軸承是關(guān)鍵基礎(chǔ)件,廣泛應(yīng)用于機(jī)床、車(chē)輛,、冶金,、化工、航空,、航天等國(guó)民經(jīng)濟(jì)諸多領(lǐng)域和國(guó)防建設(shè),。可以說(shuō),,有旋轉(zhuǎn)就有軸承,。因此,軸承又被譽(yù)為機(jī)器的“關(guān)節(jié)”,。
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我國(guó)是一個(gè)軸承大國(guó),,軸承產(chǎn)量、產(chǎn)值均居世界第三,。目前,,我國(guó)建立了比較完整的軸承工業(yè)體系,基本滿(mǎn)足了國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)和國(guó)防建設(shè)需要,,也取得了一些令世人矚目的優(yōu)異成績(jī),。如,三峽工程用船閘軸承,、機(jī)器人專(zhuān)用軸承,、衛(wèi)星配套關(guān)鍵軸承、長(zhǎng)征火箭和神舟飛船配套關(guān)鍵軸承等,。但我國(guó)還不是一個(gè)軸承強(qiáng)國(guó),,與世界發(fā)達(dá)國(guó)家先進(jìn)技術(shù)水平相比,還有一定差距,。在高速精密重載等高技術(shù)含量,、高附加值的產(chǎn)品方面如新型汽車(chē)軸承,、大中型數(shù)控機(jī)床軸承、風(fēng)電機(jī)組軸承,、精密重載冶金軋機(jī)軸承幾乎完全依靠進(jìn)口,,而高速鐵路客車(chē)軸承全部依賴(lài)進(jìn)口,在一定程度上制約了我國(guó)工業(yè)的發(fā)展,。 因此,加大對(duì)軸承產(chǎn)業(yè)的扶持,,增強(qiáng)軸承產(chǎn)業(yè)自主創(chuàng)新能力,提升軸承行業(yè)整體水平,,擺脫高速精密重載關(guān)鍵配套軸承受制于人的局面是當(dāng)務(wù)之急,,也是勢(shì)在必行。
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一,、概況 軸承是關(guān)鍵基礎(chǔ)件,,是現(xiàn)代機(jī)器不可缺少的支承部件。軸承質(zhì)量直接影響其配套主機(jī)和裝備的精度與性能,,進(jìn)而影響到整個(gè)機(jī)械工業(yè)的水平,。
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我國(guó)軸承工業(yè)經(jīng)過(guò)幾十年的發(fā)展,取得了舉世矚目的成就,。 ——形成了比較完整的生產(chǎn)體系,,已具有相當(dāng)?shù)慕?jīng)濟(jì)規(guī)模。 全行業(yè)具有規(guī)模以上軸承企業(yè)超過(guò)1000家,,國(guó)家級(jí)科研院所2個(gè),,為軸承行業(yè)培養(yǎng)高級(jí)專(zhuān)門(mén)人才的高等院校1所。行業(yè)職工人數(shù)39萬(wàn),,其中技術(shù)人員1.8萬(wàn),,擁有主要生產(chǎn)設(shè)備9萬(wàn)多臺(tái)。近年來(lái),,我國(guó)軸承行業(yè)持續(xù),、穩(wěn)定、快速發(fā)展,,已形成了較大的生產(chǎn)規(guī)模,,近五年來(lái),軸承行業(yè)收入年均增長(zhǎng)近20%,。2008年全行業(yè)生產(chǎn)各類(lèi)軸承100億套,,實(shí)現(xiàn)主營(yíng)業(yè)務(wù)收入880億元,軸承出口34億套,,創(chuàng)匯30億美元,,軸承產(chǎn)量和銷(xiāo)售收入居世界第三位。
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——為主機(jī)和重大技術(shù)裝備的配套能力明顯增強(qiáng),已具有一定的技術(shù)實(shí)力,。 我國(guó)軸承行業(yè)已具有一定的技術(shù)實(shí)力,。除“一所一院一校”外,,擁有國(guó)家級(jí)企業(yè)技術(shù)中心5個(gè),,博士后科研工作站6個(gè),國(guó)家級(jí)實(shí)驗(yàn)室9個(gè),。我國(guó)生產(chǎn)的軸承產(chǎn)品已基本滿(mǎn)足鐵路,、汽車(chē)、冶金,、礦山,、電機(jī)、精密機(jī)床,、石油鉆機(jī),、重型機(jī)械、水利樞紐工程以及家用電器等領(lǐng)域的需要,。為我國(guó)發(fā)展高新技術(shù)和國(guó)防建設(shè)提供了一批高質(zhì)量的專(zhuān)用軸承產(chǎn)品。據(jù)中國(guó)軸協(xié)統(tǒng)計(jì),,軸承行業(yè)為重大裝備和重點(diǎn)主機(jī)配套率達(dá)80%,。我國(guó)已可生產(chǎn)多種規(guī)格和用途的專(zhuān)用軸承,從最小內(nèi)徑0.207毫米到最大外徑6.3米,,單套凈重從零點(diǎn)幾克到15噸,。到2008年,我國(guó)已累計(jì)生產(chǎn)軸承品種超10000個(gè),,規(guī)格70000種,。如,通訊衛(wèi)星消旋天線(xiàn)軸承,、反作用飛輪軸承,、“長(zhǎng)征”運(yùn)載火箭用超低溫高速軸承、“神舟”系列載人飛船用配套軸承,。 . F" J1 Y3 j, Q) M0 c
二,、國(guó)外技術(shù)現(xiàn)狀與趨勢(shì) 國(guó)外軸承產(chǎn)品向著高速、高精,、高可靠性,、長(zhǎng)壽命、低摩擦,、低振動(dòng),、低噪聲軸承;以及技術(shù)含量高的單元化、智能化,、功能部件化軸承產(chǎn)品發(fā)展,。
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在軸承的設(shè)計(jì)理論方面,國(guó)外知名軸承企業(yè)廣泛采用現(xiàn)代設(shè)計(jì)理論,,如軸承計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(CAD)技術(shù),;仿真技術(shù)(包括性能仿真、分析與設(shè)計(jì)仿真,、制造和運(yùn)動(dòng)仿真等),;優(yōu)化設(shè)計(jì);可靠性設(shè)計(jì),;健壯設(shè)計(jì)(RD),、有限元分析;靜音,、超靜音設(shè)計(jì),;表面諧波控制技術(shù)等。
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在軸承制造技術(shù)方面,,國(guó)外知名軸承企業(yè)廣泛采用先進(jìn)制造技術(shù)(AMT),,如計(jì)算機(jī)輔助工藝規(guī)程設(shè)計(jì)(CAPP)、計(jì)算機(jī)輔助制造(CAM),、虛擬制造技術(shù)(VM),、智能制造技術(shù)、并行工程,、成組技術(shù)等,。 國(guó)外知名軸承企業(yè)廣泛還采用加工自動(dòng)化技術(shù)、柔性制造技術(shù),、少無(wú)切削加工技術(shù),、超精密及納米加工技術(shù)、超高速加工技術(shù),、檢測(cè)自動(dòng)化和在線(xiàn)質(zhì)量控制技術(shù),,以及清潔生產(chǎn)技術(shù)等,。 " o) V: Y: x- Q( B! I) M4 M
三,、存在問(wèn)題 目前,,從軸承生產(chǎn)總量和生產(chǎn)體系看,我國(guó)已成為僅次于日本和瑞典的世界第三大軸承生產(chǎn)大國(guó),;但從自主創(chuàng)新能力,、產(chǎn)品開(kāi)發(fā)能力,產(chǎn)品質(zhì)量水平和生產(chǎn)制造水平來(lái)看,,我國(guó)與主要軸承生產(chǎn)國(guó)還存在較大的差距,,還不是軸承生產(chǎn)強(qiáng)國(guó)。 " ? }5 g4 n0 C/ n% `
“大”指外在規(guī)模和產(chǎn)能,“強(qiáng)”指內(nèi)在質(zhì)量技術(shù)和品牌,。中國(guó)軸承工業(yè)的高速發(fā)展,,主要是依靠產(chǎn)能擴(kuò)張、規(guī)模擴(kuò)張來(lái)實(shí)現(xiàn)的,;而世界軸承強(qiáng)國(guó)的發(fā)展主要是依靠技術(shù)擴(kuò)張,、品牌擴(kuò)張來(lái)實(shí)現(xiàn)的。 世界軸承工業(yè)成功的發(fā)展道路是:產(chǎn)能擴(kuò)張--技術(shù)擴(kuò)張—品牌擴(kuò)張,。世界強(qiáng)國(guó)的軸承工業(yè)己進(jìn)入品牌擴(kuò)張階段,,而中國(guó)軸承工業(yè)還處在產(chǎn)能擴(kuò)張階段,開(kāi)始進(jìn)入技術(shù)擴(kuò)張階段,,從這個(gè)意義上說(shuō),,中國(guó)這個(gè)軸承大國(guó)與世界軸承強(qiáng)國(guó)相比,還落后一個(gè)時(shí)代,。
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主要差距表現(xiàn)為: ——自主創(chuàng)新能力低,,科研水平較低,成果轉(zhuǎn)化率低,,產(chǎn)品的性能和可靠性有待提高,。 “十五”期間,軸承行業(yè)由國(guó)家,、軸承企業(yè)投入部分科研經(jīng)費(fèi),,各軸承企業(yè)也加大了技術(shù)攻關(guān)投入,對(duì)長(zhǎng)期制約為國(guó)內(nèi)主機(jī)配套和擴(kuò)大出口的微小型深溝球軸承的振動(dòng)噪聲和密封性能問(wèn)題進(jìn)行重點(diǎn)攻關(guān),,取得了顯著效果;在此基礎(chǔ)上,,又組織了滾子軸承減振降噪和提高軸承壽命和可靠性技術(shù)攻關(guān),;為解決國(guó)家重點(diǎn)軍工、航空航天等亟待解決的問(wèn)題,,進(jìn)行專(zhuān)項(xiàng)研究,,如開(kāi)展了航空發(fā)動(dòng)機(jī)主軸軸承可靠性研究,大推力火箭發(fā)動(dòng)機(jī)低溫高效軸承研究,,固體潤(rùn)滑技術(shù)及軸承研究,,軸承精密輾擴(kuò)與磨削超精成套設(shè)備開(kāi)發(fā),高速精密陶瓷軸承批量制造技術(shù)開(kāi)發(fā),,高速機(jī)床用陶瓷軸承動(dòng)態(tài)性能研究等項(xiàng)目,。這些成果為我國(guó)開(kāi)發(fā)和生產(chǎn)高、精,、尖軸承產(chǎn)品奠定了一定的技術(shù)基礎(chǔ),,也為進(jìn)一步滿(mǎn)足我國(guó)高科技產(chǎn)業(yè)和國(guó)防工業(yè)的發(fā)展需求,以及為國(guó)內(nèi)主機(jī)配套和擴(kuò)大出口創(chuàng)造了有利條件。 ; J- o* l/ w; f3 ]+ m7 r
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然而,,與主要軸承生產(chǎn)國(guó)相比還存在較大的差距,。全行業(yè)存在“兩弱兩少”的問(wèn)題,即基礎(chǔ)理論研究弱,,參與國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)制訂力度弱,;少原創(chuàng)技術(shù),少專(zhuān)利產(chǎn)品,。設(shè)計(jì)和制造技術(shù)基本是模仿,,幾十年一貫制。如在設(shè)計(jì),、制造,、材料、潤(rùn)滑,、檢測(cè)及試驗(yàn)等綜合技術(shù)方面與國(guó)外均有差距,。
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目前我國(guó)國(guó)家級(jí)科研院所有2個(gè),即洛陽(yáng)軸承研究所(洛陽(yáng)軸研科技股份有限公司)和洛陽(yáng)第十設(shè)計(jì)院(中機(jī)十院國(guó)際工程公司),,設(shè)置軸承專(zhuān)業(yè)的大學(xué)只有河南科技大學(xué),。盡管全行業(yè)有技術(shù)人員1.8萬(wàn)人,但高層次人才短缺,。同時(shí),,科技成果轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力的比率僅為1/4左右。加之技術(shù),、資金,、政策等多方面的原因,行業(yè)新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)能力不強(qiáng),,技術(shù)落后,。如轎車(chē)輪轂軸承國(guó)外已進(jìn)入第三代產(chǎn)品使用階段,我國(guó)轎車(chē)軸承進(jìn)入大量使用的主要為第一代,、第二代產(chǎn)品,,第三代才開(kāi)始試制,且多為仿制,。鐵路客車(chē)軸承允許的行車(chē)速度為160千米/時(shí)~200千米/時(shí),,計(jì)算壽命為350萬(wàn)公里。國(guó)外先進(jìn)水平為,,速度250千米/時(shí)~350千米/時(shí),,計(jì)算壽命380萬(wàn)公里~500萬(wàn)公里。因此,,我國(guó)高速鐵路客車(chē),、中高檔數(shù)控機(jī)床和加工中心,、中高檔轎車(chē)、計(jì)算機(jī),、空調(diào)器,、高速精密冶金軋機(jī)等重要主機(jī)的配套和維修軸承,基本上依靠進(jìn)口,。 在軸承的壽命,、可靠性和異音等方面也與國(guó)外有較大差距。在振動(dòng)噪聲和異音方面,,日本已推出所謂的“靜音”及“超靜音”軸承,,而國(guó)產(chǎn)軸承的振動(dòng)(加速度)水平一般要相差10dB以上。計(jì)算機(jī)以及家用電器用低噪聲密封球軸承等,,由于我國(guó)同類(lèi)產(chǎn)品存在異音問(wèn)題,,每年進(jìn)口量有逐年攀升的趨勢(shì)。大型軋鋼設(shè)備配套軸承品種,,滿(mǎn)足率僅達(dá)85%左右,。在尺寸公差、旋轉(zhuǎn)精度方面,,日本已致力于研究“不可重復(fù)跳動(dòng)”的精細(xì)指標(biāo),;德國(guó)FAG在10年前就已制造出“不可重復(fù)跳動(dòng)”小于1µm的大型望遠(yuǎn)鏡軸承,而我國(guó)軸承行業(yè)在此方面的質(zhì)量控制還是空白,。另外,,還存在尺寸偏差的離散度比較大的問(wèn)題。在壽命,、可靠性方面,,以深溝球軸承為例,國(guó)外名牌產(chǎn)品的壽命一般為計(jì)算壽命的8倍以上(最高可達(dá)30倍),,可靠度為98%(或追求與主機(jī)同等壽命),,而國(guó)產(chǎn)軸承一般僅為3~5倍,可靠度為96%左右,。 5 Q, n7 S9 Y' b/ Q8 m
——產(chǎn)品品種少,質(zhì)量不穩(wěn)定,,不能完全滿(mǎn)足重點(diǎn)主機(jī)配套需求,。 世界著名軸承公司科研和產(chǎn)品開(kāi)發(fā)能力都很強(qiáng)。如SKF,,NSK,,NTN,F(xiàn)AG等公司,,經(jīng)常推出自己特色的產(chǎn)品,,能根據(jù)用戶(hù)的需求,,先期于主機(jī)投入使用之前提出滿(mǎn)足主機(jī)要求的新產(chǎn)品。每家公司所掌握的品種數(shù)都在10000種以上,,而我國(guó)累計(jì)生產(chǎn)軸承品種僅為10000種,,且大多數(shù)都處于仿制水平上。 根據(jù)國(guó)家監(jiān)督抽查和行業(yè)質(zhì)量統(tǒng)檢結(jié)果顯示,,國(guó)產(chǎn)軸承的質(zhì)量不穩(wěn)定,,平均合格率低于全國(guó)各類(lèi)產(chǎn)品的平均合格率水平。
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——工藝裝備落后,,產(chǎn)品制造技術(shù)水平低,。 軸承行業(yè)基礎(chǔ)差,底子薄,,工藝落后,,制造水平低, “九五”,、“十五”經(jīng)過(guò)局部技術(shù)改造,,工藝裝備水平雖有所改善,但仍無(wú)根本改觀,。近年統(tǒng)計(jì),,全行業(yè)固定資產(chǎn)新度系數(shù)為62%左右,主要設(shè)備完好率90%上下,。 而國(guó)外工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家對(duì)批量較大的標(biāo)準(zhǔn)軸承,,一般都采用高精度、高自動(dòng)化設(shè)備加工制造,;對(duì)規(guī)模批量的產(chǎn)品則組織自動(dòng)生產(chǎn)線(xiàn),,自動(dòng)化車(chē)間乃至自動(dòng)化工廠進(jìn)行生產(chǎn);軸承毛坯一般采用高速鐓鍛機(jī),,多工位壓力機(jī)和冷輾擴(kuò)機(jī)床生產(chǎn),;車(chē)加工采用多軸自動(dòng)車(chē)床,高效自動(dòng)單能車(chē)床連線(xiàn)等,;熱處理多采用保護(hù)氣氛熱處理生產(chǎn)線(xiàn),,有的已經(jīng)采用激光淬火技術(shù);磨加工多采用高精,、高速,、高效自動(dòng)磨,批量生產(chǎn)常采用磨削——超精研自動(dòng)生產(chǎn)線(xiàn),;后工序一般采用自動(dòng)裝配生產(chǎn)線(xiàn),。一些先進(jìn)的加工、檢測(cè)技術(shù),,例如自適應(yīng)磨削技術(shù),、在線(xiàn)測(cè)量技術(shù),、故障自動(dòng)診斷技術(shù)、仿真試驗(yàn)技術(shù)等,,已得到廣泛應(yīng)用,。
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——科技成果產(chǎn)業(yè)化水平低。 軸研所和中機(jī)十院長(zhǎng)期從事軸承工藝裝備和軸承產(chǎn)品開(kāi)發(fā)研究,,有大量的科技成果和專(zhuān)利產(chǎn)品令行業(yè)矚目,,諸如:軸承套圈精密冷輾生產(chǎn)線(xiàn)、軸承產(chǎn)品熱處理生產(chǎn)線(xiàn),、軸承套圈磨削生產(chǎn)線(xiàn),、軸承裝配設(shè)備等。它們有的經(jīng)國(guó)家級(jí)技術(shù)鑒定多年,,并取得技術(shù)進(jìn)步獎(jiǎng),,但科技成果產(chǎn)業(yè)化水平低,若不盡快投產(chǎn)面市,,將有失技術(shù)進(jìn)步意義,。
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由于我國(guó)軸承工業(yè)存在這些差距,因此,,在國(guó)際軸承市場(chǎng)上,,我國(guó)軸承產(chǎn)品的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力不足,主要依靠?jī)r(jià)格優(yōu)勢(shì),,難以與國(guó)外實(shí)力雄厚的軸承公司相抗衡,。 |