航天精工股份有限公司□劉燁欣

1 國(guó)內(nèi)外航空航天標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)狀

航空航天軸承工況復(fù)雜，技術(shù)要求高，具有一定的特殊性。國(guó)外針對(duì)不同類型航空航天軸承編制了專用技術(shù)規(guī)范及其配套的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)，在檢測(cè)、試驗(yàn)等環(huán)節(jié)都具有與其他使用場(chǎng)合軸承不同的標(biāo)準(zhǔn)作為技術(shù)支撐，可操作性強(qiáng)。國(guó)際上目前已編制ISO標(biāo)準(zhǔn)、EN標(biāo)準(zhǔn)、AS標(biāo)準(zhǔn)等，這些標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)內(nèi)容基本一致，只是在產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)上存在著公英制的差異。

我國(guó)雖然已成為世界軸承制造大國(guó)，但在航空航天領(lǐng)域的軸承制造技術(shù)與國(guó)際水平相比仍存在較大差距。國(guó)內(nèi)航空航天軸承標(biāo)準(zhǔn)是在現(xiàn)有國(guó)家軸承標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，補(bǔ)充了部分航空軸承的特殊要求，沒有針對(duì)航天航空軸承的特殊用途或工況制定專屬的軸承標(biāo)準(zhǔn)，整個(gè)航空航天軸承標(biāo)準(zhǔn)體系尚未完善，標(biāo)準(zhǔn)的可操作性差，導(dǎo)致國(guó)內(nèi)航空航天軸承的標(biāo)準(zhǔn)使用不規(guī)范。航空航天軸承作為關(guān)鍵工業(yè)基礎(chǔ)件，其精度、性能、壽命和可靠性等直接影響了航空航天武器裝備的技術(shù)水平。而標(biāo)準(zhǔn)是產(chǎn)品技術(shù)最直觀的體現(xiàn)，只有充分發(fā)揮標(biāo)準(zhǔn)的引導(dǎo)作用和規(guī)范功能，提高航空航天行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)水平，實(shí)現(xiàn)與國(guó)外先進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)在技術(shù)內(nèi)容上的協(xié)調(diào)一致，才能真正保證航空航天工業(yè)的持續(xù)發(fā)展。

2 歐洲EN航空航天軸承標(biāo)準(zhǔn)體系分析

（1）EN航空航天軸承標(biāo)準(zhǔn)體系概覽

歐洲EN航空航天系列軸承標(biāo)準(zhǔn)都是國(guó)外航空航天應(yīng)用較多的軸承標(biāo)準(zhǔn)，具有代表性。其技術(shù)水平相對(duì)先進(jìn)，配套標(biāo)準(zhǔn)齊全，標(biāo)準(zhǔn)體系完善，保證了相應(yīng)產(chǎn)品質(zhì)量和性能參數(shù)，滿足了飛機(jī)對(duì)機(jī)體軸承的長(zhǎng)壽命、高可靠性的需求。目前歐洲EN航空飛機(jī)機(jī)體軸承標(biāo)準(zhǔn)共計(jì)79項(xiàng)，技術(shù)規(guī)范九項(xiàng)，產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)70項(xiàng)，還有相應(yīng)配套使用的材料、熱表處理等航空航天基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)。EN標(biāo)準(zhǔn)體系針對(duì)不同類型的航空航天軸承制定了專用的九個(gè)標(biāo)準(zhǔn)系列，包括自潤(rùn)滑襯套 （EN 2311）、鋼對(duì)鋼關(guān)節(jié)軸承 （EN 2337）、桿端雙列調(diào)心球軸承 （EN 2069）、帶法蘭盤單列深溝球軸承 （EN 3727）等系列。每個(gè)系列對(duì)應(yīng)一項(xiàng)技術(shù)規(guī)范及配套使用的相應(yīng)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn) （見表1），形成了一個(gè)完善的軸承標(biāo)準(zhǔn)體系。產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)是根據(jù)材料、結(jié)構(gòu)、游隙、寬度系列、尺寸單位等特征編制的系列產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)定了材料、重量、游隙、熱表處理、尺寸公差、結(jié)構(gòu)等產(chǎn)品技術(shù)參數(shù)，適用于航空軸承的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、檢驗(yàn)和驗(yàn)收等，可操作性非常強(qiáng)。EN標(biāo)準(zhǔn)沒有單獨(dú)的試驗(yàn)規(guī)范，技術(shù)規(guī)范已規(guī)定了所屬產(chǎn)品的檢驗(yàn)分類、鑒定檢驗(yàn)、質(zhì)量一致性檢驗(yàn)的項(xiàng)目、時(shí)機(jī)、抽樣方法及試樣方法，針對(duì)性、可操作性都非常強(qiáng)。桿端調(diào)心球軸承和帶法蘭盤單列深溝球軸承作為航空航天的典型產(chǎn)品，在其他機(jī)械通用領(lǐng)域沒有相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，但在航空航天領(lǐng)域應(yīng)用非常多，所以EN航空航天標(biāo)準(zhǔn)中特意與其他滾動(dòng)軸承區(qū)分開來，制定了專用的系列標(biāo)準(zhǔn)。

表1 歐洲EN航空軸承標(biāo)準(zhǔn)體系

（2）鋼對(duì)鋼關(guān)節(jié)軸承標(biāo)準(zhǔn)EN 2337系列

鋼對(duì)鋼關(guān)節(jié)軸承根據(jù)不同的潤(rùn)滑油脂類型，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、耐污染等特點(diǎn)。歐洲EN鋼對(duì)鋼關(guān)節(jié)軸承系列標(biāo)準(zhǔn)包括EN 2337鋼對(duì)鋼關(guān)節(jié)軸承技術(shù)規(guī)范和與之配套使用的系列產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)EN 2335、 EN 2336、 EN 4265、 EN 4266、 EN 6046、EN 6097、EN 2588共七項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn) （見圖1）。產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)按裝配方式、材料及寬度系列三大特性劃分。裝配形式分為裝配槽系列和擠壓型系列。裝配槽型軸承一般是將軸承座通過打沖點(diǎn)的方式翻邊在軸承上。擠壓開槽型軸承，安裝方式為用靜態(tài)翻邊工具把外圈翻邊在軸承座上。擠壓型軸承按外形尺寸分為了輕型、窄型、寬型和寬內(nèi)圈四類產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)，基本都采用不銹鋼材料，其中寬型軸承包含了不銹鋼和鍍鎘兩種材料狀態(tài)的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)。

圖1 EN鋼對(duì)鋼關(guān)節(jié)軸承系列標(biāo)準(zhǔn)

（3）自潤(rùn)滑襯套標(biāo)準(zhǔn)EN 2311系列

自潤(rùn)滑襯套是除關(guān)節(jié)軸承以外的另一種滑動(dòng)軸承。自潤(rùn)滑襯套與自潤(rùn)滑關(guān)節(jié)軸承中的自潤(rùn)滑襯套為同一材料，該襯墊的特殊設(shè)計(jì)保證了在各種工況下 （載荷、速度、溫度）無需潤(rùn)滑實(shí)現(xiàn)低磨損運(yùn)行。自潤(rùn)滑襯套系列標(biāo)準(zhǔn)包括一篇技術(shù)規(guī)范EN 2311與其對(duì)應(yīng)的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)（見圖2）。產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)按規(guī)格分為公制和英制兩種類別。每種類別按結(jié)構(gòu)和材料特點(diǎn)分為鋁合金不帶法蘭盤自潤(rùn)滑襯套、鋁合金帶法蘭盤自潤(rùn)滑襯套、不銹鋼不帶法蘭盤襯套、不銹鋼帶法蘭襯套四種軸承。

圖2 EN自潤(rùn)滑襯套系列標(biāo)準(zhǔn)

（4）自潤(rùn)滑關(guān)節(jié)軸承低速重載標(biāo)準(zhǔn)EN 2755系列和高速輕載標(biāo)準(zhǔn)EN 2064系列

自潤(rùn)滑關(guān)節(jié)軸承具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊、體積小、重量輕和免維護(hù)等特點(diǎn)。根據(jù)工作頻率的高低，自潤(rùn)滑關(guān)節(jié)軸承分為高速輕載和低速重載兩大類。高速輕載自潤(rùn)滑關(guān)節(jié)軸承一般只用在直升機(jī)旋翼系統(tǒng)中使用，而低速重載自潤(rùn)滑關(guān)節(jié)軸承應(yīng)用范圍非常廣。歐洲EN低速自潤(rùn)滑關(guān)節(jié)軸承系列標(biāo)準(zhǔn)包括自潤(rùn)滑關(guān)節(jié)軸承EN 2755技術(shù)規(guī)范和與之配套使用的公制和英制系列產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn) （見圖3）。公制系列產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)使用工況的不同可以選用正常啟動(dòng)力矩和小啟動(dòng)力矩兩個(gè)系列。正常啟動(dòng)力矩系列包括EN 2584、EN 2585、EN 3048，按照寬度系列分為寬系列、窄系列、輕系列和寬內(nèi)圈，這些結(jié)構(gòu)的設(shè)置為滿足不同的使用需求。高速自潤(rùn)滑關(guān)節(jié)軸承EN 2064系列標(biāo)準(zhǔn)包括自潤(rùn)滑關(guān)節(jié)軸承EN 2064技術(shù)規(guī)范和與之配套使用的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)EN 2022、EN 2023和EN 2501。

（5）鋼對(duì)鋼桿端關(guān)節(jié)軸承標(biāo)準(zhǔn)EN 6099系列

鋼對(duì)鋼桿端關(guān)節(jié)軸承是鋼對(duì)鋼關(guān)節(jié)軸承與桿端體的集成軸承，多用于飛機(jī)操縱系統(tǒng)。近些年，鋼對(duì)鋼關(guān)節(jié)軸承逐漸被結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、免維護(hù)、壽命長(zhǎng)的自潤(rùn)滑關(guān)節(jié)軸承所取代。EN鋼對(duì)鋼桿端關(guān)節(jié)軸承標(biāo)準(zhǔn)系列包含了EN 6099鋼對(duì)鋼桿端關(guān)節(jié)軸承技術(shù)規(guī)范配套的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)EN 6055（見圖4）。

（6）自潤(rùn)滑桿端關(guān)節(jié)軸承標(biāo)準(zhǔn)EN 2068系列

自潤(rùn)滑桿端關(guān)節(jié)軸承是桿端體與自潤(rùn)滑關(guān)節(jié)軸承的集成軸承，大量用于飛機(jī)操作系統(tǒng)、旋翼系統(tǒng)等結(jié)構(gòu)中，能承載較大徑向載荷，調(diào)心性能好。EN自潤(rùn)滑桿端關(guān)節(jié)軸承標(biāo)準(zhǔn)包括EN 2068技術(shù)規(guī)范和與之配套的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn) （見圖5）。產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)不同材料、結(jié)構(gòu)、寬度系列、尺寸單位等特性劃分了公制標(biāo)準(zhǔn) （軸承鋼寬系列EN 2498、不銹鋼寬系列EN 4198、外螺紋EN 6056、帶油封桿端EN 2790）和英制標(biāo)準(zhǔn) （不銹鋼超寬系列EN 6098、不銹鋼超寬系列EN 6133）。

圖3 EN自潤(rùn)滑關(guān)節(jié)軸承系列標(biāo)準(zhǔn)

圖4 EN鋼對(duì)鋼桿端關(guān)節(jié)軸承系列標(biāo)準(zhǔn)

圖5 EN自潤(rùn)滑桿端關(guān)節(jié)軸承系列標(biāo)準(zhǔn)

（7）桿端雙列調(diào)心球軸承標(biāo)準(zhǔn)EN 2067系列

桿端雙列調(diào)心球軸承系列標(biāo)準(zhǔn)包括桿端雙列調(diào)心球軸承EN 2067技術(shù)規(guī)范和與之配套使用的系列產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn) （見圖6）。EN桿端雙列調(diào)心球軸承產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)按尺寸單位、材料、游隙三大特征來劃分產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)。桿端雙列調(diào)心球軸承的重量主要集中在桿體，產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)劃分為鈦合金、不銹鋼、普通鋼三種不同材質(zhì)的桿體以供選擇。游隙一直是航空航天領(lǐng)域軸承非常關(guān)注的一個(gè)性能指標(biāo)。桿端雙列調(diào)心球軸承多用于飛機(jī)操作系統(tǒng)等部位，為保證操作系統(tǒng)的靈活性和反應(yīng)時(shí)間，避免操作延時(shí)，要求軸承徑向游隙盡可能小，所以EN桿端雙列調(diào)心球軸承產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)為滿足航空航天特殊技術(shù)要求劃分了小游隙和正常游隙兩個(gè)系列標(biāo)準(zhǔn)。

圖6 EN桿端雙列調(diào)心球軸承系列標(biāo)準(zhǔn)

（8）滾動(dòng)軸承標(biāo)準(zhǔn)EN 3280系列

EN 3280《機(jī)體球軸承技術(shù)規(guī)范》是對(duì)涵蓋了球軸承、滾子軸承等機(jī)體滾動(dòng)軸承的技術(shù)要求、質(zhì)量保證和檢驗(yàn)方法等進(jìn)行統(tǒng)一規(guī)定的技術(shù)規(guī)范 （見圖7）。歐洲EN產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)按結(jié)構(gòu)、寬度系列、游隙特性等幾大屬性劃分產(chǎn)品。按調(diào)心性能和球列數(shù)等特性，把球軸承分為深溝球軸承和調(diào)心球軸承，其中深溝球軸承按球的列數(shù)又分為單列深溝球軸承和雙列深溝球軸承。在下一層級(jí)中，按產(chǎn)品寬度系列，單列深溝球軸承包含10項(xiàng)單列球軸承產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)，不銹鋼制 （EN 3047、EN 3286、EN 4033、EN 3283）四種，按寬度系列分為寬系列產(chǎn)品和窄系列產(chǎn)品，按游隙分為小游隙系列與正常游隙系列。

EN單列/雙列深溝球軸承產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)按材料包括了普通鋼、不銹鋼、鍍鎘制三類產(chǎn)品。EN標(biāo)準(zhǔn)把鍍鎘作為一個(gè)重要特性單獨(dú)為其劃分出一個(gè)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)，雙列調(diào)心球軸承按材料特性劃分為普通鋼EN 3056、鍍鎘EN 3057、不銹鋼制EN 3058三種產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)。

（9）帶法蘭盤單列深溝球軸承標(biāo)準(zhǔn)EN 3727系列

EN帶法蘭盤單列深溝球軸承系列標(biāo)準(zhǔn)是世界范圍內(nèi)唯一為此類軸承編制專用標(biāo)準(zhǔn)的，包括EN 3727帶法蘭盤單列深溝球軸承技術(shù)規(guī)范和與之配套使用的系列產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)EN 4041、EN 3059、EN 3060、EN 3061 （見圖 8）。該系列標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了帶法蘭盤單列深溝球軸承的材料、結(jié)構(gòu)、機(jī)械性能、質(zhì)量保證、檢測(cè)方法等，適用于航空帶法蘭盤單列深溝球軸承的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、檢驗(yàn)和驗(yàn)收。產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)包括按寬度系列分為寬系列和窄系列軸承，按鍍鎘部位又分為法蘭盤鍍鎘、法蘭盤與軸承鍍鎘和法蘭盤與不銹鋼軸承三類。每個(gè)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)中法蘭盤的結(jié)構(gòu)又有全法蘭和半對(duì)開法蘭的區(qū)別。

圖8 EN帶法蘭盤單列深溝球軸承系列標(biāo)準(zhǔn)

3 建議與展望

EN標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容完整、標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)水平處于國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)領(lǐng)先地位，引入EN標(biāo)準(zhǔn)在一定程度上能填補(bǔ)我國(guó)航空航天軸承專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)缺失，有效規(guī)范我國(guó)航空航天軸承的設(shè)計(jì)、選用、試驗(yàn)檢測(cè)等，促進(jìn)國(guó)內(nèi)航空航天軸承質(zhì)量水平的提高，對(duì)完善我國(guó)航空航天軸承標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范體系也具有重要意義。

在國(guó)內(nèi)軸承設(shè)計(jì)理論及方法薄弱的情況下，借鑒參考國(guó)外成熟的軸承設(shè)計(jì)成果及標(biāo)準(zhǔn)能夠在短期內(nèi)解決并直接指導(dǎo)新品軸承的研發(fā)及制造工作。企業(yè)在借鑒采標(biāo)時(shí)，應(yīng)結(jié)合實(shí)際需求、自身技術(shù)水平和試驗(yàn)條件等因素，對(duì)相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容進(jìn)行必要的修改，適當(dāng)放寬或加嚴(yán)檢驗(yàn)要求及抽樣比例，在應(yīng)用過程中不斷修改完善部分技術(shù)要求，以提高該系列標(biāo)準(zhǔn)的適應(yīng)性和可操作性。另一方面，對(duì)于部分時(shí)間與經(jīng)濟(jì)成本過高的試驗(yàn)項(xiàng)目，企業(yè)應(yīng)與鑒定機(jī)構(gòu)等相關(guān)方充分溝通，調(diào)查、評(píng)估客戶技術(shù)要求和自身能力，在保證檢測(cè)結(jié)果科學(xué)統(tǒng)一的前提下，盡可能降低航空航天軸承制造、試驗(yàn)成本。