделить те особенности гибридной керамики, которые хоть как-то могут быть полезны на велосипеде, и оценим их с точки зрения стоимости.
• Низкий вес: керамика на 40% легче. Сомнительное преимущество, когда с пары роликов мы теряем 5-10 грамм и потратив при этом 170-2000 долларов.
• Высокая коррозионная стойкость. Это факт. Однако, поскольку основными подшипниками, применяемыми на роликах, являются гибридные разновидности, дорожки качения будут по-прежнему ржаветь. Они и ржавеют. Во-вторых, хороший стальной промышленный подшипник имеет пару пыльников с высококачественной смазкой. При езде в плохих условиях, дождь, грязь, регулярная промывка и смазка позволит избежать ржавчины и продлить срок службы обычных подшипников. Промывать керамический подшипник от песка и грязи нужно так же, как и стальной.
• Керамика тверже стали и имеет более высокий модуль упругости. А вот это наиболее важное преимущество. Это означает, что при нагрузке и вращении шары деформируются меньше, следовательно, снижается тепловыделение и потеря энергии. Тепловыделение здесь не самое главное, поскольку колесо на скорости 40 км/ч совершает 1930 оборотов в минуту (для 110 мм колеса), при этом нагрев имеет место, но незначительное. Снижение сопротивления качению, может быть более интересным.

Сколько конкретно? Вынужден огорчить. На таких скоростях хорошие стальные подшипники неплохо справляются со своей ролью и выигрыш, против действительно высококачественного керамического подшипника, незначителен (слово качественный здесь ключевое, поскольку сейчас их делают десятки китайских заводов по совсем смешным ценам и со смешным азиатским качеством).
Есть еще одна характеристика шара, которую намеренно приберег напоследок – это качество полировки. Западные материалы приводят такие сравнительные цифры. Качественный стальной шар имеет маркировку Grade 25, что означает неровность поверхности в пределах 25 миллионных долей дюйма. Стальной шар средней паршивости – около 100-300 миллионных долей дюйма (Grade 100-300). Поверхность керамических шаров, с помощью плазменной полировки может достигать Grade 5. Это здорово, но качество обработки стальных дорожек качения значительно хуже, так что избыточная полировка такого уровня роли практически не играет.

Что мы имеем исходя их этого? Если у вас в колесах качественный керамический подшипник – хуже от этого не станет. Но тратить сумасшедшие деньги на керамику сегодня вряд ли имеет смысл. Это замечательная технология и через несколько лет есть все основания ожидать как снижения цены, так и появления этих подшипников в комплектах роликов среднего уровня. Дела с повышенной износостойкостью керамики: цена настолько, как правило, высока, что не перекрывает стоимости даже нескольких замен классических подшипников.
И еще раз: керамические подшипники в роликах никоем образом не спасет вас и всех нас от тренировок, множества мощных толчков по ходу гонки так же не избежать, ну а низкая посадка практически аксиома для высокой скорости. Керамика это просто материал, который долговечней и жестче привычной стали, и в настоящий момент применяется, в основном, в высокоточном оборудовании и в ответственных узлах под нагрузкой. Простая эволюция привычных вещей.

А на чем ездить товарищи решать Вам..

По материалам www.birota.ru
Автор DIL.