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小轴承与大飞机

作者：bearingpower 发表时间：2010-12-12

据有关方面预测，到2020年，中国需要新增干线客机1600架左右，总价值约为1500～1800亿美元。中国大飞机项目的启动，对于全世界的航空轴承生产企业都是一次巨大的市场机遇。本期我们聚集了业内知名的轴承企业，热议中国大飞机项目为轴承产业带来的市场前景以及所需要的高品质产品及技术，从而推动中国大飞机项目的顺利进行及性能提升。中国市场前景诱人张宏先生：飞机上用到轴承的地方很多，如起落架、机翼操纵面及航空发动机等，因此中国启动大飞机项目给航空轴承企业带来了巨大商机。商用飞机与军用飞机不同，其更重视安全性与经济性，所以航空轴承必须满足相关技术规范和标准。我国航空工业发展至今主要以军机为主，民用飞机涉足较少。另外，商用飞机必须获得适航证才能正式开始运营。而在民机制造领域，我国与世界同行相比，差距较大，其中就包括航空轴承。中国航空市场的发展和需求，给SKF等世界著名轴承供应商提供了巨大的市场商机。我国在商用飞机方面经验不足，未来5~10年内，为顺利取得适航证，对轴承的需求可能暂时以进口为主。若大飞机市场以1500架计算，每架飞机的平均价格为1亿美元，那么航空轴承的市场价值约为4.5~10亿美元。若再考虑其他机型，这将是一个非常诱人的市场。冯世龙先生：面对强劲增长的民用航空需求，中国政府启动了百人以上的大飞机项目，同时先进的涡扇支线飞机、节能的新一代涡桨飞机和灵活的直升机，都列入中国航空工业的发展战略中，这无疑给航空轴承制造商带来了无限机会和巨大挑战。中国开展大飞机项目就要发展自己的发动机、各类机载设备和系统，而这些都离不开高品质的轴承产品。铁姆肯公司作为全球最大的航空航天轴承生产商之一，可根据航空航天各系统应用的特殊性，设计轴承产品以满足客户需求，目前其能生产各种外径最大至600mm的轴承产品。现在铁姆肯已做好准备，与中国航空工业一起迎接中国民用飞机发展的春天。飞机轴承的关键技术冯世龙先生：航空轴承由于承担的任务不同，应用环境各异，技术特点也很难一概而论，但是其还存在一些共性。首先，所有民用航空器及其相关设备都必须获得适航认证，以确保航空器的安全可靠，这其中当然涵盖了轴承。按照适航要求，在开始设计阶段各厂商就要按照适航相关条例开展工作，在装机后才能随所用设备取得适航证。另外，对生产上天产品的企业来说，仅达到ISO9000标准是不够的，还必须达到AS9100标准。目前，TIMKEN公司所有生产航空轴承的工厂都已获得AS9100的认证。2008年4月投产的位于成都的航空及精密轴承中心也通过了有关部门对此项技术标准的审查。最后，大飞机要取得商业上的成功，其商载能力也是至关重要的。飞机设计师们必须在气动外形允许的条件下，尽量减轻飞机重量，提高发动机推力，压缩成品设备安装空间使客（货）舱尽量大，并把减轻的飞机重量分摊到各个成品。所以航空轴承必须具备自重轻和承载能力强的特点。由此，先进的航空轴承钢应运而生。TIMKEN一直从事钢材研发和生产，每年都投入大量经费开展先进材料研究，为提供航空轴承创造了得天独厚的优势。李照东先生：航空轴承包括航空发动机轴承、齿轮箱轴承和机身轴承等，其中航空发动机轴承是航空轴承中要求最高的应用之一，它工作于特殊的应用条件：超高的转速以及非常高的载荷和温度，工作环境非常恶劣。航空发动机轴承不但工况恶劣，而且要求长时间可靠地工作，工作时间长达数千小时。因此，这些轴承并非标准的货架产品，而是针对特殊应用而开发的专用轴承，应用于特定的航空发动机或其他航空产品。为减小重量并提高工作可靠性，航空发动机轴承通常与相邻部件集成为一个复杂的轴承单元，以减少装配面。集成的轴承系统为减小重量、提高可靠性和降低系统成本提供了一个综合的解决方案。张宏先生：飞机轴承按高、低速应用可分为机体轴承(<500r/min)以及发动机和传动轴承(>500r/min)。机体轴承主要包括起落架轴承、机翼操纵面的轴承、飞控系统轴承及舱门轴承等，其特点是承受载荷大，主要做低速转动和摆动。发动机和传动轴承则主要是高速应用，其特点是“三高”，即转速高、载荷高和温度高。与其他应用相比，飞机用轴承有着独特的要求。首先是执行标准不同。航空轴承由于其使用的特殊性，相关产品必须满足相应技术规范和产品标准。SKF目前执行的是欧盟和美国标准。其次，飞机轴承对重量的要求非常苛刻，为了减重，各公司都绞尽脑汁。因此，很多飞机轴承都是定制的。第三，飞机轴承对环境温度的要求较高，不仅是对轴承本身，而且也包括润滑油脂/液和密封等。环境条件的特殊要求也是航空轴承的特点之一。应用实例冯世龙先生：飞机用轴承种类颇多，其中只有机体和机翼用轴承是轴承供应商直接提供给飞机制造商的，其他轴承均通过系统或设备制造商来提供。尽管如此，我还是可以信心十足地告诉大家，大飞机的起落架机轮用轴承一定会选用TIMKEN轴承。TIMKEN是圆锥滚子轴承(TRB)的发明者和专利持有者，而飞机的起落架机轮所采用的就是此种轴承。因为该轴承能在飞机起飞和着陆时，同时承受轴向和径向载荷。另外，此种轴承还能抵抗飞机着陆瞬间的巨大冲击而不让旅客感到不适。这是因为此种轴承采用了TIMKEN独特的表面渗碳处理工艺，提高了表面硬度和抗冲击载荷的能力，同时其内部还有一定韧性，可提高着陆时的舒适度。TIMKEN拥有从事航空轴承70多年的经验，在产品设计上可根据客户需求，优化设计，充分润滑，减轻轴承重量，这对设计师来说至关重要。铁姆肯在航空航天领域成绩斐然，无论是空中巨无霸A380，还是轻巧的干线客机波音787，都依靠TIMKEN轴承支撑着，全球90%以上民用飞机的起落架机轮轴承都是TIMKEN轴承。在中国，正在向国内航空公司交付的新舟60和其改进型新舟600以及即将上天的翔凤ARJ21均选用了TIMKEN起落架机轮轴承。李照东先生：舍弗勒集团旗下FAGAerospace是全球领先的航空发动机轴承供应商，我们设计生产各种类型的航空轴承，包括特殊的球和滚子轴承、集成轴承系统和高精密部件，适于航空发动机、直升机及其他航空航天领域。舍弗勒将先进的知识和技术融入产品之中，不断提高其性能与可靠性，使客户获得更大的收益。舍弗勒愿意用最好的产品和设计服务于中国客户，参与到中国的大飞机项目中。舍弗勒的每一个轴承，都是针对用户的特殊应用定制生产的。其利用先进的加工工艺、材料和热处理技术、设计和分析技术以及综合的试验能力，以获得更高质量和更高可靠性的产品。张宏先生：针对中国的大飞机项目，作为该领域世界领先的制造和供应商，SKF将在起落架、发动机、APU以及电传操纵等方面为大飞机项目提供服务。SKF利用其在起落架轴承和拉杆上的优势，针对A380起落架的减重要求，专门开发了钛合金轴承和定制拉杆，取得了显著效果。其中定制拉杆的质量仅约20kg，但其可承受的载荷却高达上百吨。另外，SKF几乎参与了所有航空发动机和APU项目，在航空航天领域积累了丰富的经验。在机翼和机体轴承方面SKF可以针对用户的具体应用，提供重量轻、寿命长且性能可靠的解决方案。SKF不仅能提供高品质的轴承和拉杆产品，还能提供驾驶舱中使用的电传产品，如油门控制台、飞行侧杆、以及各类舵机和制动器等。

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