Области применения магнитных мешалок

Керамические подшипники скольжения для магнитных мешалок

Керамические подшипники скольжения

Ключевые компоненты магнитных мешалок — керамические подшипники скольжения, которые контактируют непосредственно с перемешиваемым продуктом и дополнительно подвергаются воздействию температурных изменений и чистящих химикатов. Обычно патронный подшипник изготавливается из оксида циркония, а гнездовой — из карбида кремния.

Стационарный прочный патронный подшипник крепится к пластине резервуара емкости, а вращающийся гнездовой подшипник интегрируется со смесительной головкой и герметизируется. Внутренний (патронный) подшипник из оксида циркония обладает повышенной стойкостью к ударам и повреждениям, возникающим при внезапном оседании ротора или сборке/разборке мешалки.

Наружный (гнездовой) подшипник из карбида кремния обладает превосходной износостойкостью и низкой шероховатостью поверхности. Наше разнообразное механическое оборудование позволяет получать высококачественные поверхности с минимальным трением в рабочем режиме и сниженным риском поломки в условиях сухого хода.

Graphic_Magnetic Mixers_528x1084px_RU.jpg

Сочетание оксида циркония FZM и карбида кремния StarCeram^© S

Оксид циркония (FZM) используется по причине высокой ударопрочности (высокая эластичность/низкий модуль E)
Карбид кремния (SSiC) используется по причине твердости и износостойкости

Чем обусловлен выбор керамики?

Керамические подшипники относятся к самым ответственным деталям мешалки вследствие:

прямого контакта с высокоценным продуктом (продукт содержит смазку)
и воздействия чистящих средств и перепадов температур

Основные преимущества

Устраняет риск загрязнения обломками после механического износа
Биосовместимость: соблюдение правил FDA и сертификация USP класса VI, требующаяся для фармацевтической и биотехнологической промышленности
Хорошая термоустойчивость CIP/SIP (Местная очистка и стерилизация)
Идеальная финишная обработка и качество поверхности Ra < 0,5 мкм
Отсутствие остатков продукта или роста бактерий
Низкие Поперечные силы (генерация частиц ниже регистрируемых уровней)
Минимальная сила трения
Свойства аварийного хода
Жесткие допуски для идеального соединения подшипников (до 5 мкм)
Простая конструкция исключает захват продукта (нет застоя продукта между поверхностями подшипников)
Простота обслуживания: пользователи могут заменять керамические детали подшипников на месте

Наши сильные стороны

Успешно зарекомендовали себя в приложении
Единый источник для обоих видов керамических материалов
Высокоточные технологии шлифования
Возможны металлокерамические соединения или резьба в керамике

Свойства материалов

Свойства	Единица	FZM	StarCeram^© S	Металл
Основные компоненты	-	ZrO₂, MgO	SiC	Нержавеющая сталь
Свойства микроструктуры
Плотность	g/см³	≥ 5,70	3,16	7,8
Открытая пористость	Vol. %	0	0	0
Водопоглощение	%	0	0	-
Средний размер кристаллов	μm	50	-	-
Механические свойства
Твердость (HV1)	ГПа	10,7	23	7,2 (HV10)
Прочность на сжатие	МПа	2000	> 2500	1700
Сопротивление изгибу σ_m	МПа	500 (DIN EN 843-1)	450	500
Модуль упругости (Е-модуль)	ГПа	185 (статический)	440	210
Коэффициент Пуассона	-	0,3	0,17	0,3
Вязкость разрушения K_Ic	МПа*м^0.5	6,3 (SEVNB)	2-3	-
Термические свойства
Макс. рабочая температура	°C	900	1400	120-280
Удельная теплоемкость при 20 °С	Дж/(кг*К)	400	670	502
Теплопроводность	Вт/(м*К)	3	200	45
Коэффициент теплового расширения при 20–300 °C	10^-6/К	10,6	4,4	12
Электрические свойства
Удельное электрическое сопротивление при 20 °C	Ω•см	10¹⁰	10⁸	10^-6
Типичный цвет	-	желтый	черный	-
Характеристики могут отличаться в зависимости от формы изделий и условий эксплуатации.

Примеры

SSiC_female and male bearings_290x280.jpg — Гнездовой подшипник из карбида кремния StarCeram^© SSiC, патронный подшипник из оксида циркония FZM

Shrink fit ceramic in metal housings_290x180.jpg — Горячепрессованная керамика в металлическом корпусе

Male bearing assembly on tank plate_290x180.jpg — Патронный подшипник в сборе на пластине резервуара

Stirrers made of Alumina_290x180px.jpg — Алюминиевые мешалки

Метод точного формования (F-формование)

Kyocera может выпускать для мешалки элементы сложной формы, используя новый метод точного формования (F-формование). В этом методе элементы отливаются непосредственно в форму детали без необходимости предварительной обработки перед спеканием. Таким образом снижаются затраты на обработку по сравнению с другими методами производства керамических изделий.

Преимущества

Сложная форма: изделия сложной формы, не поддающиеся механической обработке
Экономия затрат за счет сокращения потерь сырья (CIP-формование)
Экономия затрат за счет меньшего количества обработки (по сравнению с CIP-формованием)
Экономия первоначальных затрат: экономичная фасонная штамповка (по сравнению с литьем/штамповкой)