龙轴集团:自润滑技术突破,助力国产大飞机“一飞冲天”

龙轴集团自主研发了具有自润滑功能的PTFE织物衬垫,这一突破不仅打破了国外技术垄断,还为国产大飞机的腾飞提供了有力支持。

中国航空工业的重要里程碑——C919大型客机的首飞成功,背后离不开福建龙溪轴承(集团)股份有限公司的贡献。作为全国首批制造业单项冠军示范企业,该公司自主研发出PTFE织物自润滑衬垫,打破了国外技术垄断,为国产大飞机的顺利起飞提供了重要支持。

福建龙溪轴承展示厅内,董事长陈晋辉骄傲地展示着一张国产纤维自润滑织物衬垫。他表示:“正是这张薄薄的自润滑织物衬垫,让我们国家摆脱了对高端关节轴承的依赖,也为我国航空航天制造业的发展提供了推动力。”

关节轴承作为决定主机运转性能的核心零部件,被称为制造业的“关节”。我国在关节轴承领域起步较晚,技术相对滞后,直到20世纪90年代,仍然只能生产传统的润滑型关节轴承。然而,在航空航天、轨道交通、风力发电和核能等极端工况下,传统润滑型轴承无法满足要求,因此免维护自润滑关节轴承成为必选之路。

总经理陈志雄解释道:“PTFE织物衬垫就是免维护自润滑关节轴承的核心部件。它是将聚四氟乙烯(PTFE)织物衬垫粘贴在轴承外圈的内球面上,形成一种固体自润滑摩擦副,使轴承在运动过程中无需添加润滑油,实现自润滑和免维护性能。”

早在20世纪50年代,欧美国家就已经掌握了PTFE织物自润滑关节轴承的生产技术和设备,但这个领域在国内还是空白。首席设计师何两加回忆说:“当时,我们只能从国外购买自润滑织物衬垫,而且一平方米的价格接近10万元,而且质量也无法令人满意。”

不甘心受制于人,龙溪轴承的技术团队于1998年和1999年先后赴德国和美国寻求引进PTFE织物生产线,但遭遇到了阻碍。“对方不仅不愿意出售,甚至不允许我们参观生产车间。”何两加仍然记忆犹新,“他们不卖给我们,难道我们中国人就无法自己制造吗?这是不可能的!”在这样的决心下,龙溪轴承的领导层决定自主研发PTFE织物自润滑衬垫,打破核心技术的依赖局面。

自润滑关节轴承涉及多个交叉学科,包括机械制造、热处理、表面处理、高分子材料、化学工程、纺织、检测与实验等领域。当时,龙溪轴承的技术团队除了传统的机械制造和热处理技术人员外,几乎没有相关基础学科的专家,并且缺乏实物和标准参考,只能从零开始研究。

为了研究不同负荷和工况下的编织工艺,龙溪轴承的技术人员与常年与车床、磨床、冲床等机械打交道的人员合作,并走进织布厂向女工学习纺织技能。每当完成一批成品,他们立即进行台架上的模拟寿命试验,持续时间最长可达100多个小时,偶尔甚至达到300多个小时。最初,他们以为取得了成功,但下一次试验又使一切回到原点。陈志雄回忆道:“这样,我们经历了一次又一次的成功和失败,反复不断。”

经过近20年的时间和无数次的尝试,龙轴集团终于攻克了技术难关,成功地自主研发出具有高耐磨性和强自润效果的PTFE织物自润滑衬垫。随后,该集团还相继突破了PTFE模塑自润滑衬垫和精密仿真挤压等关键核心技术,使飞机机械零部件能够实现长寿命、高可靠性和多自由度的灵活运转。

凭借出色的产品研发能力,从2009年开始,龙轴集团与中国商飞设计团队展开合作,为C919等国产民航飞机提供了全方位的关节轴承技术解决方案和服务,涵盖技术标准、产品配套和应用验证。如今,龙轴集团为C919等民航飞机研制的多种轴承组件已通过国内的合格鉴定和适航认证,其中160多个型号规格的产品已列入C919等民航飞机的合格产品目录,将在起落架、舱门、机翼、飞控系统和操纵系统等关键部位实现国产化替代配套应用,也为未来在波音、空客等全方位配套方面奠定了坚实基础。陈晋辉说道:“现在我们不再担心被人制约,我们中国企业也能制造航空关节轴承。”

除了国产大飞机C919,龙轴集团的关节轴承还应用于中国的“天眼”射电望远镜、神舟系列飞船、嫦娥探月工程、长征系列火箭、“天问一号”探测器等一系列国之重器。截至2022年,龙轴集团的产品远销40多个国家和地区,关节轴承品种和产销量在全球排名第一,全球市场占有率达到15%。

陈晋辉表示:“龙轴集团将始终以‘时时放心不下’的责任担当和家国情怀为指引,将国家安全视为己任。我们将瞄准国际前沿技术和颠覆性技术,实现从跟跑、并跑到领跑的目标,从制造、智造到创造的新飞跃。”未来,龙轴集团将加快推进PTFE织物衬垫、模塑衬垫和精密仿真挤压等三项核心技术在航空航天、国内战略性新兴产业和国际市场的产业化应用。同时,他们还将加强技术迭代创新,研发一代产品、应用一代产品和储备一代产品,全面进军全球高端产业链。(记者:赵文娟)

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