四、發(fā)展方向 高速精密軸承技術(shù)是當今世界軸承技術(shù)發(fā)展的方向,隨著現(xiàn)代化科技的發(fā)展,軸承已經(jīng)不是傳統(tǒng)的勞動密集型的低值易耗品,而是集新型材料、精密加工、計算機輔助設計、軸承制造、自動檢測與監(jiān)控、潤滑、密封等技術(shù)于一體的技術(shù)密集型產(chǎn)品,涉及材料、力學、摩擦、機械、計算機及熱處理等多種學科。軸承已突破傳統(tǒng)的“四大件”形式,正向輕量化、單元化、集成化和智能化的方向發(fā)展。 ; y4 ^4 Z2 _7 ~6 n$ B% d0 m/ d5 d8 P
我國軸承工業(yè)經(jīng)過近年來的發(fā)展,具備了相當?shù)囊?guī)模和實力,2008年軸承銷售額世界排名第3,但我國軸承產(chǎn)品結(jié)構(gòu)嚴重不合理,檔次低的通用軸承占相當高的比例,而如高速精密機床軸承等高技術(shù)含量和高附加值的軸承則相對比例極低,很大一部分尚不能生產(chǎn),必須以高昂的價格從國外進口,在一定程度上嚴重制約了我國工業(yè)的發(fā)展。 % }+ h( k3 W& E+ ]8 K5 q
----數(shù)控機床精密軸承競爭力有待提高 隨著現(xiàn)代機床向數(shù)控機床、加工中心方向發(fā)展,數(shù)控機床配套用高速精密機床軸承的需求量越來越大,數(shù)控機床精密軸承主要包括滾珠絲杠軸承、機床轉(zhuǎn)臺軸承和機床主軸軸承等關鍵軸承。根據(jù)《軸承》雜志、中國軸承信息網(wǎng)預測:P4 及以上級精密機床軸承在2010年需求量將達150萬套;P5 級機床軸承則在2010年將達500萬套。萬能組配軸承、薄壁系列軸承、陶瓷球軸承已經(jīng)成為數(shù)控機床配套用主導產(chǎn)品。但在我國,目前仍以傳統(tǒng)性機床軸承為主,具有高附加值的高速精密機床軸承幾乎全部依賴進口,尤其是中大型精密軸承,國外軸承價格昂貴、交貨周期長等因素嚴重影響我國數(shù)控機床行業(yè)的發(fā)展。因此,只有加快高速精密機床軸承的研究與開發(fā),才能盡快扭轉(zhuǎn)落后局面,促進機床行業(yè)的振興與發(fā)展。 6 F2 }5 y) [" T) E, {4 m
. h- T8 E' s& k 數(shù)控機床精密軸承工程化技術(shù)研究在如NSK、NTN、瑞典SKF和法國SNFA等世界著名軸承公司中,已經(jīng)成熟并形成規(guī);,而我國還沒有數(shù)控機床精密軸承的系統(tǒng)化研究,只有洛陽軸研科技股份有限公司、哈軸等少數(shù)企業(yè)能提供此類軸承,其余主要依靠進口,因此精密機床配套軸承的國產(chǎn)化已迫在眉睫。 我國數(shù)控機床精密軸承總體水平與國外先進水平比較見表2。 表2
4 j, O6 d' ^! \ {' z! g9 z我國數(shù)控機床精密軸承總體水平與國外先進水平比較 項目 | 我國技術(shù)水平 | 國外先進水平 | 備注 | 尺寸系列 | 19、(1)0、(0)2 | 18、19、(1)0、(0)2 | | 振動性能(dB) | 30~60 | 25~50 | | 壽命可靠性(%) | 80%~90% | 90%~98% | | 高速性能dmn(mm.r/min) | 最高2.5×106 | 最高3.5×106 | | 精度等級 | P4、小批量P2 | P4、P2 | | 壽命(小時) | 1800 | 3000 | 電主軸軸承 |
----破解高速鐵路客車軸承完全依靠進口難題 目前我國的動車組客車和高速鐵路客車配套軸承全部依賴進口,嚴重制約了國內(nèi)高速鐵路客車產(chǎn)業(yè)的正常發(fā)展。為適應鐵路客車大面積提速的需要,對時速250千米/時~350千米/時的高速鐵路客車軸承開展專項研究以替代進口已成為當務之急。 國內(nèi),洛陽軸承研究所與洛軸合作,成功開發(fā)了160千米/時的鐵路客車軸承,為鐵路運輸發(fā)展打下了良好基礎。目前,200千米/時的高速鐵路客車軸承全部進口。為此,有必要對高速鐵路客車軸承從設計分析、加工制造、檢測試驗等方面開展專題研究和開發(fā),以提高國產(chǎn)鐵路客車軸承的自主開發(fā)能力,掌握此類軸承在開發(fā)研制及產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)中的關鍵技術(shù),實現(xiàn)高速鐵路客車軸承的國產(chǎn)化配套。 0 k. t8 ~. G6 ] a. |4 ^
----盾構(gòu)機主軸承有待突破 盾構(gòu)機是一種集機、電、液、傳感、信息技術(shù)于一體的隧道施工成套設備。目前,我國使用的盾構(gòu)機幾乎依賴進口。 盾構(gòu)主軸承是盾構(gòu)機的關鍵部件,使用在盾構(gòu)刀盤系統(tǒng)上。由于盾構(gòu)機在既定施工段不允許失效,盾構(gòu)主軸承的壽命和可靠性直接影響盾構(gòu)機械的施工安全,幾乎等同于盾構(gòu)機的壽命。
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國內(nèi)對盾構(gòu)主軸承研制起步較晚,無論從設計理論還是制造工藝上都不曾系統(tǒng)地研究過,缺乏相應的試驗手段和相關的基礎資料,其承載能力、壽命和可靠性、一致性與國外同期同類產(chǎn)品相比,存在很大的差距,并且由于主軸承的高可靠性要求,導致盾構(gòu)機國內(nèi)用戶不愿采用國內(nèi)軸承。今天,我國已成為盾構(gòu)技術(shù)應用最多的國家,面臨著空前的發(fā)展空間,盾構(gòu)技術(shù)必須盡快實現(xiàn)國產(chǎn)化。
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盾構(gòu)技術(shù)的國產(chǎn)化離不開其關鍵部件——主軸承的國產(chǎn)化,盾構(gòu)主軸承的自主研發(fā)制造能否跟得上,將成為促進或制約我國盾構(gòu)技術(shù)發(fā)展的關鍵因素。 5 f6 g) t9 k, p! w+ y! W# ?
目前,洛軸所、河科大正在聯(lián)合研制土壓平衡盾構(gòu)主軸承,力求實現(xiàn)突破。 / u# Y& G2 t/ p" H( u3 w! e
----風電軸承需實現(xiàn)階段性突破 我國風能資源豐富,可開發(fā)量為10億千瓦。預計到2020年,中國風電裝機容量將超過1億千瓦,風電設備市場規(guī)模高達2100億元。年均增長約1000萬千瓦,折合2.0兆瓦風電機組可達5000臺。 由于風機使用工況的惡劣性、常年連續(xù)運轉(zhuǎn)的要求,以及長期野外作業(yè)高額的維修成本,這就對軸承的密封性能、可靠性能、使用壽命提出了更高的要求。 目前,大量的風電軸承技術(shù)和市場都為國外企業(yè)所主導。但是,隨著中國風電市場的超常發(fā)展,風電軸承作為風力發(fā)電機的關鍵部件長期依靠進口顯然是十分被動的。所以,風電軸承的國產(chǎn)化是中國風電事業(yè)發(fā)展中必經(jīng)的一道門檻! ' n# i# L D. K- p/ G* K: A
風力發(fā)電機組配套軸承是風力發(fā)電設備中的關鍵基礎件,是一種高技術(shù)含量、高附加值的專用軸承產(chǎn)品。通常,一臺風機中配套使用的各種類型主要軸承有20多套。
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我國風力發(fā)電機組關鍵軸承的研制開發(fā)始于20世紀90年代初,洛陽軸承研究所、洛陽LYC軸承有限公司、瓦房店軸承有限責任公司、天馬軸承股份有限公司等軸承科研和生產(chǎn)企業(yè)先后對大中型風力發(fā)電機組關鍵軸承開展了前期的研究和開發(fā)工作,在偏航軸承和變槳軸承、主軸軸承、增速器軸承的研制和開發(fā)工作中取得了階段性技術(shù)成果,但與國外先進水平相比,在一些關鍵技術(shù)和產(chǎn)業(yè)化發(fā)展進程上還有較大的差距。
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近年來,國家和企業(yè)高度關注風電軸承的國產(chǎn)化攻關,軸承行業(yè)在風力發(fā)電機組配套軸承的設計、關鍵加工工藝及檢測和試驗技術(shù)上,尤其是產(chǎn)業(yè)化方面做了積極的工作。目前,國內(nèi)已基本掌握了1.5兆瓦機組風力發(fā)電機組配套偏航軸承和變槳軸承的設計制造技術(shù)并實現(xiàn)了大批量生產(chǎn),已制訂了風電軸承標準。
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國內(nèi)通過開展兆瓦級以上風力發(fā)電機組關鍵軸承的研制,解決關鍵配套軸承的密封結(jié)構(gòu)和潤滑脂、特殊的滾道加工方法和熱處理技術(shù)、特殊保持架設計和加工制造方法等關鍵技術(shù),掌握兆瓦級以上風力發(fā)電機組關鍵配套軸承的設計、生產(chǎn)加工技術(shù),形成具有自主知識產(chǎn)權(quán)的技術(shù)和產(chǎn)品,可形成批量化生產(chǎn),替代進口產(chǎn)品,將帶動我國風電軸承設計、制造技術(shù)及相關理論研究的同步發(fā)展,能夠進一步提高國內(nèi)軸承行業(yè)的設計制造水平,縮小與國外先進水平之間的差距,促進我國軸承工業(yè)的快速發(fā)展和技術(shù)進步。 五、對策 (一)措施意見 1.提高行業(yè)生產(chǎn)集中度 通過公平競爭,做大做強一批,淘汰退出一批,大幅提高行業(yè)生產(chǎn)集中度。目前,世界八大軸承公司占據(jù)世界軸承市場份額達80%左右,日本前5家軸承公司占本國總量近90%,而我國前10家軸承企業(yè)占全國總量33.5%,前30家也僅占44.8%。 : w& ?3 y7 g. I5 w, V! ^
(1)做強做大一批。實施大集團發(fā)展戰(zhàn)略。推動大企業(yè)深化改革、促進其由競爭走向競合,形成戰(zhàn)略聯(lián)盟,打造軸承行業(yè)“航空母艦”;推動成長性好的民營企業(yè)參與國有企業(yè)的改制和資產(chǎn)重組,盤活存量資產(chǎn)并做大做強;推動國內(nèi)企業(yè)選擇能真誠合作、達到雙贏的合作對象,進入國外大軸承公司的全球采購體系。
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(2)淘汰退出一批。行業(yè)協(xié)會和各級工商管理部門、技術(shù)監(jiān)督部門聯(lián)手,組織企業(yè)開展打假維權(quán)活動;取得技術(shù)監(jiān)督部門的支持,充分發(fā)揮國家軸承質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心的作用,加大軸承質(zhì)量國家監(jiān)督抽查和行業(yè)督促檢查的力度,定期發(fā)布軸承質(zhì)量信息,引導市場,促使一批產(chǎn)品質(zhì)量低劣的企業(yè)被市場淘汰出局。
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2.提高研發(fā)和創(chuàng)新能力 (1)加強行業(yè)的研發(fā)和創(chuàng)新體系和能力建設 推動大型企業(yè)加強以技術(shù)中心為核心的技術(shù)創(chuàng)新體系的建設,力爭“十一五”期間國家級企業(yè)技術(shù)中心由現(xiàn)在5家增加到8家,創(chuàng)建省級企業(yè)技術(shù)中心20~30家。 制訂和發(fā)布軸承企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新能力指標體系,開展評價活動,引導廣大軸承企業(yè)根據(jù)自身的能力和需求,從組織體系、資金投入、人才開發(fā)等方面加強技術(shù)創(chuàng)新能力建設。 鼓勵和推動企業(yè)與科研院所、高等院校實行“產(chǎn)、學、研、用”聯(lián)合,合理配置資源,有效整合優(yōu)勢,增強研發(fā)和創(chuàng)新能力。 發(fā)揮一所、一院、一校的行業(yè)技術(shù)依托作用。通過政策扶持,強化洛陽軸承研究所、中機十院、河南科技大學在研發(fā)和創(chuàng)新上為行業(yè)提供咨詢服務的功能。
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(2)組織行業(yè)共性、關鍵技術(shù)研究開發(fā) 由洛陽軸承研究所、中機十院、河南科技大學牽頭,吸收有研發(fā)能力的大型企業(yè)參加,進行行業(yè)共性、關鍵技術(shù)的研究開發(fā)。如,新一代CAD、CAPP技術(shù);軸承仿真試驗技術(shù);提高鐵路和軋機軸承壽命和可靠性技術(shù);第三代轎車軸承設計制造與試驗技術(shù)等。 3.提高制造技術(shù)水平 (1)組織行業(yè)共性技術(shù)質(zhì)量攻關 已取得階段性成果的微小型深溝球軸承減振降噪攻關繼續(xù)向廣度和深度推進。要打好滾子軸承減振降噪和提高軸承壽命與可靠性的攻堅戰(zhàn),達到預期攻關目標。開展提高滾針軸承精度、性能、壽命和可靠性攻關。 (2)開發(fā)并推廣應用先進工藝及裝備。 4.提高信息化水平 引導企業(yè)按“效益驅(qū)動、總體設計、分步實施、重點突破”的原則,積極推進企業(yè)信息化建設。 ( u2 |$ t' }% _
(二)政策建議 1.建議國家有關部委在對具體企業(yè)、產(chǎn)品、技術(shù)項目的資金支持同時,加大對行業(yè)共性技術(shù)研究開發(fā)的支持,設立軸承行業(yè)共性技術(shù)研發(fā)基金。 2.加大對面向行業(yè)服務的科研設計院所、高等院校、國家級及省級企業(yè)技術(shù)中心、工程研究中心、工程實驗室、博士后科研工作站的研發(fā)項目尤其是前瞻性基礎性研發(fā)項目的政策支持力度。 3.建議成立“國家軸承技術(shù)研究中心” 。通過該中心,可以提升整個軸承行業(yè)的技術(shù)創(chuàng)新水平,并強化軸承行業(yè)的技術(shù)創(chuàng)新能力,打破國外對我們的技術(shù)封鎖和市場壟斷。
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從全國看,軸承企業(yè)2千多家,各自為戰(zhàn),多數(shù)企業(yè)建設大型研究、試驗條件不現(xiàn)實,如,風電軸承試驗條件。如果整合我國軸承行業(yè)的力量,成立“國家軸承技術(shù)研究中心”,就可進一步匯聚各方優(yōu)勢,開展軸承共性技術(shù)研究,加大軸承科技成果工程化和轉(zhuǎn)化力度,將軸承技術(shù)研究中心辦成軸承行業(yè)研發(fā)中心;軸承行業(yè)科技成果的中試基地;提高現(xiàn)有科技成果的成熟性、配套性和工程化水平,對軸承行業(yè)發(fā)揮巨大的輻射和帶動作用。 |