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中國精細(xì)軸承獲突破轉(zhuǎn)速進(jìn)步50% 或已裝備渦扇15航發(fā)
海力軸承網(wǎng) 發(fā)布時(shí)間:2019/06/11
航空軸承是航空發(fā)動(dòng)機(jī)的核心部件之一，具有高溫、高速、載荷大、受力復(fù)雜、工作環(huán)境苛刻等特點(diǎn)。從理論上說，現(xiàn)在進(jìn)步航空發(fā)動(dòng)機(jī)推力和燃油功率的最直接辦法依然是進(jìn)步渦輪進(jìn)口溫度和轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速，而進(jìn)步轉(zhuǎn)速對(duì)航空軸承的極限轉(zhuǎn)速功能、耐溫才能、光滑功能和承載才能均提出了愈加嚴(yán)峻的要求。我國的軸承工業(yè)雖經(jīng)過多年快速發(fā)展，現(xiàn)在已成為軸承產(chǎn)量和出售金額位居國際第3的軸承大國，但是要害技能范疇還有待加強(qiáng)，特別是航空軸承技能與國際軸承強(qiáng)國比較距離比較顯著，不能滿意我國航空裝備型號(hào)迅猛發(fā)展和功能大幅進(jìn)步的要求。據(jù)揭露資料發(fā)表，國外先進(jìn)航空軸承產(chǎn)品的壽數(shù)一般為核算壽數(shù)的8倍以上（最高可達(dá)30倍以上），可靠性為98%以上，而我國航空軸承的壽數(shù)一般為核算壽數(shù)的3至5倍，可靠性為96%左右。
例如我國渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)主軸軸承壽數(shù)一般為500至1500小時(shí)左右，最大耐溫高度不超越200℃，傳動(dòng)裝置斷油應(yīng)急干工作才能不超越半個(gè)小時(shí)，而西方發(fā)達(dá)國家可做到軸承壽數(shù)到達(dá)3000至6000小時(shí)，耐溫值為350℃，干工作才能超越1個(gè)半小時(shí)，而且實(shí)際功能比上述指標(biāo)還要好。正是因?yàn)槲覈叨溯S承技能不足，致使國內(nèi)航空軸承、高鐵軸承、機(jī)器人軸承等高端軸承范疇基本上都是以進(jìn)口軸承為主，在這些要害范疇急需進(jìn)步。因此在國家863方案、973方案、國家科技攻關(guān)方案、國家自然科學(xué)基金等項(xiàng)目的聯(lián)合支持下，我國哈爾濱工業(yè)大學(xué)、哈爾濱軸承制造有限公司共同展開了Si3N4氮化硅陶瓷混合軸承的研討及工業(yè)化使用工作。
混合陶瓷軸承由內(nèi)外圈軸承鋼+氮化硅陶瓷球+不銹鋼保持器等組合而成，它歸納了金屬和陶瓷兩者功能的優(yōu)點(diǎn)。據(jù)揭露資料介紹，在要求高功能的軸承使用范疇，氮化硅陶瓷球被認(rèn)為具有最佳的機(jī)械物理歸納功能。在高溫環(huán)境下軸承鋼球很簡單損失其硬度和強(qiáng)度，而氮化硅陶瓷球在400℃時(shí)可徹底保持其原有硬度，只在到達(dá)800℃時(shí)，其硬度和強(qiáng)度才開端大幅下降。而且即便發(fā)作軸承失效，那么也是以類似于軸承鋼球失效的方法即部分剝落方法發(fā)作的，而其它類型的陶瓷材料則以災(zāi)難性的碎裂方法損壞，這種狀況在航空軸承范疇是絕對(duì)不允許的。而且軸承中的陶瓷球具有無油自光滑特點(diǎn)，摩擦系數(shù)很小，可到達(dá)很高的轉(zhuǎn)速，是一般金屬軸承轉(zhuǎn)速1.5倍以上，能夠滿意發(fā)動(dòng)機(jī)加大推力和進(jìn)步焚燒功率的需求。
因?yàn)樘沾汕蚰軌蜃龅郊幢愎饣椭傻簦S承還是能夠正常運(yùn)轉(zhuǎn)，這樣就避免了一般金屬軸承中因?yàn)橛椭傻魧?dǎo)致的軸承過早損壞現(xiàn)象，極端合適航空發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的極端狀況。據(jù)揭露資料發(fā)表，估測混合陶瓷軸承或已經(jīng)在我國新型渦扇15航空發(fā)動(dòng)機(jī)及傳動(dòng)范疇得到了初步使用。為了進(jìn)步我水兵艦艇的遠(yuǎn)程有效沖擊才能，某潛射/艦射反艦導(dǎo)彈提出了增加射程和速度的規(guī)劃要求，其彈用渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子必須到達(dá)120000轉(zhuǎn)/分鐘以上的額定轉(zhuǎn)速。在展開項(xiàng)目實(shí)驗(yàn)初期，在采用某國產(chǎn)金屬航空軸承進(jìn)行發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn)時(shí)，當(dāng)實(shí)驗(yàn)轉(zhuǎn)速到達(dá)40000轉(zhuǎn)/分鐘后，軸承很快發(fā)熱并引起周圍冒出煙霧。持續(xù)工作數(shù)分鐘后，軸承發(fā)出強(qiáng)烈噪聲，隨后抱軸中止，嚴(yán)重影響了導(dǎo)彈研發(fā)進(jìn)展，不得不經(jīng)過特殊渠道采購國外高速航空軸承來滿意導(dǎo)彈渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子需求。
在后期改用哈工大研發(fā)的混合陶瓷軸承后，軸承一次性經(jīng)過5小時(shí)接連運(yùn)轉(zhuǎn)壽數(shù)查核，在實(shí)驗(yàn)過程中，軸承除了有細(xì)微煙霧發(fā)生外，均無異常狀況。實(shí)驗(yàn)后軸承旋轉(zhuǎn)靈活，無異常。隨著我國直升機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)傳動(dòng)技能的不斷發(fā)展，陶瓷翻滾體軸承以其優(yōu)異的功能逐漸被使用于傳動(dòng)系統(tǒng)高速輸入端、離合器、尾傳動(dòng)軸和尾減速器槳距操縱桿以及行星輪系等部位，其間主減速器干工作時(shí)刻由原來的半個(gè)小時(shí)進(jìn)步到一個(gè)小時(shí)，滿意了裝機(jī)使用要求。。隨著中航工業(yè)完成對(duì)哈爾濱軸承制造有限公司的收買，并大舉投資高功能航空軸承工業(yè)，預(yù)計(jì)在不久的將來，我國自行研發(fā)的混合陶瓷軸承將正式承當(dāng)國家航空航天范疇和高端裝備對(duì)高功能軸承的配套要求，成為繼瑞典、德國、日本、美國等少數(shù)幾家聞名軸承公司之后，第五個(gè)能夠大批量出產(chǎn)航空航天用陶瓷軸承的國家。
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