四、發展方向 高速精密軸承技術是當今世界軸承技術發展的方向,隨著現代化科技的發展,軸承已經不是傳統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、自動檢測與監控、潤滑、密封等技術于一體的技術密集型產品,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展。 $ t1 n/ e" g* H/ A- S7 p
我國軸承工業經過近年來的發展,具備了相當的規模和實力,2008年軸承銷售額世界排名第3,但我國軸承產品結構嚴重不合理,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,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的發展。
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----數控機床精密軸承競爭力有待提高 隨著現代機床向數控機床、加工中心方向發展,數控機床配套用高速精密機床軸承的需求量越來越大,數控機床精密軸承主要包括滾珠絲杠軸承、機床轉臺軸承和機床主軸軸承等關鍵軸承。根據《軸承》雜志、中國軸承信息網預測: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、陶瓷球軸承已經成為數控機床配套用主導產品。但在我國,目前仍以傳統性機床軸承為主,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控機床行業的發展。因此,只有加快高速精密機床軸承的研究與開發,才能盡快扭轉落后局面,促進機床行業的振興與發展。 . f4 S$ c- J$ b
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數控機床精密軸承工程化技術研究在如NSK、NTN、瑞典SKF和法國SNFA等世界著名軸承公司中,已經成熟并形成規;覈沒有數控機床精密軸承的系統化研究,只有洛陽軸研科技股份有限公司、哈軸等少數企業能提供此類軸承,其余主要依靠進口,因此精密機床配套軸承的國產化已迫在眉睫。 我國數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! B& M" L2 `! { t1 n% c
我國數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,嚴重制約了國內高速鐵路客車產業的正常發展。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,洛陽軸承研究所與洛軸合作,成功開發了160千米/時的鐵路客車軸承,為鐵路運輸發展打下了良好基礎。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,以提高國產鐵路客車軸承的自主開發能力,掌握此類軸承在開發研制及產業化生產中的關鍵技術,實現高速鐵路客車軸承的國產化配套。 ) ^ ?& V% i; _! o( A( D
----盾構機主軸承有待突破 盾構機是一種集機、電、液、傳感、信息技術于一體的隧道施工成套設備。目前,我國使用的盾構機幾乎依賴進口。 盾構主軸承是盾構機的關鍵部件,使用在盾構刀盤系統上。由于盾構機在既定施工段不允許失效,盾構主軸承的壽命和可靠性直接影響盾構機械的施工安全,幾乎等同于盾構機的壽命。
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國內對盾構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,導致盾構機國內用戶不愿采用國內軸承。今天,我國已成為盾構技術應用最多的國家,面臨著空前的發展空間,盾構技術必須盡快實現國產化。 : E' K6 O. G$ t* F! F
盾構技術的國產化離不開其關鍵部件——主軸承的國產化,盾構主軸承的自主研發制造能否跟得上,將成為促進或制約我國盾構技術發展的關鍵因素。
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目前,洛軸所、河科大正在聯合研制土壓平衡盾構主軸承,力求實現突破。
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----風電軸承需實現階段性突破 我國風能資源豐富,可開發量為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、常年連續運轉的要求,以及長期野外作業高額的維修成本,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和市場都為國外企業所主導。但是,隨著中國風電市場的超常發展,風電軸承作為風力發電機的關鍵部件長期依靠進口顯然是十分被動的。所以,風電軸承的國產化是中國風電事業發展中必經的一道門檻! + x- ?5 h8 t; m9 E3 [4 u/ T
風力發電機組配套軸承是風力發電設備中的關鍵基礎件,是一種高技術含量、高附加值的專用軸承產品。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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我國風力發電機組關鍵軸承的研制開發始于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企業先后對大中型風力發電機組關鍵軸承開展了前期的研究和開發工作,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工作中取得了階段性技術成果,但與國外先進水平相比,在一些關鍵技術和產業化發展進程上還有較大的差距。 5 p8 R( A4 I3 ^& O' H8 f
近年來,國家和企業高度關注風電軸承的國產化攻關,軸承行業在風力發電機組配套軸承的設計、關鍵加工工藝及檢測和試驗技術上,尤其是產業化方面做了積極的工作。目前,國內已基本掌握了1.5兆瓦機組風力發電機組配套偏航軸承和變槳軸承的設計制造技術并實現了大批量生產,已制訂了風電軸承標準。 0 C5 f3 m8 G9 l) h
國內通過開展兆瓦級以上風力發電機組關鍵軸承的研制,解決關鍵配套軸承的密封結構和潤滑脂、特殊的滾道加工方法和熱處理技術、特殊保持架設計和加工制造方法等關鍵技術,掌握兆瓦級以上風力發電機組關鍵配套軸承的設計、生產加工技術,形成具有自主知識產權的技術和產品,可形成批量化生產,替代進口產品,將帶動我國風電軸承設計、制造技術及相關理論研究的同步發展,能夠進一步提高國內軸承行業的設計制造水平,縮小與國外先進水平之間的差距,促進我國軸承工業的快速發展和技術進步。 五、對策 (一)措施意見 1.提高行業生產集中度 通過公平競爭,做大做強一批,淘汰退出一批,大幅提高行業生產集中度。目前,世界八大軸承公司占據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家軸承企業占全國總量33.5%,前30家也僅占44.8%。
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(1)做強做大一批。實施大集團發展戰略。推動大企業深化改革、促進其由競爭走向競合,形成戰略聯盟,打造軸承行業“航空母艦”;推動成長性好的民營企業參與國有企業的改制和資產重組,盤活存量資產并做大做強;推動國內企業選擇能真誠合作、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。行業協會和各級工商管理部門、技術監督部門聯手,組織企業開展打假維權活動;取得技術監督部門的支持,充分發揮國家軸承質量監督檢驗中心的作用,加大軸承質量國家監督抽查和行業督促檢查的力度,定期發布軸承質量信息,引導市場,促使一批產品質量低劣的企業被市場淘汰出局。 # u) x- D) E( v! x; }2 j& @
2.提高研發和創新能力 (1)加強行業的研發和創新體系和能力建設 推動大型企業加強以技術中心為核心的技術創新體系的建設,力爭“十一五”期間國家級企業技術中心由現在5家增加到8家,創建省級企業技術中心20~30家。 制訂和發布軸承企業技術創新能力指標體系,開展評價活動,引導廣大軸承企業根據自身的能力和需求,從組織體系、資金投入、人才開發等方面加強技術創新能力建設。 鼓勵和推動企業與科研院所、高等院校實行“產、學、研、用”聯合,合理配置資源,有效整合優勢,增強研發和創新能力。 發揮一所、一院、一校的行業技術依托作用。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和創新上為行業提供咨詢服務的功能。 , g: F: i- ?4 J5 ]: t. P$ K5 T: J
(2)組織行業共性、關鍵技術研究開發 由洛陽軸承研究所、中機十院、河南科技大學牽頭,吸收有研發能力的大型企業參加,進行行業共性、關鍵技術的研究開發。如,新一代CAD、CAPP技術;軸承仿真試驗技術;提高鐵路和軋機軸承壽命和可靠性技術;第三代轎車軸承設計制造與試驗技術等。 3.提高制造技術水平 (1)組織行業共性技術質量攻關 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,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)開發并推廣應用先進工藝及裝備。 4.提高信息化水平 引導企業按“效益驅動、總體設計、分步實施、重點突破”的原則,積極推進企業信息化建設。
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(二)政策建議 1.建議國家有關部委在對具體企業、產品、技術項目的資金支持同時,加大對行業共性技術研究開發的支持,設立軸承行業共性技術研發基金。 2.加大對面向行業服務的科研設計院所、高等院校、國家級及省級企業技術中心、工程研究中心、工程實驗室、博士后科研工作站的研發項目尤其是前瞻性基礎性研發項目的政策支持力度。 3.建議成立“國家軸承技術研究中心” 。通過該中心,可以提升整個軸承行業的技術創新水平,并強化軸承行業的技術創新能力,打破國外對我們的技術封鎖和市場壟斷。 5 D* c. b2 S" E4 H7 } P
從全國看,軸承企業2千多家,各自為戰,多數企業建設大型研究、試驗條件不現實,如,風電軸承試驗條件。如果整合我國軸承行業的力量,成立“國家軸承技術研究中心”,就可進一步匯聚各方優勢,開展軸承共性技術研究,加大軸承科技成果工程化和轉化力度,將軸承技術研究中心辦成軸承行業研發中心;軸承行業科技成果的中試基地;提高現有科技成果的成熟性、配套性和工程化水平,對軸承行業發揮巨大的輻射和帶動作用。 |