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。 % h4 q+ X' `) I- W i
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。 . m% L# s3 V1 T' p" B8 F( s
----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。
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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
; C, ~2 A) Q3 D5 W; |2 A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)2 | 18、19、(1)0、(0)2 | | 振动性能(dB) | 30~60 | 25~50 | | 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P2 | P4、P2 | | 寿命(小时) | 1800 | 3000 | 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。 0 B# B4 P) y. Z' W0 @( P
----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。 3 H Z% ~9 z+ f/ S6 g |+ I' v
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。 + U) Y4 H! |9 F% N& M }' C
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。
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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。
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----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! ) c" F) Y9 k7 o7 L
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。 , V' N( e" W3 F- |- [. j+ |
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。
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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。
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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%。 & Y/ ?) K2 w4 T; ?+ t* J; i
(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。 ! F S. S y- v b) n5 c
(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。 # d9 ^% A$ E! G* _+ P( Y; Q
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。
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(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。 ( \+ ?* i: r! i: c
(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。 ' H; R0 W+ {( ?% g6 U
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。 |