中国橡胶机械网 轴承是装备制造业的关键部件，其地位相当于芯片在IT行业中的地位。让旋转机械在高速、高精度下运行，并解决润滑、冷却等问题，可以彻底消除摩擦，实现精确可控和高可靠性，因此成为所有机械工程师的梦想，但这一设想却很难在传统轴承中实现。
磁悬浮轴承技术的突破和应用，使这个梦想成为现实，但相关核心技术却掌握在少数几家国外公司手中。不过，8月13日，《中国科学报》记者在天津滨海新区见证了这样一个“奇迹”诞生的时刻。
据悉，今年7月，天津飞旋科技研发有限公司（以下简称飞旋科技）生产的磁悬浮大功率高速发电机成功下线，并开始规模化生产，标志着我国磁悬浮轴承产业化取得了新的突破。而飞旋科技“八年磨一剑”的产业化之路，也带给人们诸多启示。
磁悬浮轴承大不同
“这台发电机的转速是2.4万转/分钟，可用于压缩机、鼓风机等多个领域。原来一台180千瓦的电机有5吨重，而我们这台同样千瓦数的磁悬浮大功率高速发电机，重量只有400公斤。”近日，记者走进飞旋科技参观时，该公司技术总监沙宏磊指着一台长度为1米左右的蓝色高速电机对记者说。
为什么采用磁悬浮轴承的电机，会有如此大的不同？
天津飞旋科技研发有限公司董事长兼CEO洪申平告诉《中国科学报》记者，磁悬浮轴承具有诸多优点，如可以彻底消除摩擦、精确可控、高可靠性等。
此外，磁悬浮轴承还可以突破传统轴承转速的瓶颈。洪申平告诉记者，目前飞旋科技的磁悬浮轴承，在一般机组的应用中可以达到3~4万转/分钟，在大型机组的应用中也可以达到2万转/分钟。此外，采用了磁悬浮轴承的设备，具有体积小、效率高等优点。
“在高速、超高速、大功率、超洁净等应用领域，以及对整个机组的体积、重量要求苛刻的场合，均能体现磁悬浮轴承的优势。”沙宏磊对记者说。
比如海上钻井平台。传统的轴承需要配备润滑系统，而海上钻井平台则无疑是“寸土寸金”，因此，不需要润滑系统的磁悬浮轴承更能彰显优势。
再如一些高速应用领域，传统轴承的转速达不到要求，需要通过增速箱来实现，而磁悬浮轴承则不需要增速箱和相应的供油系统，因此节能效果明显。
由于轴承是装备制造业的关键部件，因此，磁悬浮轴承也拥有广阔的应用前景。如通用机械领域的真空分子泵、鼓风机、压缩机，动力机械领域的汽轮机、燃气轮机，航空领域的航空发动机等等。据洪申平介绍，这些领域的市场规模，仅国内就有几百亿元甚至上千亿元之巨。
产业化之路
磁悬浮轴承属于装备制造业的高端技术，目前，世界上只有瑞典SKF、瑞士MECOS、德国LEViTEC、美国的NASA和Waukesha等少数几家公司和机构掌握了该技术。
和这些国外公司相比，飞旋科技虽然2006年才成立，但通过产学研密切合作，突破了12项关键技术，形成了9项专利，成功实现了磁悬浮轴承的产业化。
以电感式传感器技术为例。沙宏磊告诉《中国科学报》记者，如果从国外进口，每个传感器要2~3万元，而一个磁悬浮轴承，会用到5个甚至10个传感器，成本之高可想而知。
而飞旋科技通过自身的努力，研发出了适用于磁悬浮轴承的传感器。“正是因为我们能够自主设计传感器，把成本降下来了，才有了产业化的可能。”沙宏磊说。
如今，飞旋科技自主研发的磁悬浮分子泵、磁悬浮大功率电机均已投产，而在相关技术指标上，也实现了和国际先进水平并驾齐驱。
据洪申平介绍，飞旋科技生产的分子泵，振动量仅为0.01微米。“前段时间，有国外的专家来考察，摸过我们的分子泵。他们都开玩笑说分子泵没转，其实，分子泵当时的转速是3万转/分钟。”洪申平自豪地说。
信念的力量
八年的产业化一路走来，飞旋科技也有一番自己的体悟。
“磁悬浮的产业化与工程应用密不可分，如果在实验室里面做，则很难迈开这一步。”沙宏磊说。
比如飞旋科技研发的降速发电系统，在实验室里并不会碰到降速问题，但是在工程应用中，这个问题则十分关键。一旦系统突然断电，每分钟几万转的轴承掉下来，会造成严重的后果。
针对这一问题，飞旋科技一开始采用的是备用电源的方法，但是在具体的工程应用场景中，并没有空间安装备用电源。于是，飞旋科技经过努力，摸索出了一条新的技术路线—利用磁悬浮轴承旋转的能量来发电。而一旦停电，轴承仍然可以在一段时间内保持悬浮状态。
“如果不是做产业化，我们不会遇到这些问题，产品也不会达到今天这样的水平。”沙宏磊直言。
此外，在他看来，飞旋科技之所以能够从最初的科研成果，到今天成功实现产业化，还得益于科研团队对信念的坚持。
飞旋科技成立于2006年，彼时，正是房地产和股票火爆之时。而飞旋科技则是投入了大笔资金开展研发。“说句心里话，当时我们自己也曾怀疑过，是否能走到产业化那一步。”沙宏磊说。
尽管困难重重，但飞旋科技的科研人员还是咬牙坚持下来了。“我们始终有一个信念，那就是，国外的磁悬浮轴承卖得那么贵，而且在一些领域还垄断或是禁运，因此，磁悬浮轴承这项技术国内一定要掌握，而我们也有信心取得成功。”沙宏磊说。
同时，沙宏磊认为，磁悬浮轴承是一个机电一体化系统，涉及多个学科，因此，产业化的成功，与飞旋科技拥有一个创新、团结的团队密不可分。
如今，随着磁悬浮大功率高速发电机等产品的研发成功和规模化生产，飞旋科技多年来的辛勤努力开始获得回报。但飞旋科技并未停下创新的脚步，而是向在线诊断机组、超高温轴承等技术高地再次发起了冲击。
“未来我们将继续致力于磁悬浮技术研究和产品的研发，3年内达到产值10亿元，5年后公司发展成为磁悬浮应用相关行业技术领先企业。”洪申平说。
