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中国精细轴承获突破转速进步50% 或已装备涡扇15航发
海力轴承网 发布时间:2019/06/11
航空轴承是航空发动机的核心部件之一，具有高温、高速、载荷大、受力复杂、工作环境苛刻等特点。从理论上说，现在进步航空发动机推力和燃油功率的最直接办法依然是进步涡轮进口温度和转子转速，而进步转速对航空轴承的极限转速功能、耐温才能、光滑功能和承载才能均提出了愈加严峻的要求。我国的轴承工业虽经过多年快速发展，现在已成为轴承产量和出售金额位居国际第3的轴承大国，但是要害技能范畴还有待加强，特别是航空轴承技能与国际轴承强国比较距离比较显着，不能满意我国航空装备型号迅猛发展和功能大幅进步的要求。据揭露资料发表，国外先进航空轴承产品的寿数一般为核算寿数的8倍以上（最高可达30倍以上），可靠性为98%以上，而我国航空轴承的寿数一般为核算寿数的3至5倍，可靠性为96%左右。
例如我国涡轮发动机主轴轴承寿数一般为500至1500小时左右，最大耐温高度不超越200℃，传动装置断油应急干工作才能不超越半个小时，而西方发达国家可做到轴承寿数到达3000至6000小时，耐温值为350℃，干工作才能超越1个半小时，而且实际功能比上述指标还要好。正是因为我国高端轴承技能不足，致使国内航空轴承、高铁轴承、机器人轴承等高端轴承范畴基本上都是以进口轴承为主，在这些要害范畴急需进步。因此在国家863方案、973方案、国家科技攻关方案、国家自然科学基金等项目的联合支持下，我国哈尔滨工业大学、哈尔滨轴承制造有限公司共同展开了Si3N4氮化硅陶瓷混合轴承的研讨及工业化使用工作。
混合陶瓷轴承由内外圈轴承钢+氮化硅陶瓷球+不锈钢保持器等组合而成，它归纳了金属和陶瓷两者功能的优点。据揭露资料介绍，在要求高功能的轴承使用范畴，氮化硅陶瓷球被认为具有最佳的机械物理归纳功能。在高温环境下轴承钢球很简单损失其硬度和强度，而氮化硅陶瓷球在400℃时可彻底保持其原有硬度，只在到达800℃时，其硬度和强度才开端大幅下降。而且即便发作轴承失效，那么也是以类似于轴承钢球失效的方法即部分剥落方法发作的，而其它类型的陶瓷材料则以灾难性的碎裂方法损坏，这种状况在航空轴承范畴是绝对不允许的。而且轴承中的陶瓷球具有无油自光滑特点，摩擦系数很小，可到达很高的转速，是一般金属轴承转速1.5倍以上，能够满意发动机加大推力和进步焚烧功率的需求。
因为陶瓷球能够做到即便光滑油脂干掉，轴承还是能够正常运转，这样就避免了一般金属轴承中因为油脂干掉导致的轴承过早损坏现象，极端合适航空发动机运转时的极端状况。据揭露资料发表，估测混合陶瓷轴承或已经在我国新型涡扇15航空发动机及传动范畴得到了初步使用。为了进步我水兵舰艇的远程有效冲击才能，某潜射/舰射反舰导弹提出了增加射程和速度的规划要求，其弹用涡轮机转子必须到达120000转/分钟以上的额定转速。在展开项目实验初期，在采用某国产金属航空轴承进行发动机运转实验时，当实验转速到达40000转/分钟后，轴承很快发热并引起周围冒出烟雾。持续工作数分钟后，轴承发出强烈噪声，随后抱轴中止，严重影响了导弹研发进展，不得不经过特殊渠道采购国外高速航空轴承来满意导弹涡轮发动机转子需求。
在后期改用哈工大研发的混合陶瓷轴承后，轴承一次性经过5小时接连运转寿数查核，在实验过程中，轴承除了有细微烟雾发生外，均无异常状况。实验后轴承旋转灵活，无异常。随着我国直升机发动机传动技能的不断发展，陶瓷翻滚体轴承以其优异的功能逐渐被使用于传动系统高速输入端、离合器、尾传动轴和尾减速器桨距操纵杆以及行星轮系等部位，其间主减速器干工作时刻由原来的半个小时进步到一个小时，满意了装机使用要求。。随着中航工业完成对哈尔滨轴承制造有限公司的收买，并大举投资高功能航空轴承工业，预计在不久的将来，我国自行研发的混合陶瓷轴承将正式承当国家航空航天范畴和高端装备对高功能轴承的配套要求，成为继瑞典、德国、日本、美国等少数几家闻名轴承公司之后，第五个能够大批量出产航空航天用陶瓷轴承的国家。
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