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植入式磁懸浮人工心臟泵、磁懸浮旋翼飛行器、磁懸浮燃?xì)廨啓C(jī)……近年來，磁懸浮技術(shù)正在醫(yī)療健康、航空航天、精密制造等領(lǐng)域大放異彩。在這些磁懸浮設(shè)備中，一個(gè)必不可少的零部件便是磁懸浮軸承。

“磁懸浮軸承技術(shù)作為機(jī)械行業(yè)突破性創(chuàng)新技術(shù)，體現(xiàn)一個(gè)國家在高端裝備領(lǐng)域的創(chuàng)新能力，必將推動(dòng)能源、交通、工業(yè)等領(lǐng)域向高端化、綠色化、智能化方向升級(jí)。”6月20日，在機(jī)械工業(yè)技術(shù)發(fā)展基金會(huì)舉辦的節(jié)能服務(wù)進(jìn)企業(yè)—磁懸浮軸承技術(shù)協(xié)同創(chuàng)新產(chǎn)業(yè)發(fā)展大會(huì)中，中國機(jī)械工業(yè)聯(lián)合會(huì)黨委副書記、中國機(jī)械政研會(huì)理事長薛一平展望磁懸浮軸承發(fā)展前景時(shí)信心滿懷。

本次大會(huì)旨在搭建產(chǎn)學(xué)研用交流平臺(tái)，推動(dòng)磁懸浮軸承技術(shù)產(chǎn)品行業(yè)企業(yè)協(xié)同創(chuàng)新，提升其節(jié)能降碳水平和應(yīng)用穩(wěn)定性，推進(jìn)產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。

研發(fā)高性能磁懸浮軸承是節(jié)能減排的迫切需求

在我國，節(jié)能降耗已成為行業(yè)轉(zhuǎn)型的核心命題。作為工業(yè)“心臟”的流體機(jī)械，如壓縮機(jī)、風(fēng)機(jī)、泵等，其能耗占全國總能耗比重高達(dá)40％以上。

而磁懸浮技術(shù)在推動(dòng)工業(yè)節(jié)能降碳中，潛力喜人。薛一平介紹，當(dāng)前，我國大量磁懸浮鼓風(fēng)機(jī)、壓縮機(jī)等先進(jìn)節(jié)能裝備在建材、石化、冶金等八大重點(diǎn)行業(yè)推廣應(yīng)用，累計(jì)實(shí)現(xiàn)年節(jié)電量超500億千瓦時(shí)，相當(dāng)于減少二氧化碳排放4000萬噸。

軸承是流體機(jī)械裝備常用且關(guān)鍵的基礎(chǔ)零部件。磁懸浮軸承，是利用磁力克服重力及外界擾動(dòng)，使物體穩(wěn)定懸浮。

“磁懸浮軸承具備無機(jī)械接觸、無摩擦、無磨損、長壽命、免潤滑、高效率低噪音等優(yōu)點(diǎn)。”清華大學(xué)教授于溯源介紹，經(jīng)過50多年的發(fā)展，國內(nèi)外不僅對磁懸浮軸承技術(shù)進(jìn)行了系統(tǒng)研究，而且建立了系統(tǒng)的磁懸浮軸承工業(yè)體系，使得磁懸浮軸承成為提高流體機(jī)械效率、降低能耗的最有效途徑之一。

當(dāng)前，我國推動(dòng)完成了多項(xiàng)磁懸浮軸承技術(shù)產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)制修訂工作。國內(nèi)企業(yè)在磁懸浮空壓機(jī)、磁懸浮飛輪儲(chǔ)能、磁懸浮制冷機(jī)組等設(shè)備的研發(fā)應(yīng)用中多有涉獵。

“隨著磁懸浮軸承的應(yīng)用越來越廣，研發(fā)適用于更高轉(zhuǎn)速和更大功率流體機(jī)械裝備的高效高性能磁懸浮軸承，已成為節(jié)能減排的迫切需求。”于溯源說。

磁懸浮軸承技術(shù)尚需突破多重技術(shù)瓶頸與產(chǎn)業(yè)痛點(diǎn)

隨著“雙碳”政策對工業(yè)能效的要求與對高效裝備的迫切需求，磁懸浮軸承的應(yīng)用場景和規(guī)模將進(jìn)一步拓寬、擴(kuò)大。

但在南京航空航天大學(xué)磁懸浮應(yīng)用技術(shù)研究所所長周瑾看來，當(dāng)前磁懸浮軸承還面臨著多重技術(shù)瓶頸與產(chǎn)業(yè)痛點(diǎn)，制約其大規(guī)模普及。

“首先，磁懸浮軸承系統(tǒng)涉及電磁學(xué)、電工電子、傳感技術(shù)等多門學(xué)科，對制造商和用戶都提出了較高要求；第二，磁懸浮軸承需要根據(jù)實(shí)際使用場景進(jìn)行定制化設(shè)計(jì)，無法形成系列化標(biāo)準(zhǔn)化產(chǎn)品；第三，磁懸浮軸承的單位承載能力不足、可靠性有待提升、綜合成本偏高?！敝荑瑫r(shí)表示，隨著新型高性能磁性能材料的研發(fā)、智能監(jiān)測與診斷技術(shù)的開發(fā)、人工智能控制算法的應(yīng)用、系統(tǒng)集成化標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)的不斷發(fā)展，上述問題將逐步得到緩解。

未來，如何推動(dòng)磁懸浮軸承技術(shù)實(shí)現(xiàn)跨越式發(fā)展？薛一平建議，首先，構(gòu)建協(xié)同創(chuàng)新體系，通過組建跨領(lǐng)域、跨行業(yè)的創(chuàng)新聯(lián)合體，推動(dòng)基礎(chǔ)研究、技術(shù)開發(fā)、工程應(yīng)用和產(chǎn)業(yè)化的全鏈條協(xié)同。

其次，突破關(guān)鍵核心技術(shù)，在高性能稀土永磁材料、高精度傳感技術(shù)、超精密加工等領(lǐng)域著力研發(fā)關(guān)鍵技術(shù)。

第三，完善產(chǎn)業(yè)生態(tài)體系，重點(diǎn)建設(shè)國家級(jí)檢測認(rèn)證平臺(tái)，開發(fā)專用測試設(shè)備和試驗(yàn)方法，著力促進(jìn)在高校設(shè)立磁懸浮技術(shù)學(xué)科，建立校企聯(lián)合培養(yǎng)基地，開展工程師認(rèn)證和技能培訓(xùn)。

“同時(shí)，還要拓展示范應(yīng)用場景，要加快磁懸浮飛輪儲(chǔ)能系統(tǒng)在城市軌道交通的推廣應(yīng)用，同時(shí)積極拓展醫(yī)療設(shè)備、航空航天等高端領(lǐng)域的創(chuàng)新應(yīng)用，建立示范項(xiàng)目庫和案例推廣平臺(tái)，力爭盡快實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵領(lǐng)域示范應(yīng)用全覆蓋?！毖σ黄秸f。