中國(guó)橡膠機(jī)械網(wǎng) 軸承是裝備制造業(yè)的關(guān)鍵部件，其地位相當(dāng)于芯片在IT行業(yè)中的地位。讓旋轉(zhuǎn)機(jī)械在高速、高精度下運(yùn)行，并解決潤(rùn)滑、冷卻等問(wèn)題，可以徹底消除摩擦，實(shí)現(xiàn)精確可控和高可靠性，因此成為所有機(jī)械工程師的夢(mèng)想，但這一設(shè)想?yún)s很難在傳統(tǒng)軸承中實(shí)現(xiàn)。
磁懸浮軸承技術(shù)的突破和應(yīng)用，使這個(gè)夢(mèng)想成為現(xiàn)實(shí)，但相關(guān)核心技術(shù)卻掌握在少數(shù)幾家國(guó)外公司手中。不過(guò)，8月13日，《中國(guó)科學(xué)報(bào)》記者在天津?yàn)I海新區(qū)見(jiàn)證了這樣一個(gè)“奇跡”誕生的時(shí)刻。
據(jù)悉，今年7月，天津飛旋科技研發(fā)有限公司（以下簡(jiǎn)稱飛旋科技）生產(chǎn)的磁懸浮大功率高速發(fā)電機(jī)成功下線，并開(kāi)始規(guī)?；a(chǎn)，標(biāo)志著我國(guó)磁懸浮軸承產(chǎn)業(yè)化取得了新的突破。而飛旋科技“八年磨一劍”的產(chǎn)業(yè)化之路，也帶給人們諸多啟示。
磁懸浮軸承大不同
“這臺(tái)發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速是2.4萬(wàn)轉(zhuǎn)/分鐘，可用于壓縮機(jī)、鼓風(fēng)機(jī)等多個(gè)領(lǐng)域。原來(lái)一臺(tái)180千瓦的電機(jī)有5噸重，而我們這臺(tái)同樣千瓦數(shù)的磁懸浮大功率高速發(fā)電機(jī)，重量只有400公斤。”近日，記者走進(jìn)飛旋科技參觀時(shí)，該公司技術(shù)總監(jiān)沙宏磊指著一臺(tái)長(zhǎng)度為1米左右的藍(lán)色高速電機(jī)對(duì)記者說(shuō)。
為什么采用磁懸浮軸承的電機(jī)，會(huì)有如此大的不同？
天津飛旋科技研發(fā)有限公司董事長(zhǎng)兼CEO洪申平告訴《中國(guó)科學(xué)報(bào)》記者，磁懸浮軸承具有諸多優(yōu)點(diǎn)，如可以徹底消除摩擦、精確可控、高可靠性等。
此外，磁懸浮軸承還可以突破傳統(tǒng)軸承轉(zhuǎn)速的瓶頸。洪申平告訴記者，目前飛旋科技的磁懸浮軸承，在一般機(jī)組的應(yīng)用中可以達(dá)到3~4萬(wàn)轉(zhuǎn)/分鐘，在大型機(jī)組的應(yīng)用中也可以達(dá)到2萬(wàn)轉(zhuǎn)/分鐘。此外，采用了磁懸浮軸承的設(shè)備，具有體積小、效率高等優(yōu)點(diǎn)。
“在高速、超高速、大功率、超潔凈等應(yīng)用領(lǐng)域，以及對(duì)整個(gè)機(jī)組的體積、重量要求苛刻的場(chǎng)合，均能體現(xiàn)磁懸浮軸承的優(yōu)勢(shì)。”沙宏磊對(duì)記者說(shuō)。
比如海上鉆井平臺(tái)。傳統(tǒng)的軸承需要配備潤(rùn)滑系統(tǒng)，而海上鉆井平臺(tái)則無(wú)疑是“寸土寸金”，因此，不需要潤(rùn)滑系統(tǒng)的磁懸浮軸承更能彰顯優(yōu)勢(shì)。
再如一些高速應(yīng)用領(lǐng)域，傳統(tǒng)軸承的轉(zhuǎn)速達(dá)不到要求，需要通過(guò)增速箱來(lái)實(shí)現(xiàn)，而磁懸浮軸承則不需要增速箱和相應(yīng)的供油系統(tǒng)，因此節(jié)能效果明顯。
由于軸承是裝備制造業(yè)的關(guān)鍵部件，因此，磁懸浮軸承也擁有廣闊的應(yīng)用前景。如通用機(jī)械領(lǐng)域的真空分子泵、鼓風(fēng)機(jī)、壓縮機(jī)，動(dòng)力機(jī)械領(lǐng)域的汽輪機(jī)、燃?xì)廨啓C(jī)，航空領(lǐng)域的航空發(fā)動(dòng)機(jī)等等。據(jù)洪申平介紹，這些領(lǐng)域的市場(chǎng)規(guī)模，僅國(guó)內(nèi)就有幾百億元甚至上千億元之巨。
產(chǎn)業(yè)化之路
磁懸浮軸承屬于裝備制造業(yè)的高端技術(shù)，目前，世界上只有瑞典SKF、瑞士MECOS、德國(guó)LEViTEC、美國(guó)的NASA和Waukesha等少數(shù)幾家公司和機(jī)構(gòu)掌握了該技術(shù)。
和這些國(guó)外公司相比，飛旋科技雖然2006年才成立，但通過(guò)產(chǎn)學(xué)研密切合作，突破了12項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，形成了9項(xiàng)專利，成功實(shí)現(xiàn)了磁懸浮軸承的產(chǎn)業(yè)化。
以電感式傳感器技術(shù)為例。沙宏磊告訴《中國(guó)科學(xué)報(bào)》記者，如果從國(guó)外進(jìn)口，每個(gè)傳感器要2~3萬(wàn)元，而一個(gè)磁懸浮軸承，會(huì)用到5個(gè)甚至10個(gè)傳感器，成本之高可想而知。
而飛旋科技通過(guò)自身的努力，研發(fā)出了適用于磁懸浮軸承的傳感器?！罢且?yàn)槲覀兡軌蜃灾髟O(shè)計(jì)傳感器，把成本降下來(lái)了，才有了產(chǎn)業(yè)化的可能。”沙宏磊說(shuō)。
如今，飛旋科技自主研發(fā)的磁懸浮分子泵、磁懸浮大功率電機(jī)均已投產(chǎn)，而在相關(guān)技術(shù)指標(biāo)上，也實(shí)現(xiàn)了和國(guó)際先進(jìn)水平并駕齊驅(qū)。
據(jù)洪申平介紹，飛旋科技生產(chǎn)的分子泵，振動(dòng)量?jī)H為0.01微米?！扒岸螘r(shí)間，有國(guó)外的專家來(lái)考察，摸過(guò)我們的分子泵。他們都開(kāi)玩笑說(shuō)分子泵沒(méi)轉(zhuǎn)，其實(shí)，分子泵當(dāng)時(shí)的轉(zhuǎn)速是3萬(wàn)轉(zhuǎn)/分鐘?！焙樯昶阶院赖卣f(shuō)。
信念的力量
八年的產(chǎn)業(yè)化一路走來(lái)，飛旋科技也有一番自己的體悟。
“磁懸浮的產(chǎn)業(yè)化與工程應(yīng)用密不可分，如果在實(shí)驗(yàn)室里面做，則很難邁開(kāi)這一步?！鄙澈昀谡f(shuō)。
比如飛旋科技研發(fā)的降速發(fā)電系統(tǒng)，在實(shí)驗(yàn)室里并不會(huì)碰到降速問(wèn)題，但是在工程應(yīng)用中，這個(gè)問(wèn)題則十分關(guān)鍵。一旦系統(tǒng)突然斷電，每分鐘幾萬(wàn)轉(zhuǎn)的軸承掉下來(lái)，會(huì)造成嚴(yán)重的后果。
針對(duì)這一問(wèn)題，飛旋科技一開(kāi)始采用的是備用電源的方法，但是在具體的工程應(yīng)用場(chǎng)景中，并沒(méi)有空間安裝備用電源。于是，飛旋科技經(jīng)過(guò)努力，摸索出了一條新的技術(shù)路線—利用磁懸浮軸承旋轉(zhuǎn)的能量來(lái)發(fā)電。而一旦停電，軸承仍然可以在一段時(shí)間內(nèi)保持懸浮狀態(tài)。
“如果不是做產(chǎn)業(yè)化，我們不會(huì)遇到這些問(wèn)題，產(chǎn)品也不會(huì)達(dá)到今天這樣的水平?！鄙澈昀谥毖?。
此外，在他看來(lái)，飛旋科技之所以能夠從最初的科研成果，到今天成功實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，還得益于科研團(tuán)隊(duì)對(duì)信念的堅(jiān)持。
飛旋科技成立于2006年，彼時(shí)，正是房地產(chǎn)和股票火爆之時(shí)。而飛旋科技則是投入了大筆資金開(kāi)展研發(fā)?！罢f(shuō)句心里話，當(dāng)時(shí)我們自己也曾懷疑過(guò)，是否能走到產(chǎn)業(yè)化那一步?！鄙澈昀谡f(shuō)。
盡管困難重重，但飛旋科技的科研人員還是咬牙堅(jiān)持下來(lái)了?！拔覀兪冀K有一個(gè)信念，那就是，國(guó)外的磁懸浮軸承賣得那么貴，而且在一些領(lǐng)域還壟斷或是禁運(yùn)，因此，磁懸浮軸承這項(xiàng)技術(shù)國(guó)內(nèi)一定要掌握，而我們也有信心取得成功。”沙宏磊說(shuō)。
同時(shí)，沙宏磊認(rèn)為，磁懸浮軸承是一個(gè)機(jī)電一體化系統(tǒng)，涉及多個(gè)學(xué)科，因此，產(chǎn)業(yè)化的成功，與飛旋科技擁有一個(gè)創(chuàng)新、團(tuán)結(jié)的團(tuán)隊(duì)密不可分。
如今，隨著磁懸浮大功率高速發(fā)電機(jī)等產(chǎn)品的研發(fā)成功和規(guī)?；a(chǎn)，飛旋科技多年來(lái)的辛勤努力開(kāi)始獲得回報(bào)。但飛旋科技并未停下創(chuàng)新的腳步，而是向在線診斷機(jī)組、超高溫軸承等技術(shù)高地再次發(fā)起了沖擊。
“未來(lái)我們將繼續(xù)致力于磁懸浮技術(shù)研究和產(chǎn)品的研發(fā)，3年內(nèi)達(dá)到產(chǎn)值10億元，5年后公司發(fā)展成為磁懸浮應(yīng)用相關(guān)行業(yè)技術(shù)領(lǐng)先企業(yè)?！焙樯昶秸f(shuō)。