自從飛機(jī)發(fā)明以后，飛機(jī)日益成為現(xiàn)代文明不可缺少的交通工具。眾所周知，飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)是一架飛機(jī)最重要的零件之一，飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)的軸承靠燃燒后的高溫燃?xì)馔苿?dòng)渦輪，渦輪通過一根軸帶動(dòng)。

在復(fù)雜的發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)中，發(fā)動(dòng)機(jī)軸承又是這個(gè)結(jié)構(gòu)中最重要的，最核心的結(jié)構(gòu)?？梢赃@么說，發(fā)動(dòng)機(jī)的整個(gè)結(jié)構(gòu)，都是在軸承的帶動(dòng)下進(jìn)行工作的；因此，軸承是決定發(fā)動(dòng)機(jī)性能的一個(gè)“大腦”，對(duì)其制造的工藝也是最講究的。

在這諸多性能中，耐熱性能，是發(fā)動(dòng)機(jī)的首重。如果一個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)的軸承無法承受高速旋轉(zhuǎn)下劇烈的摩擦所帶來的高溫，那再強(qiáng)的負(fù)載能力和潤(rùn)滑度，都是白搭。在俄系發(fā)動(dòng)機(jī)中，俄國采用的是鑄造式，而美國采用的是焊接式。國內(nèi)受制于材料學(xué)和結(jié)構(gòu)力學(xué)的原因，目前還沒有解決耐高溫的問題。

首先，我們來了解一下飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行工況：

1、高轉(zhuǎn)速。一般飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速在18000轉(zhuǎn)/分鐘以上，這么高的轉(zhuǎn)速對(duì)材料的要求是很高的。

2、高溫。發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行溫度非常的高，軸承的運(yùn)行溫度也可能達(dá)到300℃，軸承材料需要能耐受高溫。

3、高可靠度。不管是民用飛機(jī)還是戰(zhàn)斗機(jī)對(duì)可靠度的要求都是非常高的，稍有差池就是人命關(guān)天啊。

知道軸承的運(yùn)行工況了，就可以選取適應(yīng)該工況的軸承了，由于軸承運(yùn)行溫度很高，外圈采用耐高溫且高溫穩(wěn)定性好的AISI M50材料，這種材料在300℃C時(shí)硬度仍可達(dá)到58HRC。

當(dāng)高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，由于軸承內(nèi)圈是轉(zhuǎn)動(dòng)的，離心力非常大，軸承內(nèi)圈截面承受環(huán)向拉應(yīng)力，所以內(nèi)圈表面不能有任何的微觀裂紋，以避免在拉應(yīng)力下裂紋擴(kuò)展，因此常采用AISI M50NiL材料做內(nèi)圈。

由于轉(zhuǎn)速非常之高，為了降低鋼球由于離心力帶來的額外載荷，一般采用質(zhì)量比較輕的，硬度比較高的陶瓷材料，比如氨化硅（Si3N4）或者碳化鈦（TiC）等作為鋼球材料，有時(shí)為了增加軸承內(nèi)外圈的耐磨性和降低摩擦力，內(nèi)-外圈滾道也噴鍍陶瓷。

發(fā)動(dòng)機(jī)溫度可不止300℃C啊，最高要1500C以上，軸承溫度怎么才300℃C，這就是潤(rùn)滑系統(tǒng)的功勞了，其實(shí)軸承潤(rùn)滑系統(tǒng)還有一個(gè)主要的功能就是冷卻作用了。

以航空發(fā)動(dòng)機(jī)主軸承為例，主軸承是航空發(fā)動(dòng)機(jī)的關(guān)鍵部件之一。在高速、高溫、受力復(fù)雜的條件下運(yùn)轉(zhuǎn)，主軸承質(zhì)量和性能直接影響到發(fā)動(dòng)機(jī)性能、壽命和可靠性。

航空發(fā)動(dòng)機(jī)的關(guān)鍵的指標(biāo)之一就是高可靠性。要想保證可靠性，前提之一就是要保證發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)的軸承具備長(zhǎng)壽命-主軸承的壽命，軍機(jī)航空發(fā)動(dòng)機(jī)要求在3000小時(shí)以上，民機(jī)航空發(fā)動(dòng)機(jī)要求更高，要達(dá)到數(shù)萬小時(shí)。而航空發(fā)動(dòng)機(jī)中軸承工作環(huán)境完全可以用“煉獄"來形容，它們不僅要以每分鐘上萬轉(zhuǎn)的速度長(zhǎng)時(shí)間高速運(yùn)轉(zhuǎn)，還要承受著各種形式的應(yīng)力擠壓、摩擦與超高溫。

其實(shí)，高速高速渦輪為了降低摩擦一般用全浮動(dòng)軸承，只能傳遞扭矩，摩擦力降到最低，角接觸軸承只是用來承受其他力矩軸向推力主要由止推軸承承受。發(fā)動(dòng)機(jī)葉片主要由復(fù)合材料組成，壓氣機(jī)葉片沒太大要求。發(fā)動(dòng)機(jī)軸中有潤(rùn)滑道和氣道。渦輪葉片和導(dǎo)氣葉片中間有氣道，葉片表面有用激光打出的小孔，工作時(shí)在葉片表面形成氣膜隔開高溫燃?xì)狻?/p>

為了增加發(fā)動(dòng)機(jī)的性能和使用壽命，在高溫合金發(fā)展過程中，制造工藝對(duì)合金的發(fā)展起著極大的推進(jìn)作用。由于真空熔煉技術(shù)的出現(xiàn)，合金中有害雜質(zhì)和氣體的去除，特別是合金成分的精確控制，使高溫合金性能不斷提高。隨后，定向凝固、單晶生長(zhǎng)、粉末冶金、機(jī)械合金化、陶瓷型芯、陶瓷過濾、等溫鍛造等新型工藝的研究成功，推動(dòng)了高溫合金的迅猛發(fā)展。

其中定向凝固技術(shù)最為突出，采用定向凝固工藝制出的定向、單晶合金，其使用溫度接近初熔點(diǎn)的90%。因此，目前各國先進(jìn)航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片都采用定向、單晶合金制造渦輪葉片。從國際范圍來看，鎳基鑄造高溫合金已形成等軸晶、定向凝固柱晶和單晶合金體系。粉末高溫合金也由第一代650℃發(fā)展到750℃，850℃粉末渦輪盤和雙性能粉末盤，用于先進(jìn)高性能發(fā)動(dòng)機(jī)。

軸承的制造，不僅僅需要材料學(xué)，力學(xué)和生產(chǎn)工藝的強(qiáng)大。也需要許多客觀條件，例如，必須要有合適的原材料和出色的金屬冶煉能力。不僅如此，發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)驗(yàn)過程也非一馬平川，需要投入大量的資金，以及出色的人才和設(shè)備來進(jìn)行各種類型的試驗(yàn)，這種投入很大的研究對(duì)于一個(gè)國家來說，也會(huì)造成很沉重的負(fù)擔(dān)。