第十届摩擦学大会-滚动轴承报告摘要

特邀报告介绍——王黎钦（哈尔滨工业大学） 

   苛刻环境和工况条件下的滚动轴承基础研究

   作者介绍：哈尔滨工业大学教授，博士生导师；中国机械工程学会摩擦学分会常务理事；教育部高等学校机械基础课程教学指导委员会秘书长；黑龙江省机械工程学会摩擦学专业委员会主任委员；中国科学院兰州化物所“固体润滑国家重点实验室”第五届学术委员会委员；中航工业“航空动力传输航空科技重点实验室”学术委员会委员和客座教授；中航工业哈尔滨轴承有限公司首席技术顾问；培养博士硕士60多名，获得国家技术发明二等奖1项，国家级教学成果二等奖1项，作为负责人承担完成了973课题、863、军品配套、民用航天、APTD计划等重要课题。

    滚动轴承是工业基础件，也是摩擦学研究的典型部件。普通轴承已经是货架产品，但是在重载、高速、高低温等苛刻工况和环境条件下工作的高精度滚动轴承，其摩擦副表面的温度、承载能力已经接近轴承材料和润滑材料的极限，加工工艺也已经接近制造技术的极限，导致轴承技术已经成为了制约高端制造装备、高新工程型号、风电、轨道交通等领域的公共技术瓶颈，也是工业技术先进国家持续致力滚动轴承基础研究和技术创新的直接原因。

    本报告首先简要介绍了滚动轴承的技术进展和国家需求，然后重点介绍了对滚动轴承内部接触区域的力学行为、热效应行为的研究分析方法和结果，分析了轴承摩擦热与轴承工况和环境的耦合效应、轴承-转子系统的耦合效应对轴承动力学行为和瞬态热行为的影响规律，分析了内部摩擦热非平均分配的特性及其对失效模式的影响规律。结果表明，轴承内部摩擦副接触微区的刚度、滑动状态、接触应力等与轴承工况呈很强的非线性关系，与轴承内部结构参数、材料和润滑等密切相关；与现有基于经验的整体发热计算方法相比，基于内部微区滑移摩擦热源的精确计算方法更精确，结果要小于整体计算法结果，而且转速越高差异越大；轴承和转子等的耦合效应将显著改变轴承内部的瞬态动力学行为和瞬时热行为，可能引起轴承的潜在失效模式发生转变等。在此基础上进行了典型高速高温滑滚接触摩擦副的极限失效模式实验研究和表面材料强化研究方法的基础研究，表明理论分析方法正确，分析结果与实验结果相符。成果为建立高性能滚动轴承的设计准则提供了依据，为发展新型轴承技术、大幅度提高轴承的寿命和可靠性奠定了坚实可行的基础。

    本报告的主体基础研究内容得到了国家973计划课题（2007CB607602）和国家自然科学基金的支持，部分创新技术已经用在高低温高速重载等轴承上，为主机技术发展提供了关键支撑。