航天飛船竟被一塊布“卡脖子”?歐美趁機敲竹槓,好在有福建人

你知道嗎,一塊小小的布料,卻可以影響國家航天和國防事業的發展。

如今我們看到的長征系列火箭、天眼、民航客機C919,所使用到的關節軸承,都和這個不起眼的布料有關。

曾經為了這樣一塊小小的布料,歐美企業向中國喊出十萬一平米的天價,如今這項技術卻被一家福建企業突破,成為了關節軸承領域的全球第一。

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一塊卡住航天技術的布

我們先來簡單瞭解一下什麼是關節軸承,關節軸承就像機械的關節,可以起到支撐運動的作用。它由一個外球面的內圈和一個有內球面的外圈組成,透過滾動摩擦原理,引導裝置進行低速擺動或者旋轉,一些也可以進行傾斜運動。

看似簡單的關節軸承卻是決定裝置運轉效能的核心零部件,小到家用電器和影印機、電腦硬碟驅動器等辦公機械,大到坦克、導彈等國防武器都有它的身影,與國計民生息息相關。

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20世紀50年代,英國率先研製出了自潤滑關節軸承,這款軸承不需要新增潤滑油,就能自己起到潤滑的效果。同時,自潤滑軸承耐腐蝕、免維護的特點,有效延長了零件的使用壽命,讓自潤滑軸承順利進入了航空航天等高階科技領域。

70年代,英國製造商又將自潤滑軸承製造技術許可,給了德國、法國、美國還有日本公司,自潤滑輪得到的市場迅速擴大,直接提高了軸承在機械製造領域中的地位,也讓中國意識到了自潤軸承的重要性。

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其實,我國研究人員早在20世紀90年代,就已經開展了對自潤軸承的相關研究,但相比起技術已經成熟的歐美,中國還是在這一環節被一塊“布”卡住了“脖子”。一塊不起眼的布,到底是如何成為限制“國之重器”扭動的關節的?

發展從“布”開始

實際上,在關節軸承中,真正起到自潤滑作用的,是其中具有自潤滑效果的自潤滑織物。傳統關節軸承和自潤關節出軸承最大的區別就在於,潤滑度和壽命不同。

傳統的關節軸承在一些惡劣的環境中,容易受到腐蝕和磨損,為了保證耐磨性和抗衝擊性,傳統軸承需要定期新增大量的潤滑油,進行潤滑維護,防止軸承咬死或是零件損壞,導致裝置停運。

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但那些需要長期在極端溫度環境下工作的裝置,以及飛機、火箭等在高空工作的航天裝置,單憑人力根本沒有辦法新增潤滑油,而自潤滑軸承就完全攻克了這一問題。無油軸承是如何保證零件的正常工作的呢?

在自潤滑軸承外圈的內球面,會貼上高效能聚四氟乙烯織物,在運動過程中,這塊薄薄的織物就會代替潤滑油,在輔助關節軸承運動的同時,可以自潤減少摩擦損耗,那麼自潤滑軸承的使用期限,自然就會比磨損更大的普通軸承更長。

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而且,自潤滑織物無需供油維護,那麼就不存在油脂揮發問題,無論是在高溫高壓環境還是摩擦劇烈的情況下,都可以使用。無油化的運動方式,對於磨軸的硬度要求也更低,既降低了製作成本,又免除了供油不足可能引發的風險,節省了後期保養的時間。

使用壽命長、潤滑度高,還能減少自作和後期保養成本,極大提高了工業水平,價效比這麼高的自潤滑軸承,自然繼承了傳統軸承的市場。

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如果說軸承是保證裝置自由運轉的關鍵,那麼織物就是軸承的命脈,也是所有軸承企業競爭的核心技術,歐美國家當然也不會輕易把配方告訴別人。

掌握了自潤滑軸承技術的歐美國家,開始大批次生產銷售軸承,但僅一平方米的織物售價就高達10萬元,要知道幾十年前的10萬元,已經購買一套房了,而且,國外售賣給中國的自潤滑織物質量並不高,簡直就是一場虧本的買賣。

但怎麼能讓一塊小小的自潤滑織物,成為了我國航天事業發展的障礙呢?

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中國自潤滑軸承橫空出世

當時在福建龍溪軸承公司的何兩加,深深認識到了自潤滑軸承的重要性,他知道,中國製造業既然要發展,那就必須要擺脫依賴進口產品的思想。

“你老外能,我們中國人就差勁嗎?”此話一出,以何兩加為首的隊伍,就開始了研製自潤滑織物的漫漫長路。

自潤滑軸承的研究並不容易,要拋去傳統軸承所使用的潤滑油,不但考慮到自潤滑關節軸承的磨損和靈活度,還要學會“織布”。

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軸承中的織物既要有足夠的自潤滑效果,輔助裝置運動,又必須減少軸承自身受到的磨損,延長使用壽命。而國內研究人員除了知道軸承需要一塊織物外,對織物的材料和製造技術,幾乎一無所知,只能透過查閱書籍和相關材料,到各個地方的織布廠瞭解不同織布的特點。何兩加甚至還在工廠學起了女紅,在慢慢的積累下,他終於著手開始自己“織布”。

一旦做出成品,何兩加就會馬上拿到臺架測試軸承耐磨時間,每次實驗都像坐過山車一樣,不斷在成功和失敗間來回跳躍。

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但他們並沒有放棄,在一次次的經驗總結後,軸承耐磨時間從100小時,提高到了300小時以上。經過2年間反反覆覆的測試,何兩加和團隊終於後攻克難關,成功研製出了既具備載荷能力和抗衝擊能力,同時又有高抗腐蝕、耐磨損、自潤效果強的自潤滑軸承。

一“布”拉高國內自潤滑軸承國際地位

龍溪軸承的研發,填補了國內的商場空白,在我國航天事業、天眼製造都做出了卓越貢獻,並應用於神舟系列、嫦娥系列、天宮、上海中心大廈等眾多國家重點工程中,還成功為各型號的戰鬥機、坦克、裝甲車等提供零件,成為了我國航空軍工關節軸承的主要供應公司。

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其知名度已經從一家不起眼的小公司,躋身成為中國機械工業企業核心競爭力100強企業,在國際市場上也有很高的知名度,甚至在部分領域的效能,已經遠遠優於進口軸承。

直至2021年,龍溪軸承不論種數還是產銷量,均位居全球第一,產品更是已經出口到了40多個國家,市場佔有率也在持續提升,其國內配套市場佔有率70%以上,國際市場佔有率也達12%,一舉反轉了當年自潤滑軸承還要靠進口的局面,成功實現了自給自足。

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雖然中國許多領域都比歐美國家起步更晚,但經過科研人員的不斷努力,仍然有部分領域在國際上取得了不錯的成就,為國家的國防、航天航空事業做出貢獻。