蓝色童话 发表于 2010-6-3 15:40:49

最新轴承行业发展研究报告

轴承是关键基础件,广泛应用于机床、车辆、冶金、化工、航空、航天等国民经济诸多领域和国防建设。可以说,有旋转就有轴承。因此,轴承又被誉为机器的“关节”。
我国是一个轴承大国,轴承产量、产值均居世界第三。目前,我国建立了比较完整的轴承工业体系,基本满足了国民经济建设和国防建设需要,也取得了一些令世人瞩目的优异成绩。如,三峡工程用船闸轴承、机器人专用轴承、卫星配套关键轴承、长征火箭和神舟飞船配套关键轴承等。但我国还不是一个轴承强国,与世界发达国家先进技术水平相比,还有一定差距。在高速精密重载等高技术含量、高附加值的产品方面如新型汽车轴承、大中型数控机床轴承、风电机组轴承、精密重载冶金轧机轴承几乎完全依靠进口,而高速铁路客车轴承全部依赖进口,在一定程度上制约了我国工业的发展。因此,加大对轴承产业的扶持,增强轴承产业自主创新能力,提升轴承行业整体水平,摆脱高速精密重载关键配套轴承受制于人的局面是当务之急,也是势在必行。
一、概况轴承是关键基础件,是现代机器不可缺少的支承部件。轴承质量直接影响其配套主机和装备的精度与性能,进而影响到整个机械工业的水平。
我国轴承工业经过几十年的发展,取得了举世瞩目的成就。——形成了比较完整的生产体系,已具有相当的经济规模。全行业具有规模以上轴承企业超过1000家,国家级科研院所2个,为轴承行业培养高级专门人才的高等院校1所。行业职工人数39万,其中技术人员1.8万,拥有主要生产设备9万多台。近年来,我国轴承行业持续、稳定、快速发展,已形成了较大的生产规模,近五年来,轴承行业收入年均增长近20%。2008年全行业生产各类轴承100亿套,实现主营业务收入880亿元,轴承出口34亿套,创汇30亿美元,轴承产量和销售收入居世界第三位。
——为主机和重大技术装备的配套能力明显增强,已具有一定的技术实力。我国轴承行业已具有一定的技术实力。除“一所一院一校”外,拥有国家级企业技术中心5个,博士后科研工作站6个,国家级实验室9个。我国生产的轴承产品已基本满足铁路、汽车、冶金、矿山、电机、精密机床、石油钻机、重型机械、水利枢纽工程以及家用电器等领域的需要。为我国发展高新技术和国防建设提供了一批高质量的专用轴承产品。据中国轴协统计,轴承行业为重大装备和重点主机配套率达80%。我国已可生产多种规格和用途的专用轴承,从最小内径0.207毫米到最大外径6.3米,单套净重从零点几克到15吨。到2008年,我国已累计生产轴承品种超10000个,规格70000种。如,通讯卫星消旋天线轴承、反作用飞轮轴承、“长征”运载火箭用超低温高速轴承、“神舟”系列载人飞船用配套轴承。
二、国外技术现状与趋势国外轴承产品向着高速、高精、高可靠性、长寿命、低摩擦、低振动、低噪声轴承;以及技术含量高的单元化、智能化、功能部件化轴承产品发展。
在轴承的设计理论方面,国外知名轴承企业广泛采用现代设计理论,如轴承计算机辅助设计(CAD)技术;仿真技术(包括性能仿真、分析与设计仿真、制造和运动仿真等);优化设计;可靠性设计;健壮设计(RD)、有限元分析;静音、超静音设计;表面谐波控制技术等。
在轴承制造技术方面,国外知名轴承企业广泛采用先进制造技术(AMT),如计算机辅助工艺规程设计(CAPP)、计算机辅助制造(CAM)、虚拟制造技术(VM)、智能制造技术、并行工程、成组技术等。国外知名轴承企业广泛还采用加工自动化技术、柔性制造技术、少无切削加工技术、超精密及纳米加工技术、超高速加工技术、检测自动化和在线质量控制技术,以及清洁生产技术等。
三、存在问题 目前,从轴承生产总量和生产体系看,我国已成为仅次于日本和瑞典的世界第三大轴承生产大国;但从自主创新能力、产品开发能力,产品质量水平和生产制造水平来看,我国与主要轴承生产国还存在较大的差距,还不是轴承生产强国。
“大”指外在规模和产能,“强”指内在质量技术和品牌。中国轴承工业的高速发展,主要是依靠产能扩张、规模扩张来实现的;而世界轴承强国的发展主要是依靠技术扩张、品牌扩张来实现的。世界轴承工业成功的发展道路是:产能扩张--技术扩张—品牌扩张。世界强国的轴承工业己进入品牌扩张阶段,而中国轴承工业还处在产能扩张阶段,开始进入技术扩张阶段,从这个意义上说,中国这个轴承大国与世界轴承强国相比,还落后一个时代。
主要差距表现为: ——自主创新能力低,科研水平较低,成果转化率低,产品的性能和可靠性有待提高。“十五”期间,轴承行业由国家、轴承企业投入部分科研经费,各轴承企业也加大了技术攻关投入,对长期制约为国内主机配套和扩大出口的微小型深沟球轴承的振动噪声和密封性能问题进行重点攻关,取得了显著效果;在此基础上,又组织了滚子轴承减振降噪和提高轴承寿命和可靠性技术攻关;为解决国家重点军工、航空航天等亟待解决的问题,进行专项研究,如开展了航空发动机主轴轴承可靠性研究,大推力火箭发动机低温高效轴承研究,固体润滑技术及轴承研究,轴承精密辗扩与磨削超精成套设备开发,高速精密陶瓷轴承批量制造技术开发,高速机床用陶瓷轴承动态性能研究等项目。这些成果为我国开发和生产高、精、尖轴承产品奠定了一定的技术基础,也为进一步满足我国高科技产业和国防工业的发展需求,以及为国内主机配套和扩大出口创造了有利条件。

然而,与主要轴承生产国相比还存在较大的差距。全行业存在“两弱两少”的问题,即基础理论研究弱,参与国际标准制订力度弱;少原创技术,少专利产品。设计和制造技术基本是模仿,几十年一贯制。如在设计、制造、材料、润滑、检测及试验等综合技术方面与国外均有差距。
目前我国国家级科研院所有2个,即洛阳轴承研究所(洛阳轴研科技股份有限公司)和洛阳第十设计院(中机十院国际工程公司),设置轴承专业的大学只有河南科技大学。尽管全行业有技术人员1.8万人,但高层次人才短缺。同时,科技成果转化为生产力的比率仅为1/4左右。加之技术、资金、政策等多方面的原因,行业新产品开发能力不强,技术落后。如轿车轮毂轴承国外已进入第三代产品使用阶段,我国轿车轴承进入大量使用的主要为第一代、第二代产品,第三代才开始试制,且多为仿制。铁路客车轴承允许的行车速度为160千米/时~200千米/时,计算寿命为350万公里。国外先进水平为,速度250千米/时~350千米/时,计算寿命380万公里~500万公里。因此,我国高速铁路客车、中高档数控机床和加工中心、中高档轿车、计算机、空调器、高速精密冶金轧机等重要主机的配套和维修轴承,基本上依靠进口。在轴承的寿命、可靠性和异音等方面也与国外有较大差距。在振动噪声和异音方面,日本已推出所谓的“静音”及“超静音”轴承,而国产轴承的振动(加速度)水平一般要相差10dB以上。计算机以及家用电器用低噪声密封球轴承等,由于我国同类产品存在异音问题,每年进口量有逐年攀升的趋势。大型轧钢设备配套轴承品种,满足率仅达85%左右。在尺寸公差、旋转精度方面,日本已致力于研究“不可重复跳动”的精细指标;德国FAG在10年前就已制造出“不可重复跳动”小于1µm的大型望远镜轴承,而我国轴承行业在此方面的质量控制还是空白。另外,还存在尺寸偏差的离散度比较大的问题。在寿命、可靠性方面,以深沟球轴承为例,国外名牌产品的寿命一般为计算寿命的8倍以上(最高可达30倍),可靠度为98%(或追求与主机同等寿命),而国产轴承一般仅为3~5倍,可靠度为96%左右。
——产品品种少,质量不稳定,不能完全满足重点主机配套需求。世界著名轴承公司科研和产品开发能力都很强。如SKF,NSK,NTN,FAG等公司,经常推出自己特色的产品,能根据用户的需求,先期于主机投入使用之前提出满足主机要求的新产品。每家公司所掌握的品种数都在10000种以上,而我国累计生产轴承品种仅为10000种,且大多数都处于仿制水平上。根据国家监督抽查和行业质量统检结果显示,国产轴承的质量不稳定,平均合格率低于全国各类产品的平均合格率水平。
——工艺装备落后,产品制造技术水平低。轴承行业基础差,底子薄,工艺落后,制造水平低, “九五”、“十五”经过局部技术改造,工艺装备水平虽有所改善,但仍无根本改观。近年统计,全行业固定资产新度系数为62%左右,主要设备完好率90%上下。而国外工业发达国家对批量较大的标准轴承,一般都采用高精度、高自动化设备加工制造;对规模批量的产品则组织自动生产线,自动化车间乃至自动化工厂进行生产;轴承毛坯一般采用高速镦锻机,多工位压力机和冷辗扩机床生产;车加工采用多轴自动车床,高效自动单能车床连线等;热处理多采用保护气氛热处理生产线,有的已经采用激光淬火技术;磨加工多采用高精、高速、高效自动磨,批量生产常采用磨削——超精研自动生产线;后工序一般采用自动装配生产线。一些先进的加工、检测技术,例如自适应磨削技术、在线测量技术、故障自动诊断技术、仿真试验技术等,已得到广泛应用。
——科技成果产业化水平低。轴研所和中机十院长期从事轴承工艺装备和轴承产品开发研究,有大量的科技成果和专利产品令行业瞩目,诸如:轴承套圈精密冷辗生产线、轴承产品热处理生产线、轴承套圈磨削生产线、轴承装配设备等。它们有的经国家级技术鉴定多年,并取得技术进步奖,但科技成果产业化水平低,若不尽快投产面市,将有失技术进步意义。
由于我国轴承工业存在这些差距,因此,在国际轴承市场上,我国轴承产品的市场竞争能力不足,主要依靠价格优势,难以与国外实力雄厚的轴承公司相抗衡。

蓝色童话 发表于 2010-6-3 15:44:14

四、发展方向高速精密轴承技术是当今世界轴承技术发展的方向,随着现代化科技的发展,轴承已经不是传统的劳动密集型的低值易耗品,而是集新型材料、精密加工、计算机辅助设计、轴承制造、自动检测与监控、润滑、密封等技术于一体的技术密集型产品,涉及材料、力学、摩擦、机械、计算机及热处理等多种学科。轴承已突破传统的“四大件”形式,正向轻量化、单元化、集成化和智能化的方向发展。
我国轴承工业经过近年来的发展,具备了相当的规模和实力,2008年轴承销售额世界排名第3,但我国轴承产品结构严重不合理,档次低的通用轴承占相当高的比例,而如高速精密机床轴承等高技术含量和高附加值的轴承则相对比例极低,很大一部分尚不能生产,必须以高昂的价格从国外进口,在一定程度上严重制约了我国工业的发展。
----数控机床精密轴承竞争力有待提高随着现代机床向数控机床、加工中心方向发展,数控机床配套用高速精密机床轴承的需求量越来越大,数控机床精密轴承主要包括滚珠丝杠轴承、机床转台轴承和机床主轴轴承等关键轴承。根据《轴承》杂志、中国轴承信息网预测:P4 及以上级精密机床轴承在2010年需求量将达150万套;P5 级机床轴承则在2010年将达500万套。万能组配轴承、薄壁系列轴承、陶瓷球轴承已经成为数控机床配套用主导产品。但在我国,目前仍以传统性机床轴承为主,具有高附加值的高速精密机床轴承几乎全部依赖进口,尤其是中大型精密轴承,国外轴承价格昂贵、交货周期长等因素严重影响我国数控机床行业的发展。因此,只有加快高速精密机床轴承的研究与开发,才能尽快扭转落后局面,促进机床行业的振兴与发展。

数控机床精密轴承工程化技术研究在如NSK、NTN、瑞典SKF和法国SNFA等世界著名轴承公司中,已经成熟并形成规模化,而我国还没有数控机床精密轴承的系统化研究,只有洛阳轴研科技股份有限公司、哈轴等少数企业能提供此类轴承,其余主要依靠进口,因此精密机床配套轴承的国产化已迫在眉睫。 我国数控机床精密轴承总体水平与国外先进水平比较见表2。表2
我国数控机床精密轴承总体水平与国外先进水平比较
项目我国技术水平国外先进水平备注
尺寸系列19、(1)0、(0)218、19、(1)0、(0)2
振动性能(dB)30~6025~50
寿命可靠性(%)80%~90%90%~98%
高速性能dmn(mm.r/min)最高2.5×106最高3.5×106
精度等级P4、小批量P2P4、P2
寿命(小时)18003000电主轴轴承
----破解高速铁路客车轴承完全依靠进口难题目前我国的动车组客车和高速铁路客车配套轴承全部依赖进口,严重制约了国内高速铁路客车产业的正常发展。为适应铁路客车大面积提速的需要,对时速250千米/时~350千米/时的高速铁路客车轴承开展专项研究以替代进口已成为当务之急。国内,洛阳轴承研究所与洛轴合作,成功开发了160千米/时的铁路客车轴承,为铁路运输发展打下了良好基础。目前,200千米/时的高速铁路客车轴承全部进口。为此,有必要对高速铁路客车轴承从设计分析、加工制造、检测试验等方面开展专题研究和开发,以提高国产铁路客车轴承的自主开发能力,掌握此类轴承在开发研制及产业化生产中的关键技术,实现高速铁路客车轴承的国产化配套。
----盾构机主轴承有待突破盾构机是一种集机、电、液、传感、信息技术于一体的隧道施工成套设备。目前,我国使用的盾构机几乎依赖进口。盾构主轴承是盾构机的关键部件,使用在盾构刀盘系统上。由于盾构机在既定施工段不允许失效,盾构主轴承的寿命和可靠性直接影响盾构机械的施工安全,几乎等同于盾构机的寿命。
国内对盾构主轴承研制起步较晚,无论从设计理论还是制造工艺上都不曾系统地研究过,缺乏相应的试验手段和相关的基础资料,其承载能力、寿命和可靠性、一致性与国外同期同类产品相比,存在很大的差距,并且由于主轴承的高可靠性要求,导致盾构机国内用户不愿采用国内轴承。今天,我国已成为盾构技术应用最多的国家,面临着空前的发展空间,盾构技术必须尽快实现国产化。
盾构技术的国产化离不开其关键部件——主轴承的国产化,盾构主轴承的自主研发制造能否跟得上,将成为促进或制约我国盾构技术发展的关键因素。
目前,洛轴所、河科大正在联合研制土压平衡盾构主轴承,力求实现突破。
----风电轴承需实现阶段性突破我国风能资源丰富,可开发量为10亿千瓦。预计到2020年,中国风电装机容量将超过1亿千瓦,风电设备市场规模高达2100亿元。年均增长约1000万千瓦,折合2.0兆瓦风电机组可达5000台。 由于风机使用工况的恶劣性、常年连续运转的要求,以及长期野外作业高额的维修成本,这就对轴承的密封性能、可靠性能、使用寿命提出了更高的要求。 目前,大量的风电轴承技术和市场都为国外企业所主导。但是,随着中国风电市场的超常发展,风电轴承作为风力发电机的关键部件长期依靠进口显然是十分被动的。所以,风电轴承的国产化是中国风电事业发展中必经的一道门槛!
风力发电机组配套轴承是风力发电设备中的关键基础件,是一种高技术含量、高附加值的专用轴承产品。通常,一台风机中配套使用的各种类型主要轴承有20多套。
我国风力发电机组关键轴承的研制开发始于20世纪90年代初,洛阳轴承研究所、洛阳LYC轴承有限公司、瓦房店轴承有限责任公司、天马轴承股份有限公司等轴承科研和生产企业先后对大中型风力发电机组关键轴承开展了前期的研究和开发工作,在偏航轴承和变桨轴承、主轴轴承、增速器轴承的研制和开发工作中取得了阶段性技术成果,但与国外先进水平相比,在一些关键技术和产业化发展进程上还有较大的差距。
近年来,国家和企业高度关注风电轴承的国产化攻关,轴承行业在风力发电机组配套轴承的设计、关键加工工艺及检测和试验技术上,尤其是产业化方面做了积极的工作。目前,国内已基本掌握了1.5兆瓦机组风力发电机组配套偏航轴承和变桨轴承的设计制造技术并实现了大批量生产,已制订了风电轴承标准。
国内通过开展兆瓦级以上风力发电机组关键轴承的研制,解决关键配套轴承的密封结构和润滑脂、特殊的滚道加工方法和热处理技术、特殊保持架设计和加工制造方法等关键技术,掌握兆瓦级以上风力发电机组关键配套轴承的设计、生产加工技术,形成具有自主知识产权的技术和产品,可形成批量化生产,替代进口产品,将带动我国风电轴承设计、制造技术及相关理论研究的同步发展,能够进一步提高国内轴承行业的设计制造水平,缩小与国外先进水平之间的差距,促进我国轴承工业的快速发展和技术进步。 五、对策(一)措施意见1.提高行业生产集中度通过公平竞争,做大做强一批,淘汰退出一批,大幅提高行业生产集中度。目前,世界八大轴承公司占据世界轴承市场份额达80%左右,日本前5家轴承公司占本国总量近90%,而我国前10家轴承企业占全国总量33.5%,前30家也仅占44.8%。
(1)做强做大一批。实施大集团发展战略。推动大企业深化改革、促进其由竞争走向竞合,形成战略联盟,打造轴承行业“航空母舰”;推动成长性好的民营企业参与国有企业的改制和资产重组,盘活存量资产并做大做强;推动国内企业选择能真诚合作、达到双赢的合作对象,进入国外大轴承公司的全球采购体系。
(2)淘汰退出一批。行业协会和各级工商管理部门、技术监督部门联手,组织企业开展打假维权活动;取得技术监督部门的支持,充分发挥国家轴承质量监督检验中心的作用,加大轴承质量国家监督抽查和行业督促检查的力度,定期发布轴承质量信息,引导市场,促使一批产品质量低劣的企业被市场淘汰出局。
2.提高研发和创新能力(1)加强行业的研发和创新体系和能力建设推动大型企业加强以技术中心为核心的技术创新体系的建设,力争“十一五”期间国家级企业技术中心由现在5家增加到8家,创建省级企业技术中心20~30家。制订和发布轴承企业技术创新能力指标体系,开展评价活动,引导广大轴承企业根据自身的能力和需求,从组织体系、资金投入、人才开发等方面加强技术创新能力建设。鼓励和推动企业与科研院所、高等院校实行“产、学、研、用”联合,合理配置资源,有效整合优势,增强研发和创新能力。发挥一所、一院、一校的行业技术依托作用。通过政策扶持,强化洛阳轴承研究所、中机十院、河南科技大学在研发和创新上为行业提供咨询服务的功能。
(2)组织行业共性、关键技术研究开发由洛阳轴承研究所、中机十院、河南科技大学牵头,吸收有研发能力的大型企业参加,进行行业共性、关键技术的研究开发。如,新一代CAD、CAPP技术;轴承仿真试验技术;提高铁路和轧机轴承寿命和可靠性技术;第三代轿车轴承设计制造与试验技术等。3.提高制造技术水平(1)组织行业共性技术质量攻关已取得阶段性成果的微小型深沟球轴承减振降噪攻关继续向广度和深度推进。要打好滚子轴承减振降噪和提高轴承寿命与可靠性的攻坚战,达到预期攻关目标。开展提高滚针轴承精度、性能、寿命和可靠性攻关。(2)开发并推广应用先进工艺及装备。4.提高信息化水平引导企业按“效益驱动、总体设计、分步实施、重点突破”的原则,积极推进企业信息化建设。
(二)政策建议1.建议国家有关部委在对具体企业、产品、技术项目的资金支持同时,加大对行业共性技术研究开发的支持,设立轴承行业共性技术研发基金。2.加大对面向行业服务的科研设计院所、高等院校、国家级及省级企业技术中心、工程研究中心、工程实验室、博士后科研工作站的研发项目尤其是前瞻性基础性研发项目的政策支持力度。3.建议成立“国家轴承技术研究中心” 。通过该中心,可以提升整个轴承行业的技术创新水平,并强化轴承行业的技术创新能力,打破国外对我们的技术封锁和市场垄断。
从全国看,轴承企业2千多家,各自为战,多数企业建设大型研究、试验条件不现实,如,风电轴承试验条件。如果整合我国轴承行业的力量,成立“国家轴承技术研究中心”,就可进一步汇聚各方优势,开展轴承共性技术研究,加大轴承科技成果工程化和转化力度,将轴承技术研究中心办成轴承行业研发中心;轴承行业科技成果的中试基地;提高现有科技成果的成熟性、配套性和工程化水平,对轴承行业发挥巨大的辐射和带动作用。

苏城朋友 发表于 2010-6-3 15:52:32

不 错 不 错,学 习 了

hooxee 发表于 2010-6-3 21:20:51

:'(:'(:'(:'(:'(:'(:'(:'(:'(:'(:'(

yst00 发表于 2010-6-4 10:05:53

收益了,楼主很专业。。。

天气 发表于 2010-6-5 22:57:00

只希望国内那些大的轴承制造企业能够认真做点实事,努力去缩小我们与国外的差距。如果已经看到了差距还是一味的吹牛差距只会越来越大。况且像这种行业发展研究报告并不准确,我们与国外先进轴承制造业的差距只会比研究报告里所说的还要大,有很多企业的试验数据都是根据市场需求而适当保密的。

见习生小王 发表于 2010-6-7 17:40:00

值得认真学习研究的资料,谢谢分享。

zhangr0413 发表于 2010-7-26 13:34:59

我见过一个英文版的,英国皇家研究院出的,居然很专业,但是要花钱买啊,呵呵。

zhangying9903 发表于 2010-7-26 15:58:37

革命尚未成功,同仁还须努力。

wangqing9696 发表于 2010-7-27 09:18:28

分析的非常透测      当前长度: 14 字节系统限制: 20 到 10000 字节
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