軸承行業(yè)的發(fā)展起源

軸承（Bearing）是當(dāng)代機(jī)械設(shè)備中一種重要零部件。它的主要功能是支撐機(jī)械旋轉(zhuǎn)體，降低其運(yùn)動(dòng)過程中的摩擦系數(shù)（friction coefficient），并保證其回轉(zhuǎn)精度（accuracy）。

早期的直線運(yùn)動(dòng)軸承形式，就是在一排撬板下放置一排木桿?，F(xiàn)代直線運(yùn)動(dòng)軸承使用的是同一種工作原理，只不過有時(shí)用球代替滾子。最簡單的旋轉(zhuǎn)軸承是軸套軸承，它只是一個(gè)夾在車輪和輪軸之間的襯套。這種設(shè)計(jì)隨后被滾動(dòng)軸承替代，就是用很多圓柱形的滾子替代原先的襯套，每個(gè)滾動(dòng)體就像一個(gè)單獨(dú)的車輪。

?

在意大利奈米湖發(fā)現(xiàn)的一艘建造于公元前40年的古羅馬船只上，發(fā)現(xiàn)了早期的球軸承的實(shí)例：一個(gè)木制球軸承是用來支撐旋轉(zhuǎn)桌面。據(jù)說列昂納多·達(dá)·芬奇在1500年左右曾經(jīng)對(duì)一種球軸承進(jìn)行過描述。球軸承的各種不成熟因素中，有很重要的一點(diǎn)就是球之間會(huì)發(fā)生碰撞，造成額外的摩擦。但是可以通過把球放進(jìn)一個(gè)個(gè)小籠里防止這種現(xiàn)象。17世紀(jì)，伽利略對(duì)“籠裝球”的球軸承做過最早的描述。十七世紀(jì)末，英國的C.瓦洛設(shè)計(jì)制造球軸承，并裝在郵車上試用以及英國的P.沃思取得球軸承的專利。最早投入實(shí)用的帶有保持架的滾動(dòng)軸承是鐘表匠約翰·哈里遜于1760年為制作H3計(jì)時(shí)計(jì)而發(fā)明的。十八世紀(jì)末德國的H.R.赫茲發(fā)表關(guān)于球軸承接觸應(yīng)力的論文。在赫茲成就的基礎(chǔ)上，德國的R.施特里貝克、瑞典的A.帕姆格倫等人進(jìn)行了大量的試驗(yàn)，對(duì)發(fā)展?jié)L動(dòng)軸承的設(shè)計(jì)理論和疲勞壽命計(jì)算作出了貢獻(xiàn)。隨后，俄國的N.P.彼得羅夫應(yīng)用牛頓粘性定律計(jì)算軸承摩擦。第一個(gè)關(guān)于球溝道的專利是卡馬森的菲利普·沃恩在1794年獲得的。

?

1883年，弗里德里希·費(fèi)舍爾提出了使用合適的生產(chǎn)機(jī)器磨制大小相同、圓度準(zhǔn)確的鋼球的主張，奠定了軸承工業(yè)的基礎(chǔ)。英國的O.雷諾對(duì)托爾的發(fā)現(xiàn)進(jìn)行了數(shù)學(xué)分析，導(dǎo)出了雷諾方程，從此奠定了流體動(dòng)壓潤滑理論的基礎(chǔ)。

(運(yùn)轉(zhuǎn)世界大國龍騰 龍出東方 騰達(dá)天下 龍騰三類調(diào)心滾子軸承 劉興邦CA CC E MB MA)

我國軸承產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀是什么?

曾經(jīng)參加過國產(chǎn)高鐵軸承的試制工作（僅負(fù)責(zé)鍛造工藝部分），試制的產(chǎn)品性能和SKF最大的差距在于產(chǎn)品穩(wěn)定性，軸承運(yùn)行時(shí)溫升明顯，一批軸承可能只能選出幾個(gè)軸承能合格，所以還不敢商用，高鐵軸承的話幾個(gè)大廠都有涉及試驗(yàn)，中車也成立了高鐵軸承公司專門從事這方面研究估計(jì)慢慢會(huì)攻克。在試制的過程中個(gè)人感覺我國還是欠缺對(duì)軸承的基礎(chǔ)研究，比如鍛后的組織、鍛壓比分配等等問題還是欠缺的，而整個(gè)軸承生產(chǎn)工藝在原材料、熱處理和磨加工都有很多問題沒有深入研究，試制過程只能淺嘗輒止。大概有這些問題，原材料：新材料的開發(fā)，冶煉技術(shù)特別是碳化物的控制。熱處理：熱處理組織也還有爭議，這個(gè)涉及秘密不多說。磨加工：有很多東西波紋度、凸形控制、粗糙度等也有很多不明確的待研究。

企業(yè)的投入這也是很重要的原因，對(duì)于高鐵軸承公司沒有投入很多精力和資源進(jìn)行研究大部分研究工作給了公司的博士后站。部分高校也有研究涉及，但是感覺他們的研究不太接近生產(chǎn)，還有很長一段路要走。還有裝備上的差距，特別是高精度磨削加工的設(shè)備、高精度的檢測儀器和國外還是有差距的。另外一個(gè)就是基層參與實(shí)際工作的工程師待遇太低了，大部分優(yōu)秀的人都轉(zhuǎn)行離開，也是導(dǎo)致軸承行業(yè)技術(shù)發(fā)展緩慢的原因。

?

說到企業(yè)投入不足、基礎(chǔ)工程師待遇差，也是有原因的。改革開放后，由于軸承技術(shù)門檻低，沿海的小作坊式軸承廠遍地開花。我去過聊城煙店的中國軸承鍛造第一村，全是家庭小作坊，有些甚至是自家豬圈擺兩臺(tái)車床就開始生產(chǎn)軸承。什么原材料、熱處理、鍛造等內(nèi)在組織質(zhì)量控制等到對(duì)他們都不重要，尺寸差不多就行。成本低，外表也看不出來差別，加上貼牌仿冒等等，對(duì)這些大廠特別是國企沖擊太大。導(dǎo)致通用軸承競爭壓力巨大，正規(guī)大廠生產(chǎn)這些通用軸承幾乎沒有什么盈利。很多軸承大廠生存都困難，沒有利潤也很難有研究投入，沒有研究投入就沒有高端產(chǎn)品，沒有高端產(chǎn)品就沒有利潤，這就導(dǎo)致了惡性循環(huán)。

?

說了些消極的說說成就。現(xiàn)在中國在某些專業(yè)軸承上面也做出了一些成績。比如風(fēng)電軸承方向已經(jīng)具有較強(qiáng)的國際競爭力，GE（美國通用電氣集團(tuán)）每年從中國某軸承廠買上億美金的風(fēng)電軸承，還有其他國際風(fēng)電巨頭也在該廠大量訂購軸承，說明該廠的軸承工藝水平、質(zhì)量已經(jīng)接近或者達(dá)到世界先進(jìn)水平。風(fēng)電剛開始發(fā)展時(shí)，大尺寸的風(fēng)電軸承這個(gè)方向?qū)θ珖酥寥澜鐏碚f都是空白。在一批研究人員的努力下，中國制定了相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，在國內(nèi)、國際市場有了不錯(cuò)的占有率也是給了軸承人極大的信心。

?

隨著這兩年國家的環(huán)保治理，加上世界經(jīng)濟(jì)急轉(zhuǎn)直下，小作坊式軸承廠大量倒閉，大廠盈利能力改善，相信未來軸承行業(yè)會(huì)有較大洗牌，強(qiáng)者恒強(qiáng)。只要有一定的壟斷，大的軸承廠可以獲得應(yīng)有的利潤，提供資金去研發(fā)投入和員工收入。相信有了錢，技術(shù)也就能慢慢追上來。

?

這些年煙店的野蠻式發(fā)展的軸承作坊大批倒閉，小軸承廠也逐漸分化吞并，某些實(shí)力強(qiáng)大軸承廠可以全工序生產(chǎn)軸承，質(zhì)量可以，價(jià)格低活了下來，某些廠也專注于某一工序成為軸承產(chǎn)業(yè)的配套和基礎(chǔ)研究，這些都在向好的方向發(fā)展。

?

我再談?wù)勢S承行業(yè)的裝備現(xiàn)狀與發(fā)展情況。

?

我在該廠期間參加了幾次大的鍛造生產(chǎn)線改造主要是自動(dòng)化升級(jí)，使用自動(dòng)化機(jī)械手代替人工喂料、上料，大大的減少了每條生產(chǎn)線的工人數(shù)量。但是自動(dòng)化的升級(jí)過程不是工廠主動(dòng)，而是由于鍛造行業(yè)極差的工作環(huán)境和勞動(dòng)強(qiáng)度導(dǎo)致年輕人根本不會(huì)去干（沒人干?。∧贻p人看一眼就走了，老年人干又覺得累），招工極為困難，加上一些老工人退休、工人工資上升。企業(yè)為了保證生產(chǎn)加上國家補(bǔ)貼、提倡智能制造等綜合因素，于是很多工廠大規(guī)模應(yīng)用工業(yè)機(jī)器人。

?

在早幾年，軸承行業(yè)的鍛造工序一直是自動(dòng)化最弱的環(huán)節(jié)，因?yàn)殄懺旃ば蚬r惡劣，高溫、振動(dòng)、灰塵這些都是精密機(jī)械的噩夢，所以鍛造自動(dòng)化的發(fā)展緩慢。最開始是使用集成在壓力機(jī)上的步進(jìn)梁式的機(jī)械位移裝置

?

?

這種機(jī)構(gòu)通常采用壓縮空氣或電機(jī)為動(dòng)力，負(fù)載能力小，穩(wěn)定性不好，換型號(hào)更換工裝麻煩只適用與單一型號(hào)大批量生產(chǎn)（不得不吐槽國內(nèi)北京某所設(shè)計(jì)的這個(gè)機(jī)構(gòu)工人根本不喜歡用）國內(nèi)直到現(xiàn)在這個(gè)設(shè)備也一直不成熟，而西德在1978年為國內(nèi)的軸承國企設(shè)計(jì)過幾條鍛造生產(chǎn)線，采用復(fù)雜的機(jī)械結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)步進(jìn)送料，即便放在現(xiàn)在也算先進(jìn)可靠，直到前年才從北京退休。一直是業(yè)內(nèi)抄襲仿照的對(duì)象，算是這個(gè)行業(yè)曾經(jīng)最頂尖的鍛壓生產(chǎn)機(jī)線。

?

這一次產(chǎn)業(yè)升級(jí)中，軸承工廠最先改造實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的當(dāng)然是鍛造車間，原因我上面說了，后來逐漸推廣到車加工、磨加工。注意磨加工和車加工的標(biāo)準(zhǔn)軸承套圈很早之前就有了連線的自動(dòng)化線，這些都是大批量產(chǎn)品的成熟生產(chǎn)線。這里說的是中小批量產(chǎn)品，工廠使用機(jī)械手繼續(xù)替代以前未能自動(dòng)化的人工。但是總的來說這次對(duì)效率的提升并不明顯（個(gè)人見解，歡迎同行補(bǔ)充），主要目的是代替人工，以效率為目的的升級(jí)早已經(jīng)完成得差不多了。

?

?

鍛造機(jī)器人視頻

而車加工的裝備其實(shí)沒有太大的變化，從最早的普車到現(xiàn)在的數(shù)控車床，少部分特大批量的產(chǎn)品車加工用到了加工中心，一個(gè)鍛件進(jìn)去，無需人工操作，出來就是車加工成品。車加工是軸承制造工序最不重視的工序，因?yàn)榇蟛糠州S承最終工序都是磨加工，所以對(duì)車加工的零件要求也不會(huì)那么高，所以裝備更新較慢。但是現(xiàn)在的風(fēng)電軸承等大型軸承很多非工作面都是車加工為最后工序，所以對(duì)大型立車的精度要求越來越高，某國產(chǎn)的立車已經(jīng)無法滿足生產(chǎn)需要，已經(jīng)換裝寶島的裝備。

?

熱處理重要的滲碳、淬火生產(chǎn)線或者大型正火爐幾乎被國外設(shè)備壟斷，國內(nèi)廠商的只有一些不太重要的鍛造加熱、退火、回火等工序在應(yīng)用。這個(gè)工序總體來說大批量產(chǎn)品自動(dòng)化程度較高，而小批量產(chǎn)品還是傳統(tǒng)的人工操作。

?

磨加工的裝備不太了解，大部分都是國內(nèi)幾家廠對(duì)原有的磨床數(shù)控升級(jí)，部分大批量產(chǎn)品有自動(dòng)化連線。

?

總的來說，軸承行業(yè)工藝上和國外差距不大，工藝上的差距主要在熱處理和磨加工上面，最主要的差距在裝備上，是整個(gè)工藝過程的裝備都是落后于國外產(chǎn)品。