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抱怨国产高端轴承造不出来,你知道制造它有多难吗?

2019-7-11 15:55| 发布者: 西独欧阳风| 查看: 536| 评论: 0|来自: 疯狂机械控

摘要: 抱怨国产高端轴承造不出来,你知道制造它有多难吗?

轴承是机械设备中不可或缺的核心零部件,主要功能是支撑机械旋转体,降低摩擦系数并保证回转精度。它是数学物理等理论加上材料科学、热处理技术、精密加工和数控技术等多学科的产物。无论飞机、汽车、高铁还是高精密机床,凡是旋转的部分,一般都需要轴承。

当其他机件在轴上彼此产生相对运动时,用来保持轴的中心位置及控制该运动的机件,称为轴承。它可用于转轴的互相滚动,使转轴转动时产生的摩擦力减至最低。

01

早期的直线运动轴承,是在撬板下放置一排木杆。这个技术可以追溯到修建卡夫拉金字塔的时候,虽然还没有明确的证据。现代直线运动轴承使用的是同一种工作原理,只不过是用滚球代替滚子。

从重载车轮轴和机床主轴到精密钟表零件,很多场合都需要旋转轴承,最简单的旋转轴承是轴套轴承。这种设计随后被滚动轴承替代,就是用很多圆柱形的滚子替代原先的衬套。最早投入使用的滚动轴承是钟表匠约翰·哈里逊于1760年为制作H3计时器而发明的。

在意大利奈米湖的一艘古罗马船只上,发现了早期的球轴承实例,有个木制球轴承用来支撑旋转桌面,这艘船建造于公元前40年。球轴承的各种不成熟因素中,有很重要的一点就是球之间会发生碰撞,造成额外的摩擦。

第一个关于轴承球沟道的专利是菲利普·沃恩在1794年获得的。1883年,弗里德里希·费舍尔提出了使用合适的生产机器磨制大小相同、圆度准确的钢球,这奠定了创建轴承工业的基础。1907年,SKF球轴承工厂的斯文·温奎斯特设计了最早的现代自调心球轴承。

按照相对运动的接触形式轴承分为: 滚珠轴承、滚针轴承、圆锥滚柱轴承、滑动轴承、挠性轴承、空气轴承、磁悬浮轴承、宝石轴承和含油轴承等。

02

虽然轴承结构简单,很多小作坊都能做出来,但轴承具有很高的技术含量,甚至可作为衡量一个国家科技、工业实力的重要标准。当今世界科技工业强国无一例外都是轴承研发制造强国。

世界轴承市场70%以上的份额,被十大跨国轴承集团公司所占据,其中美国占23%、欧盟占21%、日本占19%。世界轴承市场基本是由日本NSK 等五大公司、瑞典SKF 公司、德国FAG 等两家公司、美国Timken 等几家公司所主导。

同时,世界轴承行业的高端市场被上述企业所垄断,而中低端市场则主要集中于中国。而我国瓦轴等10家最大的轴承企业,销售额仅占全行业的24.7%,前30家的生产集中度也仅为37.4%。

近几年,我国轴承工业已形成一整套独立完整的工业体系,无论从轴承产量,还是轴承销售额,我国都已经迈入轴承工业大国行列,位列世界第三。数据显示,2017年,我国轴承行业规模以上企业主营业务收入1788亿元,轴承产量210亿套。能够生产小至内径0.6毫米,大至外径11米,共计多达9万多个品种规格的轴承。

数据来源:中国轴承工业协会、中商产业研究院整理

2006年至2017年,我国轴承出口额增长较稳定,增速高于进口,进出口贸易顺差呈增长趋势,2017年贸易顺差达15.50亿美元。且对比进出口轴承单价,近几年我国进出口轴承价差较大,但价差幅度逐年减小,反映出我国轴承行业技术含量虽然与先进水平尚存在一定差距,但在追赶中。同时反映出我国中低端轴承产能过剩,高端轴承产能不足的现状。

数据来源:中国轴承工业协会、中商产业研究院整理

当前,国产轴承的设计和制造技术基本上是模仿,产品开发能力低,在某些核心技术的研发领域甚至还是空白。虽然对国内主机的配套率达到80%,但高速铁路客车、中高档轿车、计算机、空调、高水平轧机等重要主机的配套和维修轴承,基本上依靠进口。

国产轴承制造工艺和工艺装备技术发展缓慢,车加工数控率低,磨加工自动化水平低,全国仅有200多条自动生产线。对轴承寿命和可靠性至关重要的先进热处理工艺和装备,如控制气氛保护加热、双细化、贝氏体淬火等覆盖率低,许多技术难题攻关未能取得突破。

轴承钢新钢种的研发,钢材质量的提高,润滑、冷却、清洗和磨料磨具等相关技术的研发,尚不能适应轴承产品水平和质量提高的要求。


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