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L'avenir de l'énergie renouvelable: boules de roulement pour éoliennes
Le secteur des énergies renouvelables évolue rapidement, l'énergie éolienne devenant un acteur clé de la transition mondiale vers des solutions énergétiques durables.un composant essentiel assure le fonctionnement efficace et la longévité de ces machines massivesParmi les différents matériaux utilisés pour ces roulements, le nitrure de silicium se distingue par ses propriétés remarquables.
Comprendre les roulements des éoliennes
Pour fonctionner efficacement, les éoliennes reposent sur une variété de roulements.Ces roulements sont essentiels pour soutenir les composants tournants de l'éolienne et gérer les immenses charges générées par l'énergie éolienneLes différents types de roulements utilisés dans les éoliennes comprennent:
- Les roulements de l'arbre principal: Ce sont de gros roulements qui gèrent la poussée et les charges radiales de l'arbre principal de la turbine.
- Les roulements à rouleaux: Utilisés entre nacelles et tours, ces roulements facilitent la rotation des nacelles.
- Les roulements hybrides: Ces roulements offrent une isolation contre les courants électriques, réduisant le risque de défaillance prématurée.
Chaque type de roulement joue un rôle crucial dans le fonctionnement de la turbine, et le choix du matériau pour les boules de roulement peut avoir une incidence significative sur les performances.
Les avantages des roulements à billes au nitrure de silicium
Les boules de roulement au nitrure de silicium offrent plusieurs avantages par rapport aux boules d'acier traditionnelles, ce qui les rend idéales pour les éoliennes:
-
Léger et durable: Le nitrure de silicium est 58% plus léger que les alliages d'acier, ce qui réduit le poids global des composants de la turbine.
-
Propriétés thermiques supérieures: Avec une expansion thermique inférieure de 76%, le nitrure de silicium peut résister à des températures plus élevées sans se déformer, ce qui le rend approprié pour les systèmes d'arbre de générateur à grande vitesse.
-
Résistance à la corrosion: Le nitrure de silicium est très résistant à la corrosion, ce qui lui assure une longue durée de vie même dans des environnements difficiles.
-
Isolement électrique: La résistance électrique du matériau minimise le risque d'érosion électrique, un problème courant dans les roulements des éoliennes.
-
Une maintenance réduite: En raison de sa finition de surface lisse et de ses faibles exigences en matière de lubrification, les boules de roulement au nitrure de silicium réduisent les besoins en maintenance et les coûts d'exploitation.
Applications des billes de roulement au nitrure de silicium
Les boules de roulement au nitrure de silicium sont utilisées dans diverses applications au-delà des éoliennes, notamment:
- Aérospatiale: dans les satellites, les moteurs à réaction et les actionneurs à vis à billes à voile.
- Automobiles: Pour les roulements d'arbre du moteur de traction des véhicules électriques et les systèmes d'injection de carburant.
- Médical: Dans les perceuses dentaires où la précision et la durabilité sont cruciales.
- Produits industriels: Dans les broches des machines-outils où l'usure et les vibrations réduites sont bénéfiques.
Pourquoi le nitrure de silicium est le futur des éoliennes
Les développements récents de la technologie des éoliennes ont mis en évidence les avantages de l'intégration de roulements hybrides à billes en céramique de haute performance.ont été reconnus pour leur capacité à augmenter la vitesse de l'arbre du rotor de 30 RPM à 2000 RPMCette avancée augmente non seulement l'efficacité, mais prolonge également le cycle de vie des centrales éoliennes, réduisant considérablement les coûts de remplacement.
| Les biens immobiliers |
Nitrure de silicium (Si3N4) |
Acier (440C) |
Zirconium (ZrO2) |
Alumine (Al2O3) |
| Densité (g/cm3) |
3.2 |
7.8 |
6.0 |
3.9 |
| Dureté (HV) |
1,400 ¢1,600 |
700 ¢ 900 |
1,200 ¢1,300 |
1,500 ¢1,800 |
| Résistance à la fracture (MPa·m1⁄2) |
6 ¢ 7 |
15 ¢ 20 |
7 ¢ 10 |
3 ¢ 4 |
| Résistance à la compression (GPa) |
2.5 ¢3.5 |
2.0 ¥2.5 |
2.0 ¥2.3 |
2.0 ¥3.0 |
●Définition:
La boule en céramique au nitrure de silicium est la boule de roulement la plus idéale pour les applications de roulement, en raison des excellentes propriétés de la céramique au nitrure de silicium,Il présente de nombreux avantages irremplaçables par rapport aux matériaux d'acier traditionnels., tels que: haute résistance mécanique, faible perte d'usure, bonne lubrification, faible densité, résistance élevée à la corrosion, bonne isolation électrique, etc.
Par conséquent, les boules de nitrure de silicium sont principalement utilisées pour certaines conditions de travail difficiles: roulements à grande vitesse / super vitesse, roulements de haute précision, roulements sous vide, roulements à haute / basse température.
En outre, les boules en céramique au nitrure de silicium peuvent également être utilisées comme boules de soupape ou boules de mesure dans les pompes chimiques/pompes à haute température/pompes de mesure.
●Propriétés physiques:
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Composition chimique:
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Si3N4 ≥ 95%
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Densité en vrac:
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3.2 ± 0,05 g/cm3
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Module élastique:
|
350 GPa
|
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Je vous en prie.
|
1870HV
|
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Résistance à la flexion:
|
780 MPa
|
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Résistance à la fracture:
|
7.2MPa·m1/2
|
|
Coefficient de dilatation thermique:
|
3.2 10-6/K
|
|
Conductivité thermique:
|
25 W/m·K
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● Une balle. Tailles/ Grade :
|
Taille (mm)
|
Φ0,8 à 180
|
|
Grade
|
Vdws
|
SPH
|
Vdwl
|
Ra
|
|
G3
|
0.05 à 0.08
|
≤ 008
|
Le taux de dépôt13
|
0.01
|
|
G5
|
0.08 à 0.13
|
≤ 013
|
Le taux de dépôt25
|
0.014
|
|
Le G10
|
0.15 à 0.25
|
≤ 025
|
Le taux de dépôt5
|
0.02
|
|
G16
|
0.2 à 0.4
|
≤ 04
|
Le taux de dépôt8
|
Le taux de dépôt025
|
|
Le G20
|
0.3 à 0.5
|
≤ 05
|
< 1
|
Le taux de dépôt032
|
|
G100
|
0.4 à 0.7
|
0.4 à 0.7
|
> 14
|
Le taux de dépôt0105
|
Équipement d'usine
Exposition et partenaire
Le cas
Navire pour la Corée du Sud
Un navire pour l'Espagne
Questions fréquentes
1Quelles tailles et quelles tolérances sont disponibles?
-
Plage de diamètre:0.5 mm à 50 mm (dimensions personnalisées possibles).
-
La sphéricité:aussi bas que0.1 μm(Classe 5 pour les roulements de haute précision).
-
Finition de surface:Ra < 0,02 μm (polissage de miroir pour une faible friction).
2Les boules de nitrure de silicium sont-elles approuvées par la FDA pour un usage médical?
- Je sais!Si3N4 estLes produits doivent être conformes à la norme ISO 6474-1.et utilisé dans les implants vertébraux, les dispositifs dentaires et les prothèses articulaires en raison de ses propriétés antibactériennes.
3Comment choisir les bonnes boules Si3N4 pour mon application?
Considérez les points suivants:
-
Exigences relatives à la charge et à la vitesse(stress dynamique/statique).
-
Plage de température(Si3N4 excelle à haute température).
-
Exposition aux produits chimiques(résistant à la plupart des acides/alcalins).
-
Besoins d'isolation électrique(non conducteur).
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