軸承是關(guān)鍵基礎(chǔ)件,,廣泛應(yīng)用于機(jī)床,、車輛,、冶金、化工,、航空,、航天等國民經(jīng)濟(jì)諸多領(lǐng)域和國防建設(shè)�,?梢哉f,,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)”,。 7 e1 c) w% g' c
我國是一個(gè)軸承大國,軸承產(chǎn)量,、產(chǎn)值均居世界第三,。目前,我國建立了比較完整的軸承工業(yè)體系,,基本滿足了國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)和國防建設(shè)需要,,也取得了一些令世人矚目的優(yōu)異成績。如,,三峽工程用船閘軸承,、機(jī)器人專用軸承、衛(wèi)星配套關(guān)鍵軸承,、長征火箭和神舟飛船配套關(guān)鍵軸承等,。但我國還不是一個(gè)軸承強(qiáng)國,與世界發(fā)達(dá)國家先進(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,,而高速鐵路客車軸承全部依賴進(jìn)口,,在一定程度上制約了我國工業(yè)的發(fā)展。 因此,加大對軸承產(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,也是勢在必行,。 : x. u+ a& ]0 d) u0 e
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,。
' h" s" G. Q) z( U
我國軸承工業(yè)經(jīng)過幾十年的發(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1000家,國家級科研院所2個(gè),,為軸承行業(yè)培養(yǎng)高級專門人才的高等院校1所,。行業(yè)職工人數(shù)39萬,其中技術(shù)人員1.8萬,,擁有主要生產(chǎn)設(shè)備9萬多臺,。近年來,我國軸承行業(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,,軸承行業(yè)收入年均增長近20%。2008年全行業(yè)生產(chǎn)各類軸承100億套,,實(shí)現(xiàn)主營業(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)量和銷售收入居世界第三位,。
6 t, c" e8 O ^# K7 b5 ^+ r+ X
——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,,擁有國家級企業(yè)技術(shù)中心5個(gè),,博士后科研工作站6個(gè),國家級實(shí)驗(yàn)室9個(gè),。我國生產(chǎn)的軸承產(chǎn)品已基本滿足鐵路,、汽車,、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。為我國發(fā)展高新技術(shù)和國防建設(shè)提供了一批高質(zhì)量的專用軸承產(chǎn)品,。據(jù)中國軸協(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%。我國已可生產(chǎn)多種規(guī)格和用途的專用軸承,,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)星消旋天線軸承,、反作用飛輪軸承、“長征”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,。
, U' [0 U/ `+ Z) I
二、國外技術(shù)現(xiàn)狀與趨勢 國外軸承產(chǎn)品向著高速,、高精,、高可靠性、長壽命,、低摩擦,、低振動、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,。
% ]8 n5 y: s# \( O0 B
在軸承的設(shè)計(jì)理論方面,,國外知名軸承企業(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,。 * ~+ r1 w. R9 r& o0 [
在軸承制造技術(shù)方面,,國外知名軸承企業(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,。 國外知名軸承企業(yè)廣泛還采用加工自動化技術(shù),、柔性制造技術(shù)、少無切削加工技術(shù),、超精密及納米加工技術(shù),、超高速加工技術(shù)、檢測自動化和在線質(zhì)量控制技術(shù),,以及清潔生產(chǎn)技術(shù)等,。 . J. y1 _. K& ?0 `* P
三、存在問題 目前,,從軸承生產(chǎn)總量和生產(chǎn)體系看,,我國已成為僅次于日本和瑞典的世界第三大軸承生產(chǎn)大國;但從自主創(chuàng)新能力,、產(chǎn)品開發(fā)能力,,產(chǎn)品質(zhì)量水平和生產(chǎn)制造水平來看,我國與主要軸承生產(chǎn)國還存在較大的差距,,還不是軸承生產(chǎn)強(qiáng)國,。
& Z8 Z8 @9 ^: X: l3 j“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)張來實(shí)現(xiàn)的,;而世界軸承強(qiáng)國的發(fā)展主要是依靠技術(shù)擴(kuò)張,、品牌擴(kuò)張來實(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)國的軸承工業(yè)己進(jìn)入品牌擴(kuò)張階段,,而中國軸承工業(yè)還處在產(chǎn)能擴(kuò)張階段,,開始進(jìn)入技術(shù)擴(kuò)張階段,從這個(gè)意義上說,,中國這個(gè)軸承大國與世界軸承強(qiáng)國相比,,還落后一個(gè)時(shí)代。 ( s, n N+ I+ J3 v
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,,對長期制約為國內(nèi)主機(jī)配套和擴(kuò)大出口的微小型深溝球軸承的振動噪聲和密封性能問題進(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);為解決國家重點(diǎn)軍工,、航空航天等亟待解決的問題,,進(jìn)行專項(xiàng)研究,如開展了航空發(fā)動機(jī)主軸軸承可靠性研究,,大推力火箭發(fā)動機(jī)低溫高效軸承研究,,固體潤滑技術(shù)及軸承研究,軸承精密輾擴(kuò)與磨削超精成套設(shè)備開發(fā),,高速精密陶瓷軸承批量制造技術(shù)開發(fā),,高速機(jī)床用陶瓷軸承動態(tài)性能研究等項(xiàng)目。這些成果為我國開發(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)一步滿足我國高科技產(chǎn)業(yè)和國防工業(yè)的發(fā)展需求,,以及為國內(nèi)主機(jī)配套和擴(kuò)大出口創(chuàng)造了有利條件,。
7 q# R' V! ^: t* X3 ] m, b( N
0 a0 v, I+ @1 p6 L/ }5 u
然而,與主要軸承生產(chǎn)國相比還存在較大的差距,。全行業(yè)存在“兩弱兩少”的問題,,即基礎(chǔ)理論研究弱,參與國際標(biāo)準(zhǔn)制訂力度弱,;少原創(chuàng)技術(shù),,少專利產(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,、潤滑,、檢測及試驗(yàn)等綜合技術(shù)方面與國外均有差距。
/ H Q. [- G. [. |/ w( f O1 u
目前我國國家級科研院所有2個(gè),,即洛陽軸承研究所(洛陽軸研科技股份有限公司)和洛陽第十設(shè)計(jì)院(中機(jī)十院國際工程公司),,設(shè)置軸承專業(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)品開發(fā)能力不強(qiáng),,技術(shù)落后。如轎車輪轂軸承國外已進(jìn)入第三代產(chǎn)品使用階段,,我國轎車軸承進(jìn)入大量使用的主要為第一代、第二代產(chǎn)品,,第三代才開始試制,,且多為仿制。鐵路客車軸承允許的行車速度為160千米/時(shí)~200千米/時(shí),,計(jì)算壽命為350萬公里,。國外先進(jìn)水平為,速度250千米/時(shí)~350千米/時(shí),,計(jì)算壽命380萬公里~500萬公里,。因此,我國高速鐵路客車,、中高檔數(shù)控機(jī)床和加工中心,、中高檔轎車、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外有較大差距。在振動噪聲和異音方面,日本已推出所謂的“靜音”及“超靜音”軸承,,而國產(chǎn)軸承的振動(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,由于我國同類產(chǎn)品存在異音問題,,每年進(jìn)口量有逐年攀升的趨勢,。大型軋鋼設(shè)備配套軸承品種,滿足率僅達(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”的精細(xì)指標(biāo),;德國FAG在10年前就已制造出“不可重復(fù)跳動”小于1µm的大型望遠(yuǎn)鏡軸承,,而我國軸承行業(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題,。在壽命、可靠性方面,,以深溝球軸承為例,,國外名牌產(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),,而國產(chǎn)軸承一般僅為3~5倍,,可靠度為96%左右。 9 W5 t( O I' @( n9 Y, B3 L. F
——產(chǎn)品品種少,,質(zhì)量不穩(wěn)定,,不能完全滿足重點(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)用戶的需求,,先期于主機(jī)投入使用之前提出滿足主機(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)國家監(jiān)督抽查和行業(yè)質(zhì)量統(tǒng)檢結(jié)果顯示,國產(chǎn)軸承的質(zhì)量不穩(wěn)定,,平均合格率低于全國各類產(chǎn)品的平均合格率水平,。 . e) {3 ?/ C+ ]2 j$ q4 o
——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)過局部技術(shù)改造,工藝裝備水平雖有所改善,,但仍無根本改觀,。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,。 而國外工業(yè)發(fā)達(dá)國家對批量較大的標(biāo)準(zhǔn)軸承,一般都采用高精度,、高自動化設(shè)備加工制造,;對規(guī)模批量的產(chǎn)品則組織自動生產(chǎn)線,自動化車間乃至自動化工廠進(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);車加工采用多軸自動車床,,高效自動單能車床連線等;熱處理多采用保護(hù)氣氛熱處理生產(chǎn)線,,有的已經(jīng)采用激光淬火技術(shù),;磨加工多采用高精、高速,、高效自動磨,批量生產(chǎn)常采用磨削——超精研自動生產(chǎn)線,;后工序一般采用自動裝配生產(chǎn)線,。一些先進(jìn)的加工、檢測技術(shù),,例如自適應(yīng)磨削技術(shù)、在線測量技術(shù),、故障自動診斷技術(shù),、仿真試驗(yàn)技術(shù)等,已得到廣泛應(yīng)用,。 + p! L+ a" s" L6 }8 p2 |) T' g
——科技成果產(chǎn)業(yè)化水平低,。 軸研所和中機(jī)十院長期從事軸承工藝裝備和軸承產(chǎn)品開發(fā)研究,有大量的科技成果和專利產(chǎn)品令行業(yè)矚目,,諸如:軸承套圈精密冷輾生產(chǎn)線,、軸承產(chǎn)品熱處理生產(chǎn)線、軸承套圈磨削生產(chǎn)線,、軸承裝配設(shè)備等,。它們有的經(jīng)國家級技術(shù)鑒定多年,并取得技術(shù)進(jìn)步獎,,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,。 ; k5 D) U& u( y: [7 Z+ x7 \
由于我國軸承工業(yè)存在這些差距,,因此,在國際軸承市場上,,我國軸承產(chǎn)品的市場競爭能力不足,,主要依靠價(jià)格優(yōu)勢,難以與國外實(shí)力雄厚的軸承公司相抗衡,。 |