液体火箭发动机超低温高速轴承国内研究进展

郑艳伟,李文超,赵圣卿,郭培锐,华显伟(洛阳轴承研究所有限公司)

摘要:针对火箭发动机涡轮泵超低温高速轴承易出现保持架断裂、套圈烧伤等问题,对火箭发动机涡轮泵超低温高速轴承进行了系统化分析。首先,分析了轴承优化设计、摩擦发热等方面超低温高速轴承的理论研究进展,科研院所、高校联合攻关方式及逆向设计方法,满足了现阶段长征系列火箭超低温高速轴承要求;然后,从套圈材料、保持架材料、陶瓷球、表面改性、润滑等方面探讨了基础性研究,研究了轴系刚度、台架试验等对轴承应用的影响,奠定了轴承应用技术基础;最后,立足航天强国的背景,提出了中国液体火箭发动机超低温高速轴承的发展建议,该发展建议为我国火箭发动机轴承向着高承载、高可靠、长寿命、可重复的方向发展提供了技术思路。研究结果表明:聚四氟乙烯材料是超低温介质常用的保持架材料,混合陶瓷轴承性能优于全钢轴承,滚道表面改性有助于轴承抗磨减摩,通过增加试验轴承样本数量和提高轴承制造批次一致性,有助于提高轴承装配合格率。

关键词:超低温高速轴承;套圈材料和保持架材料;聚四氟乙烯材料;混合陶瓷轴承;滚道表面改性;逆向设计方法;轴承润滑