水潤(rùn)滑軸承：堅(jiān)持自主創(chuàng)新 推動(dòng)軍民融合

2018年6月，一場(chǎng)備受關(guān)注的成果鑒定會(huì)在北京拉開帷幕。

來自中科院研究所及大學(xué)，中船重工、船舶工業(yè)等17家單位的專家組成的鑒定委員會(huì)一致認(rèn)為，中國(guó)科學(xué)院長(zhǎng)春應(yīng)用化學(xué)研究所（以下簡(jiǎn)稱長(zhǎng)春應(yīng)化所）研制的水潤(rùn)滑軸承材料整體性能處于國(guó)際先進(jìn)水平，尤其是材料在干摩擦和混合狀態(tài)下的潤(rùn)滑耐磨性能優(yōu)于國(guó)外同類產(chǎn)品，填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的空白。

這僅僅是長(zhǎng)春應(yīng)化所在高分子水潤(rùn)滑軸承領(lǐng)域眾多創(chuàng)新成果中的一個(gè)縮影。

2008年以來，長(zhǎng)春應(yīng)化所研究員楊小牛團(tuán)隊(duì)一直專注于系列化水潤(rùn)滑軸承的研究工作，開發(fā)出的產(chǎn)品不僅突破了制約海軍重點(diǎn)裝備戰(zhàn)技指標(biāo)提升的關(guān)鍵材料瓶頸，更通過軍轉(zhuǎn)民用成功打開了民品市場(chǎng)的窗口。

同時(shí)，長(zhǎng)春應(yīng)化所也在長(zhǎng)達(dá)十余年的時(shí)間里，探索出了一條以科技為支撐，以先進(jìn)管理經(jīng)驗(yàn)相輔助，從軍品項(xiàng)目重點(diǎn)型號(hào)列裝、到民品項(xiàng)目大規(guī)模開辟市場(chǎng)、再到促使更多艦船應(yīng)用的軍民融合發(fā)展之路。

 

打破技術(shù)封鎖

 

機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)中的各種摩擦副，如船舶、水泵、水輪機(jī)、洗衣機(jī)及其他工業(yè)設(shè)備軸系中的各種軸承與密封裝置等傳動(dòng)零部件，往往都由金屬構(gòu)件組成，并以油作為潤(rùn)滑介質(zhì)。

然而，油并非是最為理想的潤(rùn)滑介質(zhì)。油潤(rùn)滑不僅會(huì)耗費(fèi)大量的油和貴重金屬，還伴有各種摩擦副因運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生的摩擦磨損、沖擊振動(dòng)、噪聲、可靠性差和壽命較短等難題。

當(dāng)然，其中最致命也最令人擔(dān)心的弊端還要數(shù)油潤(rùn)滑軸承的泄露問題。很多人不知道的是，所有油潤(rùn)滑軸承在運(yùn)行過程中都存在不同程度的泄露現(xiàn)象，可以說是避無可避。

舉例來說，僅三峽庫區(qū)常年運(yùn)行的船舶數(shù)量就在9000艘以上，一年排出的潤(rùn)滑油達(dá)數(shù)千噸，對(duì)長(zhǎng)江造成了極大的污染。因此，包括美國(guó)在內(nèi)的一些發(fā)達(dá)國(guó)家早已明文規(guī)定，在內(nèi)河航行的船舶不準(zhǔn)采用油潤(rùn)滑艉管系統(tǒng)，其目的正是為了徹底杜絕漏油對(duì)水域的污染。

于是，研究人員將目光轉(zhuǎn)到了“水”上，開發(fā)出以水代油的軸承產(chǎn)品。

如果以水作為潤(rùn)滑劑，那就完全不用考慮泄露對(duì)環(huán)境造成的污染問題；同時(shí)，水潤(rùn)滑軸承方便使用與維修，節(jié)省了制造成本且冷卻效果好；即使斷水，也不會(huì)發(fā)生抱軸等安全事故。

從全球范圍來看，目前對(duì)于高分子水潤(rùn)滑軸承的研究已經(jīng)十分成熟，比如美國(guó)Duramax公司和英國(guó)飛龍公司研制生產(chǎn)的產(chǎn)品已廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域。只不過，這些高端技術(shù)幾乎都對(duì)中國(guó)實(shí)行了技術(shù)封鎖。

過去幾十年來，缺乏獨(dú)立自主的水潤(rùn)滑軸承技術(shù)，使我國(guó)陷入了軍用軸承被禁運(yùn)、民用軸承在響應(yīng)時(shí)間和選型方面完全沒有自主權(quán)的境地。因此，研發(fā)出具有中國(guó)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的高分子水潤(rùn)滑軸承產(chǎn)品，填補(bǔ)國(guó)內(nèi)市場(chǎng)空白就成為當(dāng)務(wù)之急。

2008年，為了解決當(dāng)時(shí)較為嚴(yán)重并急需攻克的異常噪聲問題，中國(guó)海軍找到中科院高技術(shù)局，委托后者進(jìn)行高分子水潤(rùn)滑軸承的研發(fā)。彼時(shí)，臨危受命的長(zhǎng)春應(yīng)化所立刻組建起一支以楊小牛為學(xué)術(shù)帶頭人的研發(fā)團(tuán)隊(duì)，向高可靠艦船用高分子水潤(rùn)滑軸承發(fā)起攻關(guān)。

在中科院知識(shí)創(chuàng)新工程、海軍專項(xiàng)課題、科工局TD專項(xiàng)課題、吉林省科技攻關(guān)計(jì)劃等科研項(xiàng)目的支持下，楊小牛團(tuán)隊(duì)利用長(zhǎng)春在高分子橡塑復(fù)合材料方面的積累，耗時(shí)十多年攻關(guān)克難，終于成功掌握了水潤(rùn)滑軸承材料及軸承的關(guān)鍵制備技術(shù)并擁有了自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，形成新一代水潤(rùn)滑軸承的核心技術(shù)和持續(xù)創(chuàng)新能力。

 

助力國(guó)防建設(shè)

 

十年來，長(zhǎng)春應(yīng)化所始終堅(jiān)持走自主創(chuàng)新、軍民融合的產(chǎn)業(yè)發(fā)展道路，從產(chǎn)業(yè)和經(jīng)濟(jì)協(xié)調(diào)戰(zhàn)略層面思考軍民融合發(fā)展，既重視技術(shù)相關(guān)的產(chǎn)業(yè)鏈延伸，還兼顧品牌效應(yīng)的價(jià)值鏈衍射，逐步摸索出一條軍轉(zhuǎn)民用、民又促軍的特色發(fā)展之路。

長(zhǎng)春應(yīng)化所開發(fā)出的水潤(rùn)滑軸承材料及產(chǎn)品具有摩擦系數(shù)低、惡劣工況適應(yīng)性強(qiáng)、磨損小以及無異常噪聲等技術(shù)優(yōu)勢(shì)，性能可全面媲美進(jìn)口產(chǎn)品，某些關(guān)鍵指標(biāo)甚至處于國(guó)際領(lǐng)先水平。但應(yīng)化所人清楚地認(rèn)識(shí)到，水潤(rùn)滑軸承大規(guī)模應(yīng)用的前提，是在正常工況的艦船上進(jìn)行跟蹤試驗(yàn)。

為此，在基礎(chǔ)配方定型、工藝穩(wěn)定、大規(guī)模生產(chǎn)的基礎(chǔ)上，長(zhǎng)春應(yīng)化所率先在海軍某型號(hào)艦船上開始了為期5年的全程跟蹤試驗(yàn)，對(duì)軸承的噪聲、功率、磨損情況等進(jìn)行了全方位檢測(cè)。

“我們與基地、設(shè)計(jì)院船廠以及包括海軍工程大學(xué)振動(dòng)與噪聲研究所在內(nèi)的多家單位進(jìn)行深入的、多角度的溝通交流，不斷積累實(shí)船應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，完成了對(duì)軸承產(chǎn)學(xué)研結(jié)構(gòu)中工程化部分的填充。”楊小牛表示。 

從完全照搬國(guó)外結(jié)構(gòu)，到與海軍工程大學(xué)合作、自主設(shè)計(jì)艦船軸承結(jié)構(gòu)；從仔細(xì)校對(duì)實(shí)驗(yàn)室數(shù)據(jù)，到一一驗(yàn)證研發(fā)過程中的理論……第一輪跟蹤試驗(yàn)中，軸承的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、壁厚、長(zhǎng)徑比、水流量、水槽數(shù)量與深度等每一個(gè)細(xì)節(jié)，都承載著技術(shù)人員的心血與汗水。

功夫不負(fù)有心人，在一個(gè)完整塢期后，用戶單位在船塢中對(duì)長(zhǎng)春應(yīng)化所的艉軸管進(jìn)行了拆裝檢驗(yàn)，確定各項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)到和超出預(yù)期標(biāo)準(zhǔn)，于是接連部署數(shù)艘某型號(hào)艦船安裝長(zhǎng)春應(yīng)化所獨(dú)家設(shè)計(jì)的高分子水潤(rùn)滑軸承產(chǎn)品。

作為國(guó)內(nèi)唯一專業(yè)從事水潤(rùn)滑軸承研制和生產(chǎn)的單位，目前長(zhǎng)春應(yīng)化所的技術(shù)產(chǎn)品已裝備于海軍多個(gè)重點(diǎn)型號(hào)艦船，突破了制約海軍重點(diǎn)裝備戰(zhàn)技指標(biāo)提升的關(guān)鍵材料瓶頸，部分改善了我國(guó)海軍裝備依賴進(jìn)口的局面，從而為國(guó)家戰(zhàn)略安全提供了有力保障。

 

打開民用市場(chǎng)

 

在軍用領(lǐng)域成功試水后，楊小牛團(tuán)隊(duì)也開始將目光放得更遠(yuǎn)：“對(duì)于戰(zhàn)略新型產(chǎn)業(yè)而言，軍工和民用之間其實(shí)并沒有明顯的界限。為了生存和發(fā)展的需要，軍品和民品項(xiàng)目應(yīng)順利地進(jìn)行技術(shù)、人才等要素的交流。”

于是，長(zhǎng)春應(yīng)化所開始嘗試運(yùn)用在軍工產(chǎn)業(yè)方面取得的技術(shù)突破，帶動(dòng)民用產(chǎn)業(yè)發(fā)展，打造軍工民用一體化產(chǎn)業(yè)。

2014年，長(zhǎng)春應(yīng)化所以其最新科研成果作為無形資產(chǎn)，投資入股創(chuàng)立長(zhǎng)春安旨科技有限公司，以其為杠桿，致力于撬動(dòng)國(guó)內(nèi)高性能耐磨、減振、生物醫(yī)用等高分子材料及制品的研發(fā)和生產(chǎn)。

針對(duì)船舶、水泵和水力發(fā)電等行業(yè)對(duì)耐磨材料的需求，長(zhǎng)春應(yīng)化所與安旨科技通力合作，進(jìn)行了系列產(chǎn)品的設(shè)計(jì)研發(fā)，開發(fā)出“安高（Anco）”品牌所屬的系列高分子水潤(rùn)滑軸承。

經(jīng)反復(fù)對(duì)比測(cè)試，安高軸承的磨損系數(shù)、斷水安全運(yùn)行時(shí)間等指標(biāo)均超過國(guó)際同類產(chǎn)品，完全可實(shí)現(xiàn)對(duì)進(jìn)口產(chǎn)品的直接替代。截至目前，項(xiàng)目已獲得中國(guó)專利14項(xiàng)，正在申請(qǐng)并進(jìn)入實(shí)審階段的專利9項(xiàng)，并先后獲得中國(guó)船級(jí)社（CCS）、美國(guó)船級(jí)社（ABS）、法國(guó)船級(jí)社（BV）、挪威·德國(guó)船級(jí)社（DNV·GL）、英國(guó)船級(jí)社（LR）以及韓國(guó)船級(jí)社（KR）等世界知名船級(jí)社的認(rèn)證。

在民品市場(chǎng)“摸爬滾打”的過程中，楊小牛等人認(rèn)識(shí)到，與軍用領(lǐng)域不同，面向民生時(shí)，各領(lǐng)域的產(chǎn)品性能要各有千秋，產(chǎn)品類型必須不斷推陳出新。

“我們將原來只適合于軍用的低頻耐摩擦系列水潤(rùn)滑軸承產(chǎn)品，擴(kuò)充至耐高壓軸承、抗泥沙軸承、長(zhǎng)時(shí)間耐80℃高溫水軸承、耐化學(xué)腐蝕軸承四大系列，品種也由原來單一的NZ-RN軸承，擴(kuò)展到NZ-PX以及NZ-SF高分子軸承。”楊小牛介紹。

在拓展品種的同時(shí)，產(chǎn)品性能也隨之提升。比如，NZ-PX軸承已經(jīng)在可靠性上全面超越了全球銷量第一的加拿大賽龍軸承；NZ-SF軸承在大船軸承優(yōu)選試驗(yàn)測(cè)試過程中，多項(xiàng)指標(biāo)優(yōu)于國(guó)際最先進(jìn)的英國(guó)飛龍軸承。

短短幾年間，長(zhǎng)春應(yīng)化所的高分子水潤(rùn)滑軸承在泵閥行業(yè)內(nèi)的銷量占據(jù)了國(guó)內(nèi)領(lǐng)先水平，在船舶領(lǐng)域也取得了超過200家用戶的驕人業(yè)績(jī)。目前，安旨科技已在吉林省化工新材料重大創(chuàng)新基地完成了水潤(rùn)滑軸承現(xiàn)代化生產(chǎn)線的建設(shè)，并在我國(guó)、韓國(guó)及東南亞等地建立了銷售網(wǎng)絡(luò)。

作為一款典型的軍轉(zhuǎn)民用、民促軍需產(chǎn)品，長(zhǎng)春應(yīng)化所的水潤(rùn)滑軸承正在以軍品帶動(dòng)民品產(chǎn)業(yè)化規(guī)模生產(chǎn)、以民品推動(dòng)軍品升級(jí)換代的道路上越走越遠(yuǎn)。“軍民相互促進(jìn)、融合發(fā)展，勢(shì)必將促進(jìn)我國(guó)水潤(rùn)滑軸承的健康穩(wěn)步發(fā)展。”楊小牛表示。