齒輪是航空航天、能源、交通及機(jī)器人等領(lǐng)域中的關(guān)鍵基礎(chǔ)零部件?!秶?guó)家中長(zhǎng)期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要(2006—2020年)》制造領(lǐng)域優(yōu)先發(fā)展的第一主題就是關(guān)鍵基礎(chǔ)件和通用部件。齒輪等基礎(chǔ)零部件也被列入“十三五”國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃。作為機(jī)械傳動(dòng)領(lǐng)域的專(zhuān)家,重慶大學(xué)機(jī)械傳動(dòng)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室固定研究人員、機(jī)械工程學(xué)院魏靜教授,多年來(lái)潛心研究齒輪傳動(dòng)技術(shù),收獲了一系列豐碩的科研成果。這些成果打破了發(fā)達(dá)國(guó)家的技術(shù)壟斷,改變了我國(guó)重載齒輪傳動(dòng)裝置依賴進(jìn)口的局面,為高性能重載齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)提供了有效的理論方法和技術(shù)手段,產(chǎn)生了顯著的經(jīng)濟(jì)效益,為國(guó)家和社會(huì)的發(fā)展做出了巨大的貢獻(xiàn)。
不忘初心,為齒輪傳動(dòng)技術(shù)傾注心血
魏教授介紹說(shuō),十年前我國(guó)尚未完全掌握大型風(fēng)電增速齒輪箱的自主設(shè)計(jì)制造技術(shù),所生產(chǎn)的兆瓦級(jí)風(fēng)電增速齒輪箱存在承載能力低、振動(dòng)噪聲大、結(jié)構(gòu)重等問(wèn)題。而國(guó)內(nèi)風(fēng)電、高鐵、大型礦用挖掘機(jī)等行業(yè)的部分齒輪傳動(dòng)裝置的供貨,也基本上由德國(guó)Renk、Winergy等公司壟斷,定價(jià)權(quán)完全掌握在國(guó)外公司手中。
為解決我國(guó)齒輪傳動(dòng)發(fā)展的難題,當(dāng)年正在讀博士的魏靜,義無(wú)反顧地投身于這個(gè)行業(yè)。多年來(lái)他不忘初心,在張光輝教授、秦大同教授、賈振元教授、孫偉教授的引領(lǐng)下,在國(guó)家自然科學(xué)基金、國(guó)家國(guó)際科技合作項(xiàng)目、973計(jì)劃和企業(yè)委托開(kāi)發(fā)等項(xiàng)目支持下,針對(duì)國(guó)家重大工程領(lǐng)域齒輪傳動(dòng)裝置工況條件特殊、承載能力低、動(dòng)態(tài)服役性能差等問(wèn)題,從影響齒輪承載能力的最原始齒形設(shè)計(jì)入手,解決了復(fù)雜載荷下重載齒輪傳動(dòng)高承載、低振動(dòng)、高功率密度設(shè)計(jì)等重大技術(shù)難題。
業(yè)精于勤,在齒輪傳動(dòng)領(lǐng)域收獲頗豐
機(jī)械傳動(dòng)是機(jī)械運(yùn)動(dòng)中運(yùn)動(dòng)和力的變換與傳遞規(guī)律的裝置,是為機(jī)械系統(tǒng)提供動(dòng)力與運(yùn)動(dòng)的核心部件。而齒輪傳動(dòng)更是機(jī)械傳動(dòng)的重中之重。多年來(lái),魏教授兢兢業(yè)業(yè)、勤勤懇懇,經(jīng)常為了齒輪傳動(dòng)的研究通宵達(dá)旦。他先后主持了國(guó)家自然科學(xué)基金2項(xiàng)、國(guó)際科技合作與博士后基金項(xiàng)目3項(xiàng),企業(yè)委托橫向項(xiàng)目20余項(xiàng),作為科研骨干參與國(guó)家973計(jì)劃項(xiàng)目、國(guó)家國(guó)際合作項(xiàng)目等項(xiàng)目4項(xiàng)。
魏教授的研究成果對(duì)于推動(dòng)我國(guó)齒輪傳動(dòng)技術(shù)發(fā)展有著極其重要的意義:1.提出了具有共軛嚙合特征的齒輪及轉(zhuǎn)子型線泛函反演設(shè)計(jì)理論與方法;2.揭示了多源激勵(lì)下重載齒輪傳動(dòng)耦合振動(dòng)機(jī)理;3.提出了復(fù)雜載荷下重載齒輪傳動(dòng)高功率密度設(shè)計(jì)理論與方法,解決了齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)領(lǐng)域高承載、低振動(dòng)的重大技術(shù)難題。研究成果已應(yīng)用于太重等企業(yè)兆瓦級(jí)風(fēng)電增速器、高鐵牽引齒輪箱、直升機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)等產(chǎn)品設(shè)計(jì)中。
交流合作,推動(dòng)國(guó)內(nèi)外技術(shù)接軌
為盡快趕上發(fā)達(dá)國(guó)家的科研水平,開(kāi)展一定的國(guó)際合作項(xiàng)目非常必要。魏教授2011年進(jìn)行了同德國(guó)Renk公司的“5MW風(fēng)電增速器合作開(kāi)發(fā)”國(guó)際合作項(xiàng)目,通過(guò)引進(jìn)、吸收、消化、再創(chuàng)新,使我國(guó)研發(fā)的兆瓦級(jí)風(fēng)電齒輪箱的性能達(dá)到了國(guó)際先進(jìn)水平。2013年,中央電視臺(tái)晚間新聞對(duì)由太重牽頭、魏教授參與研發(fā)的國(guó)內(nèi)首臺(tái)高海拔、極低溫、海陸兩用5MW風(fēng)電機(jī)組進(jìn)行了報(bào)道。目前,魏教授正在進(jìn)行一項(xiàng)名為“高鐵牽引齒輪箱聯(lián)合研發(fā)”的國(guó)際合作項(xiàng)目,以期使我國(guó)的高鐵牽引齒輪箱的性能達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。
自主創(chuàng)新,推動(dòng)齒輪傳動(dòng)行業(yè)新發(fā)展
近年來(lái),我國(guó)非常重視自主創(chuàng)新能力的建設(shè)。魏教授所在的“高性能傳動(dòng)與控制”重慶大學(xué)創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)正是一支注重創(chuàng)新、開(kāi)拓進(jìn)取的隊(duì)伍。團(tuán)隊(duì)以機(jī)械傳動(dòng)領(lǐng)域知名專(zhuān)家、長(zhǎng)江學(xué)者秦大同教授為核心,以高速、重載齒輪傳動(dòng)新理論、新方法、新技術(shù)、新裝置為研究重點(diǎn),著力解決國(guó)防和民用工業(yè)重要裝備中齒輪傳動(dòng)及其相關(guān)系統(tǒng)的共性、關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題。
魏教授希望今后能在重慶大學(xué)機(jī)械傳動(dòng)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室這個(gè)平臺(tái)上,開(kāi)展關(guān)于多源激勵(lì)下重載齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)機(jī)電耦合動(dòng)力學(xué)建模、分析與性能控制的應(yīng)用基礎(chǔ)研究工作,為國(guó)家重大工程領(lǐng)域高性能齒輪傳動(dòng)與系統(tǒng)機(jī)電耦合動(dòng)力學(xué)設(shè)計(jì)與性能控制提供理論依據(jù)及技術(shù)支撐。相信魏教授和團(tuán)隊(duì)的辛勤付出與汗水能夠開(kāi)創(chuàng)我國(guó)齒輪傳動(dòng)技術(shù)發(fā)展的新天地,并在世界舞臺(tái)上獨(dú)領(lǐng)風(fēng)采。