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21世纪以来中国研发轴承的能力
21世纪以来,我国引进或自主研发大型重载滑动轴承,核能百万机组等重大装备中滑
动轴承方案设计所依赖的性能计算方法相对较成熟,表现为多数情况下不需要专门设置研
究性试验进行设计验证,而直接进入考核性试验阶段;核主泵水润滑轴承、核电氨气压缩机
轴承以及船舶的橡胶轴承等,这类面向全生命周期设计或极端工况的轴承性能计算或预测
方法还处于研究阶段,重要机组或新机组的轴承设计依赖引进技术,开展研究性试验对消化
吸收引进技术或发展自主技术尤为重要。滑动轴承油膜动特性系数的试验研究是轴承转
子系统动力学及润滑理论研究的一个重要的组成部分。识别动特性系数的试验台目前主要
有轴承试验台和转子-轴承系统试验台两种类型。所谓“倒置式”轴承试验台,其特点是试验
轴承悬挂在转轴上,同时作为加载装置的一部分。“正置式”轴承试验台的特点是试验轴承
为转子的支承轴承,其加载装置不包括试验轴承,一般采用较简单的结构,转子轴承系统
试验台的数量较多,但大型的较少。如德国卡尔斯鲁埃大学的试验台,转速范围0
30000/min,最大转盘直径为800mm,最大跨距为800mm,轴颈直径为50mm国内如郑州
机械研究所、上海汽轮机厂、西安交通大学等单位均拥有较大型的转子轴承试验台,秦用
机床厂拥有国内第一台动静压轴承动刚度测试试验台,dn值120万~150万,东方汽轮机
厂拥有目前国内最大的径向轴承动特性测试试验台,哈尔滨电机集团有限责任公司拥有国
内最大的3000推力轴承试验台,上汽也在建设国内最大的径向轴承试验台
在水润滑轴承试验台方面:重庆大学模拟实际工况自主搭建了多场多介质合条件下
舰船推进系统综合性能实验平台。中船重工集团719所也建立了船舶轴承综合性能试验
台。西安交通大学建立了核主泵半尺寸模拟试验台。同时,哈电、申科、崇德等滑动轴承公
司在主泵轴承实验台方面也在积极迈进,所建成的试验台主要进行基础理论研究,但试验台
工况模拟不够或限于单一技术研究,使得试验研究不够系统全面。
在气体轴承试验台方面:西安交通大学针对箔片研发建立了较为完善和先进的实验平
台并具有良好的支撑条件和硬件基础,包括高速低温透平气体轴承振动特性实验台、高速低
温透平综合性能实验台等;哈尔滨工业大学三自由度、五自由度气浮台上使用气体球轴承,
包括平面气浮轴承、环面节流气体球轴承、小孔节流气体球轴承
中国科学院工程热物理研究所对小孔节流气体静压轴承、不同槽形线气体动压轴承及
动静压混合轴承进行了研发设计,主要应用于微小型透平膨胀机和高速电机中。在试验测
试方面具有完善的实验台及非线性测试系统
在测试技术方面,高精度油膜厚度位移传感器、SEM等测量手段的引人,更深入探明了
摩擦副围观油膜的润滑机理,更精确地分析了动态油膜承载、油膜动力学、敏感度分析和流
体动压等润滑特性,进而较好地解释了初期设计摩擦副超出材料许用PV值仍能正常工作
的问题。我国在先进测试技术和装置创新方面与国际先进水平仍有一定差距,多为跟踪研
究模式,高压下摩擦副的润滑机理、极端工况下的摩擦磨损规律和测试方法的研究起步较
晚。由于测量工具和方法的限制,油膜周向温度变化等目前还有待于精确测量:而理论分析
中油膜破裂区域内温度,轴承进油处温度,回流问题,流问题,轴承热弹性变形,非牛顿流
体等还难以通过模型精确模拟,仍需建立更简单但更精确的模型以简化数值计算。正是由
于试验条件的差距,导致我国的企业往往缺少考核性的试验,因而在试验决定的模型和数据
的精度方面与国外相比有较大差距。在企业里,轴承实验技术主要针对产品出厂的综合检验