江蘇航空航天用低溫軸承

低溫軸承的高熵合金材料創(chuàng)新應(yīng)用：高熵合金憑借獨(dú)特的多主元特性，為低溫軸承材料研發(fā)開辟新路徑。以 CrMnFeCoNi 系高熵合金為例，其原子尺度的無序結(jié)構(gòu)有效抑制了低溫下的位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)，在 - 196℃時(shí)仍保持良好的塑性與韌性。通過調(diào)控合金中各元素比例，引入微量稀土元素釔（Y），可細(xì)化晶粒至納米級(jí)，使合金硬度提升 30%，耐磨性明顯增強(qiáng)。在模擬衛(wèi)星姿態(tài)控制軸承的低溫運(yùn)轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn)中，采用該高熵合金制造的軸承，在持續(xù)運(yùn)行 5000 小時(shí)后，表面磨損深度只為 0.02mm，相比傳統(tǒng)軸承鋼減少 65%。同時(shí)，高熵合金的抗腐蝕性能在低溫環(huán)境下也表現(xiàn)出色，在液氧環(huán)境中，其表面氧化速率比普通不銹鋼低 80%，為低溫軸承在極端腐蝕環(huán)境下的應(yīng)用提供了可靠保障。低溫軸承的安裝誤差調(diào)整墊片，校正低溫裝配精度。江蘇航空航天用低溫軸承

低溫軸承的振動(dòng)特性研究：低溫軸承的振動(dòng)不只影響設(shè)備的運(yùn)行平穩(wěn)性，還可能導(dǎo)致疲勞損壞。在低溫環(huán)境下，軸承的振動(dòng)特性發(fā)生變化，如材料彈性模量的改變會(huì)影響振動(dòng)頻率，潤(rùn)滑脂黏度的變化會(huì)影響阻尼特性。通過實(shí)驗(yàn)和仿真研究發(fā)現(xiàn)，隨著溫度降低，軸承的固有振動(dòng)頻率升高，而潤(rùn)滑脂黏度增加會(huì)使阻尼增大，抑制振動(dòng)幅值。為降低振動(dòng)，可優(yōu)化軸承的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，如采用非對(duì)稱滾子形狀、優(yōu)化滾道曲率半徑等，減少滾動(dòng)體與滾道之間的沖擊。同時(shí)，選擇合適的潤(rùn)滑脂和密封結(jié)構(gòu)，降低因摩擦和泄漏引起的振動(dòng)。在低溫離心分離機(jī)中應(yīng)用振動(dòng)優(yōu)化后的低溫軸承，設(shè)備的振動(dòng)烈度降低 30%，運(yùn)行穩(wěn)定性明顯提高。吉林精密低溫軸承低溫軸承運(yùn)用石墨烯復(fù)合涂層，明顯降低極寒環(huán)境下的摩擦損耗。

低溫軸承的納米級(jí)表面織構(gòu)技術(shù)：納米級(jí)表面織構(gòu)技術(shù)通過在軸承滾道與滾動(dòng)體表面加工微米 / 納米級(jí)凹坑、溝槽等結(jié)構(gòu)，改善低溫環(huán)境下的潤(rùn)滑與摩擦性能。采用飛秒激光加工技術(shù)，在氮化硅陶瓷球表面制備直徑 5μm、深度 2μm 的周期性凹坑陣列。在 - 150℃低溫潤(rùn)滑試驗(yàn)中，這種表面織構(gòu)可捕獲并儲(chǔ)存潤(rùn)滑脂，形成局部富油區(qū)域，使摩擦系數(shù)降低 28%。同時(shí)，納米級(jí)溝槽結(jié)構(gòu)能夠引導(dǎo)磨損顆粒脫離接觸界面，減少三體磨損。在衛(wèi)星姿控系統(tǒng)的低溫軸承應(yīng)用中，納米級(jí)表面織構(gòu)技術(shù)使軸承的磨損失重減少 40%，明顯延長(zhǎng)了使用壽命，為空間設(shè)備的長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行提供保障。

低溫軸承的環(huán)保型潤(rùn)滑材料開發(fā)：隨著環(huán)保要求的提高，開發(fā)環(huán)保型低溫潤(rùn)滑材料成為趨勢(shì)。以生物基潤(rùn)滑油為基礎(chǔ)油，通過化學(xué)改性引入含氟基團(tuán)，降低凝點(diǎn)至 - 70℃。添加可生物降解的納米纖維素作為增稠劑，形成環(huán)保型低溫潤(rùn)滑脂。該潤(rùn)滑脂在 - 150℃時(shí)的潤(rùn)滑性能與傳統(tǒng)全氟聚醚潤(rùn)滑脂相當(dāng)，但在自然環(huán)境中的降解率達(dá) 85% 以上。在低溫制冷設(shè)備用軸承應(yīng)用中，環(huán)保型潤(rùn)滑材料避免了含氟潤(rùn)滑脂對(duì)臭氧層的破壞，符合綠色制造理念，推動(dòng)低溫軸承行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。低溫軸承的安裝同軸度檢測(cè)，確保低溫運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)。

低溫軸承的無線能量傳輸與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)集成：為避免在低溫環(huán)境下使用有線連接帶來的信號(hào)傳輸不穩(wěn)定和線纜脆化問題，集成無線能量傳輸與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)到低溫軸承中。無線能量傳輸采用磁共振耦合技術(shù)，在軸承外部設(shè)置發(fā)射線圈，內(nèi)部安裝接收線圈，在 - 180℃環(huán)境下能量傳輸效率仍可達(dá) 70% 以上。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)利用藍(lán)牙低功耗技術(shù)，將軸承內(nèi)部的傳感器數(shù)據(jù)（溫度、振動(dòng)、壓力等）無線傳輸?shù)酵獠拷邮掌?。在低溫?shí)驗(yàn)裝置中應(yīng)用該集成系統(tǒng)后，實(shí)現(xiàn)了對(duì)低溫軸承運(yùn)行狀態(tài)的實(shí)時(shí)、無線監(jiān)測(cè)，避免了因有線連接故障導(dǎo)致的數(shù)據(jù)丟失和設(shè)備停機(jī)，提高了設(shè)備的智能化水平和可靠性。低溫軸承的密封件壽命預(yù)測(cè)機(jī)制，提前規(guī)劃更換周期。江蘇航空航天用低溫軸承

低溫軸承的耐低溫潤(rùn)滑脂，確保低溫下正常潤(rùn)滑。江蘇航空航天用低溫軸承

低溫軸承的生物啟發(fā)式潤(rùn)滑策略研究：自然界中某些生物在低溫下具有獨(dú)特的潤(rùn)滑機(jī)制，為低溫軸承的潤(rùn)滑策略提供了靈感。例如，南極魚類的黏液在低溫下仍能保持良好的潤(rùn)滑性。研究發(fā)現(xiàn)，其黏液中含有特殊的糖蛋白分子，這些分子在低溫下形成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，具有優(yōu)異的抗凍和潤(rùn)滑性能。受此啟發(fā)，合成類似結(jié)構(gòu)的聚合物分子作為低溫潤(rùn)滑添加劑，添加到基礎(chǔ)油中。在 - 150℃的摩擦試驗(yàn)中，含有該添加劑的潤(rùn)滑脂摩擦系數(shù)比普通潤(rùn)滑脂降低 25%，且在長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行后，潤(rùn)滑膜仍能保持穩(wěn)定。這種生物啟發(fā)式潤(rùn)滑策略為低溫軸承的潤(rùn)滑技術(shù)發(fā)展開辟了新方向，有望解決傳統(tǒng)潤(rùn)滑脂在低溫下性能下降的問題。江蘇航空航天用低溫軸承