超低温高速重载自润滑轴承制造关键技术与长寿命设计

  • 大运载火箭用氢氧发动机氢涡轮泵用轴承的工作转速dn值(mm.r/min)已从早期100万发展到目前210万,并即将突破国际先进水平300万,轴承已成为核心和瓶颈技术。氢涡轮泵用角接触球轴承在超低温高速重载工况和依赖固体转移膜润滑的条件下,面临着润滑不良热失稳、温度与载荷交变冲击下保持架薄壁结构强度和陶瓷球热震强度、重载高剪切低周疲劳等多重风险,轴承设计参数窗口十分狭窄,试错式研制方法耗时耗钱耗力。项目立足于揭示转移膜润滑形成和界面摩擦磨损发展规律、氮化硅陶瓷球表面热震裂纹形成与发展机理、不锈轴承钢表层控制和快速疲劳机制;发展高强度碳纤维布层压增强PTFE复合材料保持架、陶瓷球表面显微结构和应力控制、轴承钢表面强化工艺方法;获取不同失效模式竞争性发展的参数作用边界域,为高dn值轴承的目标裁剪性综合优化设计提供约束函数,实现该苛刻工况轴承的精细化设计与控性制造,满足空间探索的可持续发展需求。