Повышение производительности турбоустановок с шариками, несущими силиконовый нитрид
Спрос на аэрокосмические турбины:
1, высокие скорости вращения
2, термическая стабильность от -50 до 250 градусов
3, снижение веса для эффективности
4, высокая надежность при переменных нагрузках
Обычные подшипники стали сталкиваются с ограничениями в высокоскоростных аэрокосмических применениях из-за центробежного напряжения, теплового расширения и усталости.
Материальные преимущества нитрида кремния
Легкий вес и пониженная инерция
Плотность нитрида кремния (~ 3,2 г/см) в два раза меньше, чем у несущей стали, что снижает инерцию вращения. Более низкая инерция позволяет быстрее спуск и время реагирования для турбомагнетических роторов.
Стабильность при высоких температурах
Si3N4 сохраняет прочность при температурах, превышающих 1 200°C в короткие промежутки времени, далеко за пределами стальных пределов. Низкое тепловое расширение обеспечивает постоянный опорный просвет, имеющий критическое значение для осевых и радиальных нагрузок в турбинах.
Конструкционные ограничения для подшипников турбокомпрессоров
Проектирование с шариками нитрида кремния требует тщательного внимания к:
1. Допуск к удару и хрупкость
2, устойчивость к предварительной нагрузке в условиях теплового цикла
3, точность регулировки, чтобы избежать локализованного стресса
Гибридные несущие конструкции часто пара стальных колец с шариками нитрида кремния, чтобы оптимизировать прочность при минимизации веса.
Соображения интеграции и надежности
Аэрокосмические производители подчеркивают:
1, испытание на усталость в переменной об/мин
2, электрическая изоляция для предотвращения возникновения дуги в вспомогательных устройствах с электрическим приводом
3, протоколы инспекции для обнаружения микротрещин
Более подробное руководство по стандартам инспекции и производства см. в разделе промышленные стандарты и протоколы инспекции шаров Si3N4.
