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中国制造再次惊艳全球,用“陶瓷”造发动机轴承,效果比金属还好

日期:2021/12/20

西南政法大学一教授表示:轴承技术含量极高,是衡量一个国家科技和工业实力的“标尺”。近年来,我国轴承工业发展迅速,其轴承产量和销售量已位于世界第三,但尽管如此,中国只能够称为轴承大国,在核心技术领域与世界轴承强国还是有很大差距,特别是在航天轴承上体现较明显。航天发动机的关键部件就是航天轴承,可以说轴承的好坏决定了航天能达到的高度。

中国航空轴承寿命和可靠性低于国际水平

要保证航天发动机的高可靠性,就必须保证航天轴承的寿命。航天轴承在运行时不仅要达到每分钟上万转,承受各种形式的挤压力、摩擦力和超高温,还不能出现任何裂痕之内的损伤。据资料显示,国外航天主轴承寿命为估计的八倍以上,可靠性高达98%,而国内只有估计的3倍到5倍,可靠性为96%左右。中国的航天轴承寿命的短也就成为了航天发动机的短板。我国在高端轴承上技术的不足,导致在航天、机器人等关键领域需要大量进口轴承,这也使得我国全力研发轴承别无选择。

中国混合陶瓷轴承的研发正式开启

在国家的支持下,哈尔滨轴承公司和哈尔滨工业大学合作开展了Si3N4氮化硅混合陶瓷的研究和应用工作。混合陶瓷轴承综合了金属和陶瓷的优良性能,它的几个主要机构就是内外圈轴承钢、不锈钢保持器和氮化硅陶瓷球等组成。据资料显示,氮化硅陶瓷球的机械物理综合性能在高性能轴承技术领域是较好的。在高温下一般轴承钢球很容易丧失强度和硬度,而氮化硅陶瓷球在400摄氏度还能保持其原有硬度,在800摄氏度时才失效。

陶瓷轴承将解决国产轴承低效率低转速问题

混合陶瓷轴承中的陶瓷球具备无油自润滑功能,即在润滑油脂干掉是依然可以使轴承正常运转,其转速可以达到金属轴承的1.5倍,因此它可以使发动机提高燃烧效率和增大其推力。此前为增大反舰导弹的速度和射程,从而提高我国海军舰艇远程打击能力,在运用国产金属航空轴承试验时,转速提高到40000转每分就开始冒烟,发出强烈噪音,随后便抱轴停止,而根据设计要求涡轮转子要达到120000转每分,为此只好从国外引进高速航空轴承来满足要求。

中国成为继美日等国后第五个轴承生产国

现在改用自制混合陶瓷轴承后,轴承直接通过5小时连续运转的要求,这也让中国打破国外对我国高端轴承垄断指日可待。如今,中航工业将哈尔滨轴承公司收购后,大举投资扩大高性能航天轴承产业,不久后,混合陶瓷轴承将会成为国家高端武器装备和航天领域在轴承方面的主力军,这也使得中国成为继美国、日本、瑞典等后,第五个能大批生产航空航天陶瓷轴承的国家。

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