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中國精細軸承獲突破轉(zhuǎn)速進步50% 或已裝備渦扇15航發(fā)
海力軸承網(wǎng) 發(fā)布時間:2019/06/11
航空軸承是航空發(fā)動機的核心部件之一，具有高溫、高速、載荷大、受力復(fù)雜、工作環(huán)境苛刻等特點。從理論上說，現(xiàn)在進步航空發(fā)動機推力和燃油功率的最直接辦法依然是進步渦輪進口溫度和轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速，而進步轉(zhuǎn)速對航空軸承的極限轉(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，特別是航空軸承技能與國際軸承強國比較距離比較顯著，不能滿意我國航空裝備型號迅猛發(fā)展和功能大幅進步的要求。據(jù)揭露資料發(fā)表，國外先進航空軸承產(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)動機主軸軸承壽數(shù)一般為500至1500小時左右，最大耐溫高度不超越200℃，傳動裝置斷油應(yīng)急干工作才能不超越半個小時，而西方發(fā)達國家可做到軸承壽數(shù)到達3000至6000小時，耐溫值為350℃，干工作才能超越1個半小時，而且實際功能比上述指標還要好。正是因為我國高端軸承技能不足，致使國內(nèi)航空軸承、高鐵軸承、機器人軸承等高端軸承范疇基本上都是以進口軸承為主，在這些要害范疇急需進步。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。據(jù)揭露資料介紹，在要求高功能的軸承使用范疇，氮化硅陶瓷球被認為具有最佳的機械物理歸納功能。在高溫環(huán)境下軸承鋼球很簡單損失其硬度和強度，而氮化硅陶瓷球在400℃時可徹底保持其原有硬度，只在到達800℃時，其硬度和強度才開端大幅下降。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不允許的。而且軸承中的陶瓷球具有無油自光滑特點，摩擦系數(shù)很小，可到達很高的轉(zhuǎn)速，是一般金屬軸承轉(zhuǎn)速1.5倍以上，能夠滿意發(fā)動機加大推力和進步焚燒功率的需求。
因為陶瓷球能夠做到即便光滑油脂干掉，軸承還是能夠正常運轉(zhuǎn)，這樣就避免了一般金屬軸承中因為油脂干掉導(dǎo)致的軸承過早損壞現(xiàn)象，極端合適航空發(fā)動機運轉(zhuǎn)時的極端狀況。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)動機及傳動范疇得到了初步使用。為了進步我水兵艦艇的遠程有效沖擊才能，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，其彈用渦輪機轉(zhuǎn)子必須到達120000轉(zhuǎn)/分鐘以上的額定轉(zhuǎn)速。在展開項目實驗初期，在采用某國產(chǎn)金屬航空軸承進行發(fā)動機運轉(zhuǎn)實驗時，當實驗轉(zhuǎn)速到達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)出強烈噪聲，隨后抱軸中止，嚴重影響了導(dǎo)彈研發(fā)進展，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)動機轉(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小時接連運轉(zhuǎn)壽數(shù)查核，在實驗過程中，軸承除了有細微煙霧發(fā)生外，均無異常狀況。實驗后軸承旋轉(zhuǎn)靈活，無異常。隨著我國直升機發(fā)動機傳動技能的不斷發(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系統(tǒng)高速輸入端、離合器、尾傳動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刻由原來的半個小時進步到一個小時，滿意了裝機使用要求。。隨著中航工業(yè)完成對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國家航空航天范疇和高端裝備對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，第五個能夠大批量出產(chǎn)航空航天用陶瓷軸承的國家。
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