論航空軸承技術現狀與發展

周景歡 王偉偉

摘 要：航空軸承的質量以及技術水準直接關系到航空機載光電產品的性能，因此要想實現航空事業的高速發展，就要研制出更加可靠的航空軸承，這對航空設備保持良好的性能以及確保飛行員安全是至關重要的，國內的航空軸承方面還有很多技術上升的空間，尚與國際水準有著一定的差距，文中主要分析了國內航空軸承的主要技術現狀以及未來的發展趨勢，希望對國內航空軸承的不斷進步與發展有所促進，同時也是為了在這方面總結出更加有價值的結論，促進航空事業的不斷進步。

關鍵詞：航空軸承技術;現狀;未來發展

0 前言

航空軸承是航空設備中不可缺少的一個部件，尤其對于航空機載光電產品而言，主軸軸承更是關鍵，負責支撐轉子的穩定運轉，國外已將其視為航空機載光電產品中的核心部件，航空軸承有著受力復雜、環境適應性強以及載荷大的特點，在使用壽命以及性能上有著極高的要求，隨著國內航空事業的不斷發展，各方面裝備的性能在不斷進步，極限性能不斷突破，航空軸承凸顯出更高的重要性，航空軸承直接決定著航空機載光電產品的轉速以及可靠性，現階段國內的航空軸承還是有待提升的。

1 國內外航空軸承技術現狀與差距

1.1 材料方面

通常來說，材料直接決定著航空機載光電產品的情況，航空軸承也要考慮材料的問題。航空軸承使用的材料主要是耐高溫工具鋼、抗疲勞軸承鋼等。航空軸承的特點是服役的環境非常復雜，其中包括沙塵、濕熱等工況，且航空軸承在服役中也會產生銹蝕的隱患，這樣也會造成一定的安全問題。因此對材料要求非常嚴格，材料直接決定著航空軸承的可靠性以及壽命[1]。雖說目前國內在材料方面的冶金技術在不斷提升，但是這方面國內工業還是存在著一定的短板。美國、德國等國家已經逐漸應用有著非常強耐腐蝕性的不銹鋼，研發的航空軸承上也是不斷開發出陶瓷滾動體材料，國內雖也在這些材料上展開了研發，但在冶金技術上沒有提供技術支撐，所以很多鋼材是在國外采購過來的，技術的應用也是不夠成熟。

1.2 設計方面

國外在航空軸承方面已經積累了幾十年的設計經驗，基礎研究以及自主研發能力都是非常強的，在這方面已經開始對諸多的信息化技術進行運用，同時各企業有自身獨有的設計分析方法，對航空軸承的熱效應、動態性能等方面可以展開全面的分析以及設計。國內企業則多數在產品創新方面不斷加強人才以及資金的投入，但是還是處于較低的水平，加上面向行業的科研院所逐漸實現了企業化，也減弱了面向行業的設計功能?，F階段采用的設計模式，沒有足夠的設計手段以及基礎數據[2]。雖然設計能力已經達到一定程度，但是在集成化設計以及單元化設計方面還是有所不足。

1.3 制作方面

國外已經發展出完善的航空軸承工藝體系，產品質量也達到了一定的水準，產品精度在P2級以上。國內則是具備了常規軸承鋼、耐熱鋼以及不銹鋼等材料的制造能力，制造的精度則是可以在P4以上，但是在航空軸承方面，需要的是高精度以及復雜性的加工，在質量上有著非常高的要求，產品尺寸的離散度并不理想。質量并不穩定，也對航空軸承的精度以及壽命造成了一定的影響。

1.4 裝配方面

在航空軸承的裝配方面，現階段的設備能力還是有所不足的，工序能力較低，國內的航空軸承裝配技術，由于在制作以及設計方面的不足，所以導致裝配技術難以達到足夠的精準度以及技術性，與國際上有著一定的差距。

1.5 實驗方面

以德國目前的航空軸承生產試驗來看，多年以來一直對航空軸承展開壽命的實驗，累計展開試驗的時間已經達到150萬h以上。同時也對M50以及M50NiL2這兩種材料的軸承積累了大量的試驗數據，這些數據為航空軸承的高質量生產奠定了一定的基礎。用這兩種材料進行航空軸承的生產，只需要進行3-5套50-200h性能試驗，若是沒有產生故障的話，就可以直接裝置在航空機載光電產品上進行飛行的考核。國內在這方面并沒有建立出系統研究的體系，主要是依據國際上的一些標準來展開對航空軸承的性能試驗以及耐久試驗等。造成這樣的局面，大約是因為現階段國內航空軸承的試驗體系并不完善，同時在數據的積累方面也是無法與國外企業相比，沒法支撐設計。

1.6 檢測方面

國外在產品的加工方面，實施過程檢測、無損檢測等內容，配備了諸多的高精度檢測設備，同時培養出大量的專業化人才，展開了深入的研究。長期以來不斷積累下來的應用經驗，建立了規范化的檢測技術體系，這些都是國內所不具備的。國內的檢測方式，主要還是以傳統的方式為主，高精度的檢測設備并不充足，同時也是難以保證符合工藝要求，無損檢測方面并沒有建立統一的規范。

2 未來發展方向

2.1 航空機載光電產品的未來發展方向

從工業革命到今天，航空機載光電產品一直在不斷進步，現階段在軍用領域，航空機載光電產品主要以小口徑高精度軸系為主，未來則是會向著長壽命、高推重比以及高安全性為主要的方向進行發展，結合經濟性、環保性等方面的原則以及要求，未來航空機載光電產品會向著低噪音、可靠性以及低污染方向不斷發展。

2.2 航空軸承的未來發展方向

航空機載光電產品性能要想提升，對航空軸承有著更高的要求，航空軸承的壽命以及速度是反比關系，而要想實現主機需求的滿足，就要讓航空軸承具備更加復雜的結構以及更強的環境適應性，同時耐高溫以及耐腐蝕性需要進一步提升。在材料方面也是要不斷更新，國內在航空軸承的材料生產方面，還是與先進水準有著一定的差距，這方面需要不斷趕超。

3 結論

航空軸承是經濟發展的戰略資源，是航空機載光電產品裝備關鍵部件，現階段航空軸承的發展是比較迅速的，但從本文的分析來看，國內航空軸承的整體技術水平還有待提升，在各方面與發達國家有著一定的區別，所以還是要加強技術的更新以及研究。

參考文獻：

[1]謝偉松，王偉韜，何振鵬等.航空機載光電產品彈性箔片氣體動壓軸承技術研究及性能評價綜述[J].潤滑與密封，2018，43（07）：136-147.

[2]田紅亮，陳保家，董元發等.包含轉速的航空機載光電產品轉子與軸承孔徑向非接觸動剛度及試驗驗證[J].振動工程學報，2017，30（06）：893-903.