На мировом рынке медицинского оборудования сегодня насчитывается примерно 500000 наименований продукции.
Во многих из этих устройств используются подшипники качения, позволяющие достичь требуемых характеристик. Инженеры и конструктора сталкиваются с незаурядными сложностями при разработке такой продукции, а подшипники играют ключевую роль, как в простых, так и в сложных устройствах.
Материалы подшипников
Все подшипники следует производить с использованием колец, изготовленных из материалов высокой чистоты. Для большинства случаев рекомендуется, нередко и по нормативным требованиям, использование мартенситной нержавеющей стали, аналогичной AISI 440C. Этот материал, который может обозначаться по-другому в зависимости от производителя, обеспечивает хорошую коррозионную стойкость и имеет равномерно распределенную карбидную составляющую, что обеспечивает меньший уровень шума и вибраций, чем 440C. Применение данного типа нержавеющей стали желательно, особенно в высокооборотных устройствах.
Также доступны азотированные мартенситные нержавеющие стали, хотя и более дорогие, но имеющие до 5 раз лучшую коррозионную стойкость по сравнению с традиционными материалами типа 440C. Другие преимущества этого материала – малая шумность, увеличенная долговечность благодаря лучшей структуре, содержащей более мелкие частицы нитрида хрома (по сравнению с карбидом хрома) и более высокая устойчивость к коррозии под воздействием крови.
В некоторых случаях эффективно применение шариков, изготовленных из керамических материалов, например, нитрида кремния. Керамические шарики имеют более высокую твердость, меньший вес и зеркальную полировку, они немагнитны и устойчивы к воздействию большинства жидкостей и химикатов. Керамические шарики значительно повышают максимальную скорость подшипника. Подшипники со стальными кольцами и керамическими шариками обычно называют гибридными подшипниками. Хотя керамические шарики имеют впечатляющий список преимуществ, они не являются панацеей. Из-за высокой твердости шариков возрастают контактные напряжения, что уменьшает усталостный ресурс. Если типичным является усталостное разрушение, лучше использовать стальные шарики.
Сепараторы подшипников обычно изготавливаются из нержавеющей стали 300 серии. Для работы на высоких скоростях часто требуется использование защелкивающихся сепараторов из пластика или фенольных смол. Для очень высоких скоростей рекомендуются радиально-упорные подшипники с цельным механически обработанным сепаратором. Сепараторы этих типов обеспечивают высокую стабильность при высоких оборотах.
Сепараторы из фенольных смол имеют пористую структуру и могут быть пропитаны маслом для лучшего смазывания. Некоторые пластики, такие как полиамид-имиды, содержат добавки, такие как графит или тефлон для снижения трения в экстремальных рабочих условиях. Имеется широкий выбор легких пластиков, способных выдержать температуры до 350 °C и обработку в автоклаве.
Автоклав это устройство, используемое для стерилизации хирургических инструментов, стоматологических бормашин и других устройств путем помещения их в насыщенный пар высокого давления на время от 20 до 30 минут в зависимости от размера. Эта рутинная процедура может повредить материал подшипника и смазку.
О выборе смазочных материалов, подшипников для хирургического и стоматологического оборудования, а также для лабораторного и диагностического оборудования, мы расскажем в следующих выпусках.
