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航空精密轴承国家重点实验室探秘:让国外同行“亚历山大”
发布时间:2021-10-27
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| 内容提要:
  轴承,被誉为“工业关节”——在工业产品设备中无处不在。任何一件需要转动的工业制品,都离不开这个零件。
 
  “我们在国内的轴承行业获得的‘第一’太多了,许多中国轴承行业的‘之最’记录都由洛轴保持并由我们自己打破……”谈起实验室的研发成果,航空精密轴承国家重点实验室副主任董汉杰有点“凡尔赛”。
 
 
(航空精密轴承国家重点实验室大楼)
 
  坐落在洛阳LYC轴承有限公司的航空精密轴承国家重点实验室,是我国轴承行业内唯一的国家级企业重点实验室,这里诞生了我国直径最大、精密程度最高的轴承,还有国内轴承产品尺寸最广、用途覆盖面最宽、品种最齐全的轴承,保持了多项中国轴承行业记录。
 
 
(国内最先进的风机轴承生产线)
 
  望远镜看得远不远、准不准,轴承“很关键”
 
  作为当代机械设备中的零部件,轴承犹如人体构造中的关节一样,无处不在。
 
  采访过数十家工业企业的记者有个固有印象:在不少企业中,都会有一面陈列墙,上面展示着由该企业创造出的全国或全行业第一。但在航空精密轴承国家重点实验室,记者却没有发现这样的“功劳簿”。
 
  “很多时候我们都是在挑战自己,干一个国家项目,就是这个型号轴承的全国第一,这基本没法统计……”谈起实验室的研发成果,董汉杰有点“凡尔赛”。
 
  坐落在贵州群山之中的“中国天眼”FAST,是世界最大的单口径球面射电望远镜。它能够看得准、看得远,离不开洛轴的助力。董汉杰告诉记者,FAST的“瞳孔”——馈源舱,就包含有该实验室研发的轴承产品。
 
  董汉杰介绍,2013年,受中国电子科技集团公司第五十四研究所委托,洛轴公司承接了用于馈源舱的轴承制造任务。这个被安装在馈源舱内的轴承用于调整馈源位置,要求必须具备较好的旋转灵活性、小且均匀稳定的摩擦力矩,“我们在加工时克服了套圈变形等难题,于当年顺利交付。”
 
  小产业也能实现大垄断。董汉杰说,这并不是该实验室研发的轴承第一次成为国家重大项目轴承配套产品,该实验室研发的高精度轴承还被用在“墨子号”地面站望远镜上,为“墨子号”实现天地对接提供了坚实的技术保障。
 
  董汉杰说,实验室于2015年9月批准建设,在望远镜用精密轴承研制方面成绩斐然,产品覆盖国内四大研究机构,先后配套“阿里计划”——全球海拔最高的原初引力波观测站望远镜,远望号系列测量船用轴承的研制,多次为国内最尖端天体物理学领域科研项目配套轴承,巩固了实验室在精密望远镜轴承设计和制造方面的领先水平。
 
 
 
  不再依赖进口,解决了高铁、地铁、盾构机等轴承“卡脖子”难题
 
  自行车车轮的转动,离不开轴承,时速数倍于自行车的普速列车、高铁,也需要轴承的精密支撑。
 
  在前不久的2021北京国际城市轨道交通展览会上,中国中车发布了具有完全自主知识产权的系列化中国标准地铁列车产品。其中,航空精密轴承国家重点实验室研制的地铁齿轮箱轴承成功装车应用。
 
  “我们开展了高速铁路轴承长寿命高可靠性正向设计技术研究。”董汉杰说,该实验室研发的轴承已经在铁科院完成了2组各80万公里台架试验,具备路试条件;时速350km/h高铁轴箱轴承也完成研制,并在实验室完成了120万公里台架试验,为我国高速铁路轴承自主化生产做好了技术准备。
 
  董汉杰说,在应用到高铁前,洛轴生产的轴承已经应用到我国的普速列车上40年之久,安稳地跑遍了祖国各地。而随着越来越多的城市开通地铁,该实验室也与株洲电力机车有限公司联合研制Y-Z0117地铁轴承,完成台架试验。2019年10月,该实验室研发的轴承为郑州地铁5号线供货,完成装车。
 
  除了应用到高铁、地铁,轴承也承担着盾构机运转过程的主要载荷,是刀盘驱动系统的关键部件。此前,我国盾构机已接近世界最先进水平,但最关键的主轴承全部依赖进口,每年仅主轴承进口费用就要10亿元,成了我们的“卡脖子”技术。
 
  2007年,洛轴开始承担国家“863计划”中土压平衡盾构机主轴承的研制工作,并于2015年与中铁隧道局联合研发大直径盾构机主轴承。为进一步打破技术壁垒,洛轴与中铁隧道局继续联手,依托航空精密轴承国家重点实验室创新平台,相继攻克了浮动滚道加工方法、控制技术等行业技术难题。
 
 
(国内首台11米级盾构主轴承在洛轴下线)
 
  2019年,该实验室研制的国内首台大直径复合盾构主轴承成功下线,标志着其已掌握大直径主轴承材料、设计、制造、检测等关键核心技术,继续保持国内领先水平。
 
  2019年10月1日,国庆70年阅兵式令国人振奋,而更让董汉杰倍感振奋的是,其中不少受阅装备都有实验室研发轴承的身影。“天上飞的、地下跑的,我们同事一看受阅装备就知道这里面有我们的产品,真的很自豪。” 董汉杰说。
 
  在某企业工程项目上,该实验室研发的轴承也实现了弯道超车,“和一些国外生产轴承的厂家相比,我们已经装载应用了,他们连实验都还没做完,这些科研产品真正意义上解决了‘卡脖子’难题。”言语中,董汉杰透着自豪。
 
 
(洛轴研制的国内技术领先的大兆瓦风机主轴承)
 
  中国轴承的进步速度,让国外同行倍感压力
 
  6年间,航空精密轴承国家重点实验室自主开发了国内最先进的轴承设计分析软件、专用试验装备及仪器,同时也购置了一批世界领先的分析软件和检测试验设备,搭建了航空精密轴承、高速铁路轴承、风电轴承、盾构机轴承、机器人轴承等一系列轴承试验平台,为科研攻关提供了条件保障。
 
  如今,该实验室研发的盾构机主轴和刀盘系列轴承实现了自主生产,已在我国多项重大工程中成功应用,打破了国外技术垄断封锁。
 
  高端医疗机械用CT机轴承核心技术取得重大突破,研发的具有完全自主知识产权的第三代CT机轴承,实现了单元化、集成化,达到国际领先水平。作为国内唯一掌握此项核心技术的企业,2020年初新冠疫情爆发期间,洛轴响应国家号召,紧急复工复产,解决了关键设备CT机配套轴承急缺的问题。
 
 
(国内最大盾构风电轴承试验机在洛轴投入试运行)
 
  随着一项项对轴承关键技术的突破,也使得西方先进国家敬而远之。
 
  董汉杰说道,过去他和实验室的科研人员去国外参观学习时,对方让他们学了半年之久,“现在不让我们学习了,担心我们的轴承技术赶超他们,甚至目前国内搞的全球最大规模的轴承展,他们也不派人参加了。”
 
  每一项技术的突破,都离不开科研人员的持续奉献和付出,“很多人十几年只钻研一件事,过程是很枯燥的。”董汉杰说。
 
  精密轴承研发高速发展的同时,董汉杰也清醒地认识到,中国目前尽管是轴承大国,但并不是轴承强国,仍有很多“卡脖子”技术亟需突破。“我们致力于研发出低能耗的轴承,朝着绿色环保、智能化方向发展。继续围绕国家战略性新兴产业、重大工程、重大装备、重大需求用轴承的研发,通过技术创新,掌握核心关键技术,为企业发展和行业进步做出新的贡献。”
 
  【延伸阅读】
 
  航空精密轴承国家重点实验室是依托洛阳LYC轴承有限公司建设的企业国家重点实验室,于2015年9月30日由国家科技部正式批准建设。
 
  实验室以航空与重大装备精密轴承为对象,围绕高性能航空与重大装备精密轴承设计理论、航空与重大装备精密轴承抗疲劳制造、航空与重大装备精密轴承试验及评价和航空与重大装备精密轴承标准等四个研究方向,开展应用基础研究和竞争前共性技术研究。( 通讯员 余柯 摄影)
 
  (来源:大河新闻 编辑:侯效勇)
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