轴承!它看起来很简单、很“低科技”,然而,事实是这样吗?我们自称自己是“世界轴承生产大国”,但是很多人不愿意承认:我们还不是世界轴承生产强国,我国轴承行业的产业结构、研发能力、技术水平、产品质量、效率效益都与国际先进水平存在较大差距。
轴承是一切机械的基础,没有轴承就没有工业自动化。下图是轴承的应用领域:
轴承应用领域
既然轴承这么重要,我们先来看一组数据:
2018年,世界轴承生产企业排行榜(按销售额排序)
1,瑞典SKF……9050亿美元
2,日本NSK……2844亿美元
3,日本KOYO……1732亿美元
4,日本NTN……2729亿美元
5,日本NMB……2227亿美元
6,美国TIMKEN……2424亿美元
7,德国FAG……6220亿美元
8,德国INA……1615亿美元
9,日本NACHI……1414亿美元
10,美国TORRINGTON,1010亿美元
从上面的数据看到什么呢?世界轴承前十都是:瑞典、日本、德国、美国。而这些国家也是工业强国。我们一直说我们“科技强国”,“制造业第一”,然而,在工业最基础的配件研发生产上,我们并没有体现到“强”的地方,数量第一不是关键,质量第一才是我们苦苦追求的。很多人觉得轴承这么"简单",为何我们做不到质量全球第一呢?因为:
轴承结构图
1,保持架、套圈、钢球差距。我国钢球产品最突出的问题是振动值离散大,表面缺陷严重(单点、群点、凹坑等)
2,材质上的差距。合金钢一直就是国内钢铁产业的短板,高端冶金技术又是发达国家对我们严格保密,加上国内钢企研发上的不足,造成了我国轴承乃至工业技术的先天性的不足。
3,生产工艺的差距。生产工艺是工业技术里最重要的环节,是一个循环往复,量变产生质变的过程。以机床为例,轴承对机床的精度有巨大的影响,高端精密轴承的以大客户群体就是机床主轴轴承。而国产精密轴承的寿命、精度与国外轴承有着巨大的差距。
4,生产设备差距。轴承厂家与应用厂家是鱼与水的关系。没有好的轴承,生产不出好的设备,没有可靠的机床加工不出高质量的轴承。轴承领域的强国,他们基本同时是机床强国。
如果看到这里还是不明白轴承的影响力,我们继续直接举例说明:
1,航空方面。轴承作为航空发动机的关键基础零部件,国外正在研发推力比为15-20的第2代航空发动机轴承,近10年来,美国研发了第2代航空发动机用轴承钢,其代表性钢种为耐500℃的高强耐蚀轴承钢CSS-42L和耐350℃高氮不锈轴承钢X30(Cronidur30),而我们全部进口。
2,汽车方面。汽车轮毂轴承,中国目前广泛应用的是第1代和第2代轮毂轴承(球轴承),而欧洲已广泛采用第3代轮毂轴承。第3代轮毂轴承的主要优点是可靠、有效载荷间距短、易安装、无需调整、结构紧凑等。我们足足落后了1-2代。
3,铁路方面。我国铁路重载列车用轴承采用国产电渣重熔G20CrNi2MoA渗碳钢制造,而国外已经将超高纯轴承钢(EP钢)的真空脱气冶炼技术、夹杂物均匀化技术(IQ钢)、超长寿命钢技术(TF钢)、细致化热处理技术、表面超硬化处理技术和先进的密封润滑技术等应用到轴承的生产和制造,从而大幅度提升了轴承的寿命与可靠性。我国电渣轴承钢不仅质量低,而且成本比真空脱气钢高出2000-3000元/吨,我们的差距非常大。
4,风电能源。对于风电轴承,目前中国还无法生产技术含量较高的主轴轴承和增速器轴承,基本依靠进口,3MW以上风电机组配套轴承的国产化问题还没有解决。国外为了提高风电轴承的强度、韧性和使用寿命,采用了新型特殊热处理钢SHX(40CrSiMo),对于偏航和变浆轴承,通过表面感应淬火热处理控制淬硬层深度、表面硬度、软带宽度和表面裂纹。对于增速器轴承和主轴轴承采用碳氮共渗,使零件表面得到较多稳定残余奥氏体体积分数(30%-35%)和大量细小碳化物、碳氮化物,提高了轴承在污染润滑工况下的使用寿命。
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