21世紀以來中國研發軸承的能力
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發布日期: 2019.07.17
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21世紀以來,我國引進或自主研發大型重載滑動軸承,核能百萬機組等重大裝備中滑動軸承方案設計所依賴的性能計算方法相對較成熟,表現為多數情況下不…
21世紀以來,我國引進或自主研發大型重載滑動軸承,核能百萬機組等重大裝備中滑
動軸承方案設計所依賴的性能計算方法相對較成熟,表現為多數情況下不需要專門設置研
究性試驗進行設計驗證,而直接進入考核性試驗階段;核主泵水潤滑軸承、核電氨氣壓縮機
軸承以及船舶的橡膠軸承等,這類面向全生命周期設計或極端工況的軸承性能計算或預測
方法還處于研究階段,重要機組或新機組的軸承設計依賴引進技術,開展研究性試驗對消化
吸收引進技術或發展自主技術尤為重要。滑動軸承油膜動特性系數的試驗研究是軸承轉
子系統動力學及潤滑理論研究的一個重要的組成部分。識別動特性系數的試驗臺目前主要
有軸承試驗臺和轉子-軸承系統試驗臺兩種類型。所謂“倒置式”軸承試驗臺,其特點是試驗
軸承懸掛在轉軸上,同時作為加載裝置的一部分。“正置式”軸承試驗臺的特點是試驗軸承
為轉子的支承軸承,其加載裝置不包括試驗軸承,一般采用較簡單的結構,轉子軸承系統
試驗臺的數量較多,但大型的較少。如德國卡爾斯魯埃大學的試驗臺,轉速范圍0
30000/min,最大轉盤直徑為800mm,最大跨距為800mm,軸頸直徑為50mm國內如鄭州
機械研究所、上海汽輪機廠、西安交通大學等單位均擁有較大型的轉子軸承試驗臺,秦用
機床廠擁有國內第一臺動靜壓軸承動剛度測試試驗臺,dn值120萬~150萬,東方汽輪機
廠擁有目前國內最大的徑向軸承動特性測試試驗臺,哈爾濱電機集團有限責任公司擁有國
內最大的3000推力軸承試驗臺,上汽也在建設國內最大的徑向軸承試驗臺
在水潤滑軸承試驗臺方面:重慶大學模擬實際工況自主搭建了多場多介質合條件下
艦船推進系統綜合性能實驗平臺。中船重工集團719所也建立了船舶軸承綜合性能試驗
臺。西安交通大學建立了核主泵半尺寸模擬試驗臺。同時,哈電、申科、崇德等滑動軸承公
司在主泵軸承實驗臺方面也在積極邁進,所建成的試驗臺主要進行基礎理論研究,但試驗臺
工況模擬不夠或限于單一技術研究,使得試驗研究不夠系統全面。
在氣體軸承試驗臺方面:西安交通大學針對箔片研發建立了較為完善和先進的實驗平
臺并具有良好的支撐條件和硬件基礎,包括高速低溫透平氣體軸承振動特性實驗臺、高速低
溫透平綜合性能實驗臺等;哈爾濱工業大學三自由度、五自由度氣浮臺上使用氣體球軸承,
包括平面氣浮軸承、環面節流氣體球軸承、小孔節流氣體球軸承
中國科學院工程熱物理研究所對小孔節流氣體靜壓軸承、不同槽形線氣體動壓軸承及
動靜壓混合軸承進行了研發設計,主要應用于微小型透平膨脹機和高速電機中。在試驗測
試方面具有完善的實驗臺及非線性測試系統
在測試技術方面,高精度油膜厚度位移傳感器、SEM等測量手段的引人,更深入探明了
摩擦副圍觀油膜的潤滑機理,更精確地分析了動態油膜承載、油膜動力學、敏感度分析和流
體動壓等潤滑特性,進而較好地解釋了初期設計摩擦副超出材料許用PV值仍能正常工作
的問題。我國在先進測試技術和裝置創新方面與國際先進水平仍有一定差距,多為跟蹤研
究模式,高壓下摩擦副的潤滑機理、極端工況下的摩擦磨損規律和測試方法的研究起步較
晚。由于測量工具和方法的限制,油膜周向溫度變化等目前還有待于精確測量:而理論分析
中油膜破裂區域內溫度,軸承進油處溫度,回流問題,流問題,軸承熱彈性變形,非牛頓流
體等還難以通過模型精確模擬,仍需建立更簡單但更精確的模型以簡化數值計算。正是由
于試驗條件的差距,導致我國的企業往往缺少考核性的試驗,因而在試驗決定的模型和數據
的精度方面與國外相比有較大差距。在企業里,軸承實驗技術主要針對產品出廠的綜合檢驗