水潤滑軸承：堅持自主創(chuàng)新 推動軍民融合

2018年6月，一場備受關注的成果鑒定會在北京拉開帷幕。

來自中科院研究所及大學，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一致認為，中國科學院長春應用化學研究所（以下簡稱長春應化所）研制的水潤滑軸承材料整體性能處于國際先進水平，尤其是材料在干摩擦和混合狀態(tài)下的潤滑耐磨性能優(yōu)于國外同類產(chǎn)品，填補了國內(nèi)市場的空白。

這僅僅是長春應化所在高分子水潤滑軸承領域眾多創(chuàng)新成果中的一個縮影。

2008年以來，長春應化所研究員楊小牛團隊一直專注于系列化水潤滑軸承的研究工作，開發(fā)出的產(chǎn)品不僅突破了制約海軍重點裝備戰(zhàn)技指標提升的關鍵材料瓶頸，更通過軍轉民用成功打開了民品市場的窗口。

同時，長春應化所也在長達十余年的時間里，探索出了一條以科技為支撐，以先進管理經(jīng)驗相輔助，從軍品項目重點型號列裝、到民品項目大規(guī)模開辟市場、再到促使更多艦船應用的軍民融合發(fā)展之路。

 

打破技術封鎖

 

機械傳動系統(tǒng)中的各種摩擦副，如船舶、水泵、水輪機、洗衣機及其他工業(yè)設備軸系中的各種軸承與密封裝置等傳動零部件，往往都由金屬構件組成，并以油作為潤滑介質(zhì)。

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

當然，其中最致命也最令人擔心的弊端還要數(shù)油潤滑軸承的泄露問題。很多人不知道的是，所有油潤滑軸承在運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)常年運行的船舶數(shù)量就在9000艘以上，一年排出的潤滑油達數(shù)千噸，對長江造成了極大的污染。因此，包括美國在內(nèi)的一些發(fā)達國家早已明文規(guī)定，在內(nèi)河航行的船舶不準采用油潤滑艉管系統(tǒng)，其目的正是為了徹底杜絕漏油對水域的污染。

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

如果以水作為潤滑劑，那就完全不用考慮泄露對環(huán)境造成的污染問題；同時，水潤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，也不會發(fā)生抱軸等安全事故。

從全球范圍來看，目前對于高分子水潤滑軸承的研究已經(jīng)十分成熟，比如美國Duramax公司和英國飛龍公司研制生產(chǎn)的產(chǎn)品已廣泛應用于各個領域。只不過，這些高端技術幾乎都對中國實行了技術封鎖。

過去幾十年來，缺乏獨立自主的水潤滑軸承技術，使我國陷入了軍用軸承被禁運、民用軸承在響應時間和選型方面完全沒有自主權的境地。因此，研發(fā)出具有中國自主知識產(chǎn)權的高分子水潤滑軸承產(chǎn)品，填補國內(nèi)市場空白就成為當務之急。

2008年，為了解決當時較為嚴重并急需攻克的異常噪聲問題，中國海軍找到中科院高技術局，委托后者進行高分子水潤滑軸承的研發(fā)。彼時，臨危受命的長春應化所立刻組建起一支以楊小牛為學術帶頭人的研發(fā)團隊，向高可靠艦船用高分子水潤滑軸承發(fā)起攻關。

在中科院知識創(chuàng)新工程、海軍專項課題、科工局TD專項課題、吉林省科技攻關計劃等科研項目的支持下，楊小牛團隊利用長春在高分子橡塑復合材料方面的積累，耗時十多年攻關克難，終于成功掌握了水潤滑軸承材料及軸承的關鍵制備技術并擁有了自主知識產(chǎn)權，形成新一代水潤滑軸承的核心技術和持續(xù)創(chuàng)新能力。

 

助力國防建設

 

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

長春應化所開發(fā)出的水潤滑軸承材料及產(chǎn)品具有摩擦系數(shù)低、惡劣工況適應性強、磨損小以及無異常噪聲等技術優(yōu)勢，性能可全面媲美進口產(chǎn)品，某些關鍵指標甚至處于國際領先水平。但應化所人清楚地認識到，水潤滑軸承大規(guī)模應用的前提，是在正常工況的艦船上進行跟蹤試驗。

為此，在基礎配方定型、工藝穩(wěn)定、大規(guī)模生產(chǎn)的基礎上，長春應化所率先在海軍某型號艦船上開始了為期5年的全程跟蹤試驗，對軸承的噪聲、功率、磨損情況等進行了全方位檢測。

“我們與基地、設計院船廠以及包括海軍工程大學振動與噪聲研究所在內(nèi)的多家單位進行深入的、多角度的溝通交流，不斷積累實船應用經(jīng)驗，完成了對軸承產(chǎn)學研結構中工程化部分的填充。”楊小牛表示。 

從完全照搬國外結構，到與海軍工程大學合作、自主設計艦船軸承結構；從仔細校對實驗室數(shù)據(jù)，到一一驗證研發(fā)過程中的理論……第一輪跟蹤試驗中，軸承的結構設計、壁厚、長徑比、水流量、水槽數(shù)量與深度等每一個細節(jié)，都承載著技術人員的心血與汗水。

功夫不負有心人，在一個完整塢期后，用戶單位在船塢中對長春應化所的艉軸管進行了拆裝檢驗，確定各項指標均達到和超出預期標準，于是接連部署數(shù)艘某型號艦船安裝長春應化所獨家設計的高分子水潤滑軸承產(chǎn)品。

作為國內(nèi)唯一專業(yè)從事水潤滑軸承研制和生產(chǎn)的單位，目前長春應化所的技術產(chǎn)品已裝備于海軍多個重點型號艦船，突破了制約海軍重點裝備戰(zhàn)技指標提升的關鍵材料瓶頸，部分改善了我國海軍裝備依賴進口的局面，從而為國家戰(zhàn)略安全提供了有力保障。

 

打開民用市場

 

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

于是，長春應化所開始嘗試運用在軍工產(chǎn)業(yè)方面取得的技術突破，帶動民用產(chǎn)業(yè)發(fā)展，打造軍工民用一體化產(chǎn)業(yè)。

2014年，長春應化所以其最新科研成果作為無形資產(chǎn)，投資入股創(chuàng)立長春安旨科技有限公司，以其為杠桿，致力于撬動國內(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)。

針對船舶、水泵和水力發(fā)電等行業(yè)對耐磨材料的需求，長春應化所與安旨科技通力合作，進行了系列產(chǎn)品的設計研發(fā)，開發(fā)出“安高（Anco）”品牌所屬的系列高分子水潤滑軸承。

經(jīng)反復對比測試，安高軸承的磨損系數(shù)、斷水安全運行時間等指標均超過國際同類產(chǎn)品，完全可實現(xiàn)對進口產(chǎn)品的直接替代。截至目前，項目已獲得中國專利14項，正在申請并進入實審階段的專利9項，并先后獲得中國船級社（CCS）、美國船級社（ABS）、法國船級社（BV）、挪威·德國船級社（DNV·GL）、英國船級社（LR）以及韓國船級社（KR）等世界知名船級社的認證。

在民品市場“摸爬滾打”的過程中，楊小牛等人認識到，與軍用領域不同，面向民生時，各領域的產(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滑軸承產(chǎn)品，擴充至耐高壓軸承、抗泥沙軸承、長時間耐80℃高溫水軸承、耐化學腐蝕軸承四大系列，品種也由原來單一的NZ-RN軸承，擴展到NZ-PX以及NZ-SF高分子軸承。”楊小牛介紹。

在拓展品種的同時，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)選試驗測試過程中，多項指標優(yōu)于國際最先進的英國飛龍軸承。

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

作為一款典型的軍轉民用、民促軍需產(chǎn)品，長春應化所的水潤滑軸承正在以軍品帶動民品產(chǎn)業(yè)化規(guī)模生產(chǎn)、以民品推動軍品升級換代的道路上越走越遠。“軍民相互促進、融合發(fā)展，勢必將促進我國水潤滑軸承的健康穩(wěn)步發(fā)展。”楊小牛表示。