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浙江工业大学袁巨龙教授团队成果获2020年国家科技进步二等奖

2021年11月3日，2020年度国家科学技术奖励大会在北京人民大会堂隆重举行。习近平、李克强、王沪宁、韩正等党和国家领导人出席大会并为获奖代表颁奖。由我校袁巨龙教授团队领衔，联合洛阳轴承研究所、人本集团、慈兴集团共同完成的成果“高性能滚动轴承加工关键技术与应用”荣获2020年度国家科技进步二等奖，这也是我校第28个国家科学技术奖。

The State Science and Technology Awarding Meeting of the People's Republic of China 

2021 11/3

从车轮到航天

轴承转动天与地

轴承是机械装备中的重要基础零件，犹如人体关节。汽车车轮的转动，离不开轴承；空调、冰箱等家用电器的静音效果和能耗取决于轴承的精度；航天装备、高精度机床等高端装备更依赖于一种精密轴承——高性能滚动轴承。

高性能滚动轴承具有高精度、高可靠性、长寿命等优点，是决定高端装备性能和寿命的关键核心基础件。例如海洋一号A卫星，在高低温交变、频繁启停等极端工况下，水色仪轴承的失效造成过卫星服役仅14天就报废的严重后果。

长期以来，我国高性能轴承长期依赖进口，在敏感领域甚至被禁运，是我国高端装备自主发展所面临的“卡脖子”领域，严重制约了高端装备的创新发展。因此，我国将高性能轴承的超精密制造列入国家重大发展战略。

占有率90%以上

解决了航天轴承的“卡脖子”问题

一百多年来，轴承球和圆柱滚子分别沿用传统的概率研磨和无心磨削成形技术。球体加工运动的随机性以及砂轮的磨损会导致加工精度离散、成品率低、量产难。再加上高性能轴承通常采用超硬陶瓷，高强、高韧钢等难加工材料，传统抛光工艺常采用硬质磨料进行研磨和珩磨，划痕、微裂纹、烧伤等加工损伤难以避免，表面质量也不高。

“批量加工高一致性的高精度轴承球就好比炒一锅黄豆，要求锅里每颗豆子的圆度和大小都相同，而且豆子表面每个点都要炒到一样熟，用传统的概率成形法加工几乎是不可能实现的。”袁巨龙教授说到。

因此，创建新的超高精密度轴承成形原理，创新抛光加工工艺，研制轴承核心部件的高稳定性加工系列装备，是实现高性能轴承规模化生产的关键。

袁巨龙教授从2004年开始，历经十余年产学研用协同创新，实现了滚动体成形原理的理论突破，将最高精度等级滚动体的批量加工一致性，从30%大幅提高到98%以上；发明的新抛光工艺可使轴承滚动表面质量优于国际标准最高精度等级；研创了轴承球、圆柱滚子、套圈滚道等轴承核心元件的超精密加工系列设备，为实现高性能轴承的高质量稳定加工和规模化生产提供了关键装备支撑。

团队成功解决了海洋一号B卫星水色仪轴承的高质量、高一致性加工难题，研制的轴承在轨稳定服役了近10年。

此外，团队还攻克了陀螺仪轴承、火箭燃料涡轮泵轴承、航天员生命保障系统的耐强酸碱自润滑全陶瓷轴承等系列高性能航天轴承的超精密加工难题，将陀螺仪轴承寿命从几千小时提升至2万小时；火箭燃料涡轮泵轴承的高速性和耐磨性提高30%，充分保障了航天员的生命安全。产品还成功应用于空间站、探月、载人航天、运载火箭等重大工程，在我国航天领域占有率90%以上，实现了航天轴承的自主保障。

从科学家到超级工匠

成果从太空走向工厂

作为一名科学家，袁巨龙教授创建了新的成形理论，解决了航天轴承系列技术难题后，他又通过将绝门工艺数字化、将手艺装备化，让他的科研成果从太空落地到工厂，实现了可批量复制的高性能滚动轴承的规模化生产，把自己演化成一名“超级工匠”。

袁巨龙教授团队与民用轴承排名第一的人本集团，以及高端汽车和机器人轴承标杆企业慈兴集团等著名轴承企业合作新建了近百条精密轴承生产线，规模化生产的系列精密轴承产品，广泛应用于高档汽车、高速精密机床主轴、机器人、高档家电等行业，产品国内市场占有率达60%，并出口欧美国家，国际市场占有率达8%。合作单位人本集团被国际著名轴承制造商SKF列为全球竞争对手。

在研发及应用过程中，团队及合作单位参与起草国家、行业及军用轴承标准110项；授权发明专利57件，软件著作权9件。轴承超精密加工的行业标准正被袁巨龙团队重新定义。他本人也多次应邀在中国轴承大会上作主题报告，研究成果在国际上获多项“特别贡献奖”。