欧洲EN航空航天轴承标准体系概览

航天精工股份有限公司□刘烨欣

1 国内外航空航天标准现状

航空航天轴承工况复杂，技术要求高，具有一定的特殊性。国外针对不同类型航空航天轴承编制了专用技术规范及其配套的产品标准，在检测、试验等环节都具有与其他使用场合轴承不同的标准作为技术支撑，可操作性强。国际上目前已编制ISO标准、EN标准、AS标准等，这些标准技术内容基本一致，只是在产品标准上存在着公英制的差异。

我国虽然已成为世界轴承制造大国，但在航空航天领域的轴承制造技术与国际水平相比仍存在较大差距。国内航空航天轴承标准是在现有国家轴承标准的基础上，补充了部分航空轴承的特殊要求，没有针对航天航空轴承的特殊用途或工况制定专属的轴承标准，整个航空航天轴承标准体系尚未完善，标准的可操作性差，导致国内航空航天轴承的标准使用不规范。航空航天轴承作为关键工业基础件，其精度、性能、寿命和可靠性等直接影响了航空航天武器装备的技术水平。而标准是产品技术最直观的体现，只有充分发挥标准的引导作用和规范功能，提高航空航天行业的标准技术水平，实现与国外先进标准在技术内容上的协调一致，才能真正保证航空航天工业的持续发展。

2 欧洲EN航空航天轴承标准体系分析

（1）EN航空航天轴承标准体系概览

欧洲EN航空航天系列轴承标准都是国外航空航天应用较多的轴承标准，具有代表性。其技术水平相对先进，配套标准齐全，标准体系完善，保证了相应产品质量和性能参数，满足了飞机对机体轴承的长寿命、高可靠性的需求。目前欧洲EN航空飞机机体轴承标准共计79项，技术规范九项，产品标准70项，还有相应配套使用的材料、热表处理等航空航天基础标准。EN标准体系针对不同类型的航空航天轴承制定了专用的九个标准系列，包括自润滑衬套 （EN 2311）、钢对钢关节轴承 （EN 2337）、杆端双列调心球轴承 （EN 2069）、带法兰盘单列深沟球轴承 （EN 3727）等系列。每个系列对应一项技术规范及配套使用的相应产品标准 （见表1），形成了一个完善的轴承标准体系。产品标准是根据材料、结构、游隙、宽度系列、尺寸单位等特征编制的系列产品标准，规定了材料、重量、游隙、热表处理、尺寸公差、结构等产品技术参数，适用于航空轴承的设计、生产、检验和验收等，可操作性非常强。EN标准没有单独的试验规范，技术规范已规定了所属产品的检验分类、鉴定检验、质量一致性检验的项目、时机、抽样方法及试样方法，针对性、可操作性都非常强。杆端调心球轴承和带法兰盘单列深沟球轴承作为航空航天的典型产品，在其他机械通用领域没有相关标准，但在航空航天领域应用非常多，所以EN航空航天标准中特意与其他滚动轴承区分开来，制定了专用的系列标准。

表1 欧洲EN航空轴承标准体系

（2）钢对钢关节轴承标准EN 2337系列

钢对钢关节轴承根据不同的润滑油脂类型，具有结构简单、耐污染等特点。欧洲EN钢对钢关节轴承系列标准包括EN 2337钢对钢关节轴承技术规范和与之配套使用的系列产品标准EN 2335、 EN 2336、 EN 4265、 EN 4266、 EN 6046、EN 6097、EN 2588共七项标准 （见图1）。产品标准按装配方式、材料及宽度系列三大特性划分。装配形式分为装配槽系列和挤压型系列。装配槽型轴承一般是将轴承座通过打冲点的方式翻边在轴承上。挤压开槽型轴承，安装方式为用静态翻边工具把外圈翻边在轴承座上。挤压型轴承按外形尺寸分为了轻型、窄型、宽型和宽内圈四类产品标准，基本都采用不锈钢材料，其中宽型轴承包含了不锈钢和镀镉两种材料状态的产品标准。

图1 EN钢对钢关节轴承系列标准

（3）自润滑衬套标准EN 2311系列

自润滑衬套是除关节轴承以外的另一种滑动轴承。自润滑衬套与自润滑关节轴承中的自润滑衬套为同一材料，该衬垫的特殊设计保证了在各种工况下 （载荷、速度、温度）无需润滑实现低磨损运行。自润滑衬套系列标准包括一篇技术规范EN 2311与其对应的产品标准（见图2）。产品标准按规格分为公制和英制两种类别。每种类别按结构和材料特点分为铝合金不带法兰盘自润滑衬套、铝合金带法兰盘自润滑衬套、不锈钢不带法兰盘衬套、不锈钢带法兰衬套四种轴承。

图2 EN自润滑衬套系列标准

（4）自润滑关节轴承低速重载标准EN 2755系列和高速轻载标准EN 2064系列

自润滑关节轴承具有结构简单紧凑、体积小、重量轻和免维护等特点。根据工作频率的高低，自润滑关节轴承分为高速轻载和低速重载两大类。高速轻载自润滑关节轴承一般只用在直升机旋翼系统中使用，而低速重载自润滑关节轴承应用范围非常广。欧洲EN低速自润滑关节轴承系列标准包括自润滑关节轴承EN 2755技术规范和与之配套使用的公制和英制系列产品标准 （见图3）。公制系列产品标准根据使用工况的不同可以选用正常启动力矩和小启动力矩两个系列。正常启动力矩系列包括EN 2584、EN 2585、EN 3048，按照宽度系列分为宽系列、窄系列、轻系列和宽内圈，这些结构的设置为满足不同的使用需求。高速自润滑关节轴承EN 2064系列标准包括自润滑关节轴承EN 2064技术规范和与之配套使用的产品标准EN 2022、EN 2023和EN 2501。

（5）钢对钢杆端关节轴承标准EN 6099系列

钢对钢杆端关节轴承是钢对钢关节轴承与杆端体的集成轴承，多用于飞机操纵系统。近些年，钢对钢关节轴承逐渐被结构简单、免维护、寿命长的自润滑关节轴承所取代。EN钢对钢杆端关节轴承标准系列包含了EN 6099钢对钢杆端关节轴承技术规范配套的产品标准EN 6055（见图4）。

（6）自润滑杆端关节轴承标准EN 2068系列

自润滑杆端关节轴承是杆端体与自润滑关节轴承的集成轴承，大量用于飞机操作系统、旋翼系统等结构中，能承载较大径向载荷，调心性能好。EN自润滑杆端关节轴承标准包括EN 2068技术规范和与之配套的产品标准 （见图5）。产品标准根据不同材料、结构、宽度系列、尺寸单位等特性划分了公制标准 （轴承钢宽系列EN 2498、不锈钢宽系列EN 4198、外螺纹EN 6056、带油封杆端EN 2790）和英制标准 （不锈钢超宽系列EN 6098、不锈钢超宽系列EN 6133）。

图3 EN自润滑关节轴承系列标准

图4 EN钢对钢杆端关节轴承系列标准

图5 EN自润滑杆端关节轴承系列标准

（7）杆端双列调心球轴承标准EN 2067系列

杆端双列调心球轴承系列标准包括杆端双列调心球轴承EN 2067技术规范和与之配套使用的系列产品标准 （见图6）。EN杆端双列调心球轴承产品标准按尺寸单位、材料、游隙三大特征来划分产品标准。杆端双列调心球轴承的重量主要集中在杆体，产品标准划分为钛合金、不锈钢、普通钢三种不同材质的杆体以供选择。游隙一直是航空航天领域轴承非常关注的一个性能指标。杆端双列调心球轴承多用于飞机操作系统等部位，为保证操作系统的灵活性和反应时间，避免操作延时，要求轴承径向游隙尽可能小，所以EN杆端双列调心球轴承产品标准为满足航空航天特殊技术要求划分了小游隙和正常游隙两个系列标准。

图6 EN杆端双列调心球轴承系列标准

（8）滚动轴承标准EN 3280系列

EN 3280《机体球轴承技术规范》是对涵盖了球轴承、滚子轴承等机体滚动轴承的技术要求、质量保证和检验方法等进行统一规定的技术规范 （见图7）。欧洲EN产品标准按结构、宽度系列、游隙特性等几大属性划分产品。按调心性能和球列数等特性，把球轴承分为深沟球轴承和调心球轴承，其中深沟球轴承按球的列数又分为单列深沟球轴承和双列深沟球轴承。在下一层级中，按产品宽度系列，单列深沟球轴承包含10项单列球轴承产品标准，不锈钢制 （EN 3047、EN 3286、EN 4033、EN 3283）四种，按宽度系列分为宽系列产品和窄系列产品，按游隙分为小游隙系列与正常游隙系列。

EN单列/双列深沟球轴承产品标准按材料包括了普通钢、不锈钢、镀镉制三类产品。EN标准把镀镉作为一个重要特性单独为其划分出一个产品标准，双列调心球轴承按材料特性划分为普通钢EN 3056、镀镉EN 3057、不锈钢制EN 3058三种产品标准。

（9）带法兰盘单列深沟球轴承标准EN 3727系列

EN带法兰盘单列深沟球轴承系列标准是世界范围内唯一为此类轴承编制专用标准的，包括EN 3727带法兰盘单列深沟球轴承技术规范和与之配套使用的系列产品标准EN 4041、EN 3059、EN 3060、EN 3061 （见图 8）。该系列标准规定了带法兰盘单列深沟球轴承的材料、结构、机械性能、质量保证、检测方法等，适用于航空带法兰盘单列深沟球轴承的设计、生产、检验和验收。产品标准包括按宽度系列分为宽系列和窄系列轴承，按镀镉部位又分为法兰盘镀镉、法兰盘与轴承镀镉和法兰盘与不锈钢轴承三类。每个产品标准中法兰盘的结构又有全法兰和半对开法兰的区别。

图8 EN带法兰盘单列深沟球轴承系列标准

3 建议与展望

EN标准内容完整、标准技术水平处于国际标准领先地位，引入EN标准在一定程度上能填补我国航空航天轴承专业标准缺失，有效规范我国航空航天轴承的设计、选用、试验检测等，促进国内航空航天轴承质量水平的提高，对完善我国航空航天轴承标准规范体系也具有重要意义。

在国内轴承设计理论及方法薄弱的情况下，借鉴参考国外成熟的轴承设计成果及标准能够在短期内解决并直接指导新品轴承的研发及制造工作。企业在借鉴采标时，应结合实际需求、自身技术水平和试验条件等因素，对相应的标准内容进行必要的修改，适当放宽或加严检验要求及抽样比例，在应用过程中不断修改完善部分技术要求，以提高该系列标准的适应性和可操作性。另一方面，对于部分时间与经济成本过高的试验项目，企业应与鉴定机构等相关方充分沟通，调查、评估客户技术要求和自身能力，在保证检测结果科学统一的前提下，尽可能降低航空航天轴承制造、试验成本。