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    航空精密軸承國家重點實驗室探秘:讓國外同行“亞歷山大”
    發布時間:2021-10-27
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    | 內容提要:
      軸承,被譽為“工業關節”——在工業產品設備中無處不在。任何一件需要轉動的工業制品,都離不開這個零件。
     
      “我們在國內的軸承行業獲得的‘第一’太多了,許多中國軸承行業的‘之最’記錄都由洛軸保持并由我們自己打破……”談起實驗室的研發成果,航空精密軸承國家重點實驗室副主任董漢杰有點“凡爾賽”。
     
     
    (航空精密軸承國家重點實驗室大樓)
     
      坐落在洛陽LYC軸承有限公司的航空精密軸承國家重點實驗室,是我國軸承行業內唯一的國家級企業重點實驗室,這里誕生了我國直徑最大、精密程度最高的軸承,還有國內軸承產品尺寸最廣、用途覆蓋面最寬、品種最齊全的軸承,保持了多項中國軸承行業記錄。
     
     
    (國內最先進的風機軸承生產線)
     
      望遠鏡看得遠不遠、準不準,軸承“很關鍵”
     
      作為當代機械設備中的零部件,軸承猶如人體構造中的關節一樣,無處不在。
     
      采訪過數十家工業企業的記者有個固有印象:在不少企業中,都會有一面陳列墻,上面展示著由該企業創造出的全國或全行業第一。但在航空精密軸承國家重點實驗室,記者卻沒有發現這樣的“功勞簿”。
     
      “很多時候我們都是在挑戰自己,干一個國家項目,就是這個型號軸承的全國第一,這基本沒法統計……”談起實驗室的研發成果,董漢杰有點“凡爾賽”。
     
      坐落在貴州群山之中的“中國天眼”FAST,是世界最大的單口徑球面射電望遠鏡。它能夠看得準、看得遠,離不開洛軸的助力。董漢杰告訴記者,FAST的“瞳孔”——饋源艙,就包含有該實驗室研發的軸承產品。
     
      董漢杰介紹,2013年,受中國電子科技集團公司第五十四研究所委托,洛軸公司承接了用于饋源艙的軸承制造任務。這個被安裝在饋源艙內的軸承用于調整饋源位置,要求必須具備較好的旋轉靈活性、小且均勻穩定的摩擦力矩,“我們在加工時克服了套圈變形等難題,于當年順利交付。”
     
      小產業也能實現大壟斷。董漢杰說,這并不是該實驗室研發的軸承第一次成為國家重大項目軸承配套產品,該實驗室研發的高精度軸承還被用在“墨子號”地面站望遠鏡上,為“墨子號”實現天地對接提供了堅實的技術保障。
     
      董漢杰說,實驗室于2015年9月批準建設,在望遠鏡用精密軸承研制方面成績斐然,產品覆蓋國內四大研究機構,先后配套“阿里計劃”——全球海拔最高的原初引力波觀測站望遠鏡,遠望號系列測量船用軸承的研制,多次為國內最尖端天體物理學領域科研項目配套軸承,鞏固了實驗室在精密望遠鏡軸承設計和制造方面的領先水平。
     
     
     
      不再依賴進口,解決了高鐵、地鐵、盾構機等軸承“卡脖子”難題
     
      自行車車輪的轉動,離不開軸承,時速數倍于自行車的普速列車、高鐵,也需要軸承的精密支撐。
     
      在前不久的2021北京國際城市軌道交通展覽會上,中國中車發布了具有完全自主知識產權的系列化中國標準地鐵列車產品。其中,航空精密軸承國家重點實驗室研制的地鐵齒輪箱軸承成功裝車應用。
     
      “我們開展了高速鐵路軸承長壽命高可靠性正向設計技術研究。”董漢杰說,該實驗室研發的軸承已經在鐵科院完成了2組各80萬公里臺架試驗,具備路試條件;時速350km/h高鐵軸箱軸承也完成研制,并在實驗室完成了120萬公里臺架試驗,為我國高速鐵路軸承自主化生產做好了技術準備。
     
      董漢杰說,在應用到高鐵前,洛軸生產的軸承已經應用到我國的普速列車上40年之久,安穩地跑遍了祖國各地。而隨著越來越多的城市開通地鐵,該實驗室也與株洲電力機車有限公司聯合研制Y-Z0117地鐵軸承,完成臺架試驗。2019年10月,該實驗室研發的軸承為鄭州地鐵5號線供貨,完成裝車。
     
      除了應用到高鐵、地鐵,軸承也承擔著盾構機運轉過程的主要載荷,是刀盤驅動系統的關鍵部件。此前,我國盾構機已接近世界最先進水平,但最關鍵的主軸承全部依賴進口,每年僅主軸承進口費用就要10億元,成了我們的“卡脖子”技術。
     
      2007年,洛軸開始承擔國家“863計劃”中土壓平衡盾構機主軸承的研制工作,并于2015年與中鐵隧道局聯合研發大直徑盾構機主軸承。為進一步打破技術壁壘,洛軸與中鐵隧道局繼續聯手,依托航空精密軸承國家重點實驗室創新平臺,相繼攻克了浮動滾道加工方法、控制技術等行業技術難題。
     
     
    (國內首臺11米級盾構主軸承在洛軸下線)
     
      2019年,該實驗室研制的國內首臺大直徑復合盾構主軸承成功下線,標志著其已掌握大直徑主軸承材料、設計、制造、檢測等關鍵核心技術,繼續保持國內領先水平。
     
      2019年10月1日,國慶70年閱兵式令國人振奮,而更讓董漢杰倍感振奮的是,其中不少受閱裝備都有實驗室研發軸承的身影。“天上飛的、地下跑的,我們同事一看受閱裝備就知道這里面有我們的產品,真的很自豪。” 董漢杰說。
     
      在某企業工程項目上,該實驗室研發的軸承也實現了彎道超車,“和一些國外生產軸承的廠家相比,我們已經裝載應用了,他們連實驗都還沒做完,這些科研產品真正意義上解決了‘卡脖子’難題。”言語中,董漢杰透著自豪。
     
     
    (洛軸研制的國內技術領先的大兆瓦風機主軸承)
     
      中國軸承的進步速度,讓國外同行倍感壓力
     
      6年間,航空精密軸承國家重點實驗室自主開發了國內最先進的軸承設計分析軟件、專用試驗裝備及儀器,同時也購置了一批世界領先的分析軟件和檢測試驗設備,搭建了航空精密軸承、高速鐵路軸承、風電軸承、盾構機軸承、機器人軸承等一系列軸承試驗平臺,為科研攻關提供了條件保障。
     
      如今,該實驗室研發的盾構機主軸和刀盤系列軸承實現了自主生產,已在我國多項重大工程中成功應用,打破了國外技術壟斷封鎖。
     
      高端醫療機械用CT機軸承核心技術取得重大突破,研發的具有完全自主知識產權的第三代CT機軸承,實現了單元化、集成化,達到國際領先水平。作為國內唯一掌握此項核心技術的企業,2020年初新冠疫情爆發期間,洛軸響應國家號召,緊急復工復產,解決了關鍵設備CT機配套軸承急缺的問題。
     
     
    (國內最大盾構風電軸承試驗機在洛軸投入試運行)
     
      隨著一項項對軸承關鍵技術的突破,也使得西方先進國家敬而遠之。
     
      董漢杰說道,過去他和實驗室的科研人員去國外參觀學習時,對方讓他們學了半年之久,“現在不讓我們學習了,擔心我們的軸承技術趕超他們,甚至目前國內搞的全球最大規模的軸承展,他們也不派人參加了。”
     
      每一項技術的突破,都離不開科研人員的持續奉獻和付出,“很多人十幾年只鉆研一件事,過程是很枯燥的。”董漢杰說。
     
      精密軸承研發高速發展的同時,董漢杰也清醒地認識到,中國目前盡管是軸承大國,但并不是軸承強國,仍有很多“卡脖子”技術亟需突破。“我們致力于研發出低能耗的軸承,朝著綠色環保、智能化方向發展。繼續圍繞國家戰略性新興產業、重大工程、重大裝備、重大需求用軸承的研發,通過技術創新,掌握核心關鍵技術,為企業發展和行業進步做出新的貢獻。”
     
      【延伸閱讀】
     
      航空精密軸承國家重點實驗室是依托洛陽LYC軸承有限公司建設的企業國家重點實驗室,于2015年9月30日由國家科技部正式批準建設。
     
      實驗室以航空與重大裝備精密軸承為對象,圍繞高性能航空與重大裝備精密軸承設計理論、航空與重大裝備精密軸承抗疲勞制造、航空與重大裝備精密軸承試驗及評價和航空與重大裝備精密軸承標準等四個研究方向,開展應用基礎研究和競爭前共性技術研究。( 通訊員 余柯 攝影)
     
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