高速飛馳的軌道交通列車上，小小軸承是保障行車安全的重要“關(guān)節(jié)”。長期以來，軌道交通軸承的核心技術(shù)被國外壟斷，成為制約行業(yè)發(fā)展的“卡脖子”難題。如今，在清華大學(xué)天津高端裝備研究院（以下簡稱清華天津裝備院）里，有一支本土科研團隊，歷經(jīng)七年，參與研發(fā)出了多項核心指標趕超國外同類產(chǎn)品的智能軸承。
一枚軸承有多智能？
走進清華天津裝備院潤滑與摩擦檢測中心（以下簡稱檢測中心）的實驗室，一套嵌入式智能軸承狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)正實時更新著軸承運行的溫度、振動、損耗等數(shù)據(jù)。
檢測中心副主任張斌參與了這套國產(chǎn)智能軸承從無到有的全過程。據(jù)他介紹，這款專為軌道交通研發(fā)的智能軸承，配有動態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)，其傳感裝置和調(diào)控裝置可嵌入軸承內(nèi)部。
張斌說，傳統(tǒng)軌道交通軸承缺乏自主監(jiān)測能力，微小磨損、溫度異常、部件損耗等問題在日常運行中難以被察覺，只能依賴定期檢修。
針對這些痛點，檢測中心研發(fā)團隊萌生了新思路：能否為傳統(tǒng)軸承加裝一套智能控制系統(tǒng)，打造軸承的“智慧大腦”？循著這一設(shè)想，研發(fā)團隊開展技術(shù)攻關(guān)，進行智能軸承的研發(fā)。
“這款產(chǎn)品最大的優(yōu)勢，就是能自感知、自決策、自調(diào)控。”張斌介紹，系統(tǒng)可以精準捕捉軸承運行的各項核心數(shù)據(jù)，依托算法和故障數(shù)據(jù)庫，實現(xiàn)分級預(yù)警。比如，溫度達到100攝氏度觸發(fā)常規(guī)預(yù)警，突破120攝氏度立刻提示停車檢修；通過振動數(shù)據(jù)，還能精準分辨軸承內(nèi)外圈磨損、滾珠異常、保持架損壞等各類故障，預(yù)判風(fēng)險。
小小軸承的迭代，徹底改變了以往軌道交通領(lǐng)域“壞了修、到期換”的被動運行模式，把事后搶修變成預(yù)判、主動維護。
這項技術(shù)的突破，不僅是單一產(chǎn)品的迭代升級，更是高校科研與產(chǎn)業(yè)落地深度融合的結(jié)果。
檢測中心是由清華天津裝備院建立，與清華大學(xué)機械工程系、清華大學(xué)高端裝備界面科技全國重點實驗室共同建設(shè)的檢測平臺，其開發(fā)的整套智能軸承技術(shù)的底層理論、故障模型、算法體系，均源自清華大學(xué)多年的科研積累。
“自立項以來，我們一直反復(fù)試、反復(fù)改。”張斌說，國內(nèi)沒有成熟的對標技術(shù)，團隊只能從零起步，自主搭建實驗臺，不斷優(yōu)化設(shè)備結(jié)構(gòu)、壓縮設(shè)備體積，調(diào)試算法精度，保障傳感器、供電、數(shù)據(jù)傳輸全程穩(wěn)定。一遍遍的實驗室測試、臺架試驗、數(shù)據(jù)迭代，是團隊的工作常態(tài)。
多年堅守，終得碩果。目前，這款國產(chǎn)智能軸承已完成試運行，全程運行穩(wěn)定，各項性能不僅全面達標，而且均可對標國外產(chǎn)品，甚至耐疲勞、耐沖擊等性能已反超國外。
這款國內(nèi)自主研發(fā)產(chǎn)品的突圍，是京津協(xié)同創(chuàng)新、產(chǎn)學(xué)研聯(lián)動的縮影。檢測中心所在的清華天津裝備院，是清華大學(xué)與天津戰(zhàn)略合作的重要科創(chuàng)平臺，也是清華大學(xué)前沿技術(shù)走出校園、賦能京津冀制造業(yè)升級的關(guān)鍵載體。
多年來，清華天津裝備院打通了高?？蒲?ldquo;從實驗室到生產(chǎn)線”的“最后一公里”，讓大量擱置的科研成果落地生根。
院內(nèi)下設(shè)30家研究所，落地6個聯(lián)合研究中心、5個研究室，衍生產(chǎn)業(yè)化公司19家，累計引進孵化企業(yè)和創(chuàng)業(yè)團隊60余家。人才方面，全院在崗399人，近兩成人員來自清華大學(xué)，研發(fā)人員占到九成，高端人才扎堆集聚。截至目前，全院累計申報專利409項；承接各類科研項目千余項，合同總金額28.3億元。
“作為協(xié)同創(chuàng)新平臺，清華天津裝備院自成立以來持續(xù)推動清華大學(xué)優(yōu)質(zhì)科研成果與創(chuàng)新資源落地轉(zhuǎn)化，在高端裝備、節(jié)能環(huán)保等領(lǐng)域收獲頗豐，培育出華海清科等一批優(yōu)質(zhì)產(chǎn)業(yè)化企業(yè)。”清華天津裝備院常務(wù)副院長何永勇告訴記者，“接下來我們將繼續(xù)深耕發(fā)力，抓住用好現(xiàn)代化首都都市圈建設(shè)、北京（京津冀）國際科技創(chuàng)新中心擴圍機遇，完善運行機制，對接市場需求，加大科技攻關(guān)力度，推動更多科技成果就地轉(zhuǎn)化，力爭培育出更多像華海清科一樣的標桿企業(yè)。”
一枚軸承，看似微小，卻是京津協(xié)同創(chuàng)新結(jié)出的實在碩果。這款從實驗室打磨出來的智能化產(chǎn)品，真正打破了高校科研、人才培育與產(chǎn)業(yè)應(yīng)用的壁壘，讓產(chǎn)學(xué)研融合不再是紙上概念，而是看得見、摸得著的硬核成果。
