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中国正在开发第二代航空发动机用轴承

作者:admin    来源:    发布时间:2020/10/6 21:31:30    浏览量:

第一,国产轴承质量差异。

通过国内外的大量试验表明:保持架、套圈、钢球的加工质量对轴承振动有不同程度的影响,其中钢球的加工质量对轴承振动的影响最为明显,其次是套圈的加工质量,影响因素主要有钢球和套圈的圆度、波纹度、表面粗糙度、表面磕碰损伤等。

振动值离散度大,表面缺陷严重(单点、群点、凹坑等),表面粗糙度、尺寸、形状、误差等均未达到圈外水平,但套筒套筒后轴承振动值偏高,甚至产生异音,主要原因是套筒波纹度得不到控制(无标准、无适当测试分析仪器),同时说明机床抗振性能差,砂轮、研磨盘、冷却液、工艺参数等都有问题;另一方面要提高管理水平,避免因机械磨损而出现磕碰、划伤、烧伤等随机性质量问题。

对套圈而言,影响轴承振动最大的还是沟道波变性和表面粗糙度。如中小型深沟球轴承内外沟道圆度大于2μm时,对轴承振动有明显的影响;内外沟道波纹度大于0.7μm时,随着波纹度的增大,轴承的振动值增大,沟道磕伤严重时,振动值升高4dB以上,甚至出现异常。

第二,轴承行业的诸多差距已经显现。

1.工业技术空白。熟练工人和工程师的社会地位没有得到他们应有的尊重(这一点在近几年已经发生了巨大的变化)。我们国家的教育产业发展不平衡,技术教育得不到应有的重视,导致年轻人宁可做白领,也不愿在一线工作。与此同时也导致了如今国内人人创业,而大多小型轴承厂,轴承公司没有高质量的技术人员,只能生产一些没有竞争力的低端轴承产品。

二、材料中的空白。全球钢铁业看中国,中国钢铁业看河北,但这只是指粗钢产量,这也是近几年全球经济下滑、国内产能过剩、钢价低迷的主要原因。一直以来,合金钢都是我国钢铁行业的短板,发达国家对我国高端冶金技术严格保密,再加上国内钢企研发能力不足,导致我国轴承乃至工业技术先天性不足。

三、生产过程中的缺陷。这儿我只讲讲我的想法。在工业技术中,生产过程是最重要的环节,是一个循环往复,由量变产生质变的过程。例如,机床的轴承对机床的精度有很大的影响,以机床主轴轴承为主的高端精密轴承客户群。与国外相比,国产精密轴承的寿命、精度都有很大差距。

四、生产设备不足。轴承厂和应用厂家是水鱼关系。无好的轴承,无法生产好的设备,无可靠的机床,无法加工出优质的轴承。就我所知,大型机械加工厂家基本都是采购进口的机床。与之相比,国内一些实力较小的轴承厂家宁愿采购上世纪老机床改为轴承加工专用机床,也不愿采购国内名牌机床。这个因素包括价格因素和实用性因素。

5.缺乏强有力的支持者。近几年我国高铁技术发展迅速,但高铁轴承却是从德国舍弗勒集团采购的。从根本上说,是由于西北部轴承厂在部分领导的操纵下,与舍弗勒开始合作。但在多年的合作过程中,西北轴承厂没有得到应有的技术支持,也失去了很大的市场份额,造成了今天西北轴承厂的衰落。

高端轴承应用方面的空白。

我国的高端和大型轴承与国外相比有很大的差距,主要的产业有:

空中方面

目前,国外正在研制推力比为15-20的第二代航空发动机轴承,作为航空发动机的关键基础部件,将于2020年前后组装成第五代飞机。在过去的十年中,美国开发了第二代航空发动机用轴承钢,其典型的钢种是耐500℃高强度耐腐蚀的轴承钢CSS-42L,耐350℃高氮腐蚀的轴承钢X30,而中国正在开发第二代航空发动机用轴承。

车辆方面

在汽车轮毂轴承方面,中国目前广泛使用的是第一代和第二代轮毂轴承(球轴承),而欧洲则广泛使用了第三代轮毂轴承。第三代轮毂轴承的主要优点是可靠性好,负载间距小,安装方便,不需调整,结构紧凑。现在中国引进的大多数车型都采用这种轻量化、一体化结构的轮毂轴承。

铁道车辆。

中国重载铁路用轴承目前主要采用国产电渣熔融G20CrNi2MoA渗碳钢制造,而国外已将真空除气冶炼超高纯轴承钢、夹杂物均匀化技术(IQ钢)、超寿命钢(TF钢)、细质化热处理技术、表面超硬化处理技术和先进的密封润滑技术等应用于轴承的生产和制造,大大提高了轴承的使用寿命和可靠性。电渣轴承钢在中国的发展,不仅质量较差,而且成本较高,每吨比真空除气钢高2000-3000元,未来中国需要发展超高纯、精细、均匀、质量稳定的电渣轴承钢来替代目前使用的电渣轴承钢。

风力发电方面

至于风电轴承,目前中国还不能生产技术含量高的主轴轴承和增速器轴承,主要靠进口,国产3MW以上风电机组配套轴承国产化还没有解决。为提高风力发电轴承的强度、韧性和使用寿命,国外采用了新型热处理钢SHX(40CrSiMo),对风向偏移和变浆轴承进行表面感应淬火热处理,以控制其淬硬厚度、表面硬度、软带宽度和表面裂纹。

碳氮共渗用于增速器轴承和主轴轴承,可使零件表面获得更多稳定的残余奥氏体体积分数(30%-35%)和大量的细碳化物、氮化物,提高轴承在受污染润滑条件下的使用寿命。.

今后国产轴承的改进方向。

具体表现在四个方面:

经济性清洁。

从经济性角度出发,进一步提高钢的洁净度,降低钢中氧和钛的含量,使轴承钢中氧和钛的质量分数达到6×10-6,15×10-6的水平,减少钢中夹杂物的含量和尺寸,提高分布均匀性。

完善和均衡组织结构。

采用合金化设计及控轧控冷工艺,进一步改善夹杂物与碳化物之间的均匀性,减小和消除网状、带状碳化物,减小平均尺寸与最大尺寸,达到碳化物平均尺寸小于1微米的目标;进一步提高基体组织晶粒度,进一步细化轴承钢的晶粒度。


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