浅析轴承业发展现状与技术创新
发布时间：2015-01-19孙明江1 黄红兵2
（1.六安职业技术学院机电工程系，安徽六安 237158；2.合肥远大轴承锻造有限公司，安徽合肥 230061）
（1.六安职业技术学院机电工程系，安徽六安 237158；2.合肥远大轴承锻造有限公司，安徽合肥 230061）
摘 要：介绍了国外轴承行业发展的现状及我国轴承业发展存在的问题，通过对轴承锻压和轴承精加工创新技术的介绍，说明创新发展的重要意义。
关键词：轴承；创新技术；锻造；精车加工
轴承是国家重大技术装备的关键机械基础件之一。作为机械基础工业的轴承工业，其技术水平高低，对一个国家的工业技术发展水平具有一定的代表意义。
1 国外轴承行业的发展现状
据有关调查统计表明，当前世界轴承市场80%左右的份额，被十大跨国轴承集团公司所分享。包括日本NSK等五大公司约100亿美元；瑞典SKF公司的55亿美元；德国FAG等两家公司约50亿美元；美国Timken等两家公司约40亿美元。在日本五大公司中，销售收入Z少的也在10亿美元以上[1]。纵观这些企业的历史，无不与技术创新有关：
（1）日本NSK轴承[2]。于1916年成立的NSK，是日本国内家设计生产轴承的厂商。数十年来，NSK开发出无数新型轴承，满足世界各地用户的需求，并为产业发展和技术进步做出了极大的贡献。NSK还利用生产轴承锤炼出的精密加工技术，从很早以前就开始通过向汽车零部件、精密机械产品、电子应用产品等领域的进军，推动多方位的事业拓展。NSK在全球20多个国家和地区建立了销售网络，并拥有30多家工厂，行业排名在世界范围内稳居榜首。
（2）瑞典SKF轴承。SKF集团总部设立于瑞典哥特堡，是轴承科技与制造的领导者。Sven Wing Quist在1905年发明了双列自动对心滚珠轴承，随即于1907年创立Svenska Kullarger Fabriken瑞典滚珠轴承制造公司，简称SKF，品牌历史悠久，在全球的轴承行业保持领导地位的同时，多年来努力不懈的开发多个领域的技术、产品和服务，已发展成为真正以供应解决方案为主导的轴承企业，SKF集团不断致力于轴承工业的研究与发展，平均每两天就有一项新的专利问世。
（3）德国FAG轴承。象征德国工业技术的Z高成就，广泛应用于各行各业中，其他品牌轴承不能胜任的地方，其代表作有高速、高精度主轴轴承，极限转速高于任何其他品牌。而这种优良特性普遍反映在FAG的所有轴承上，即具有较高的极限转速和承载力。
（4）美国Timken轴承。铁姆肯公司1899年成立于美国，110余年来，铁姆肯公司始终秉承品质与创新的宗旨，运用其全球领先的摩擦管理和动力传动专业知识，为世界各地的客户提供优质的轴承、合金钢以及相关产品与服务。
2 国内轴承行业的发展历程与现状
我国轴承业从解放初期至现在，大致经历了4个阶段：
（1）奠基阶段（1949—1957）。在1949年，瓦房店轴承厂恢复生产，成为中国家独立生产轴承的企业。1957年开始试制普通轴承13.6万套。中国轴承工业瓦房店、哈尔滨、洛阳、上海这4个主要生产基地初步形成，为轴承制造业的发展奠定了基础。1957年，全国轴承产量首次突破1000万套大关[3]。
（2）体系形成阶段（1958—1977）。在前5个五年计划期间，轴承工业得到了新的发展，中国轴承制造业逐步建立起了瓦房店、哈尔滨、洛阳、襄阳轴承厂和上海轴承行业这5个各具特色的生产基地，以及星罗棋布的中小轴承企业。并建立了综合性的科研与工厂设计机构和一些行业内的工艺装备与测试仪器专业厂，形成了布局基本合理、科研生产和后勤保障较完善的轴承工业体系。
（3）高质快速发展阶段（1978—1999）。轴承行业不断推进改革，扩大开放，加快发展，实现生产力大解放，使综合技术经济实力明显增强，在上的影响日益提高，行业面貌发生了历史性的变化，掀起了轴承工业发展史上第三次浪潮。
（4）调整并购整合阶段（1999—至“入世”后）。由于外资企业的进入，企业之间的竞争加剧，企业间的并购重群组整合加速，导致企业向规模化与集中化发展。
总之，经历50多年的建设和发展，中国轴承工业已经实现了由小到大，由弱到强的发展战略，形成了生产布局基本合理、大中小企业并存、产品门类比较齐全的比较完整的工业体系。而且具备了较大的生产能力和较强的技术实力。2010年，我国轴承行业产量达到150亿套，总产值已超过1000亿元，位居世界第三。
尽管我国轴承业发展很快，但与国外先进国家相比，总量上位居世界前列，但仍存在着自主创新力低、行业生产集中度低、制造技术水平低等问题，以至于为其所服务的主机配套的轴承大部分靠进
口。比如，时速160km以上用的铁路轴承，全部靠进口；冶金矿山机械、工程机械，尤其是引进国外成套设备所需的维修轴承，大部分进口；机床尤其是精密机床、数控机床的配套轴承，也大部分进口；家电、空调机配套轴承80%进口。这些问题如在短时期内得不到改善，必然会影响到我国轴承工业的发展以及我国轴承工业在世界轴承行业中的地位。
3 与科研院校合作，开拓轴承技术创新
我国轴承业发展存在的3个问题中，关键需要解决的是技术创新问题。全行业“两弱两少”，即“基础理论研究弱，参与标准制订力度弱，少原创技术，少专利产品”。设计和制造技术基本上是模仿，几十年一贯制。产品开发能力低，总体滞后于高端产品发展的需求。技术创新能力，是未来评价企业竞争力的Z主要标准之一，如果企业不重视研发，没有长远的战略考虑与超前的产品储备，根本无法跟上主机发展的步伐，现在进步的企业有可能今后就是落后的企业，甚至会被淘汰。
亟待增强创新能力，已成为企业发展的关键之一。如何增强创新能力，笔者以为有3种方式：
其一为大力加强科研投入，提高企业的研发能力；
其二为引进吸收国外先进的技术和装备；
其三是与科研院校合作，开发新技术、新产品。
国内为数不多的大型企业，经过多年的发展，实力较雄厚，有较强的究发能力。但更多的是中小私营经济，这些企业的生存与发展将面临着许多的挑战，他们主要存在资金、技术和人才的“瓶颈”。因而对于他们来说，增强创新能力比较可行的捷径，莫过于与科研院所联合，这样投入较少，成效较大。现举一例以说明。
合肥远大轴承锻造有限公司是一个150人左右的小企业，近年来他们重视科技创新，先后与一些高等院校合作，在生产大规格轴承锻件过程和数控机床二次装夹加工出成品等方面，作出了创新的工艺流程和方法。现简介如下：
（1）锻造生产过程———大型压力机和扩孔机连线生产。生产大规格轴承锻件Φ500mm，锻造方式采用大型压力机与扩孔机连线生产。行业中大多数厂家采用空气锤与扩孔机连线生产，完全靠空气锤操作工人水平来控制产品品质，操作工人的操作失误也会造成产品品质不过关，而且工人劳动强度大，疲劳操作也会成为品质隐患，生产效率低。本工艺采用的压力机与扩孔机连线生产，避免了人工失误的环节，电脑操作精度高，可靠性强，能完全保证产品品质。该工艺流程已申请了专利。
（2）先进的精加工工艺———数控机床二次装夹。一般轴承车加工在液压车床上生产，分粗加工、精加工，共计要17台设备及17个人才能生产出一个成品，效率低，人员多，成本高，品质不稳定。
远大公司采用数控机床，组合自动液压夹具（见图1），成型活动刀具（见图2）、集中工序、实行二次装夹并且由一个人操作两台数控机床切削加工出成转动，以满足C点沿
轨迹的运动，这种运动关系的不协调，导致轮胎在行驶中经常因转动而发生磨损，甚至会因此造成整车共振或制动发摆的故障。
关键词：轴承；创新技术；锻造；精车加工
轴承是国家重大技术装备的关键机械基础件之一。作为机械基础工业的轴承工业，其技术水平高低，对一个国家的工业技术发展水平具有一定的代表意义。
1 国外轴承行业的发展现状
据有关调查统计表明，当前世界轴承市场80%左右的份额，被十大跨国轴承集团公司所分享。包括日本NSK等五大公司约100亿美元；瑞典SKF公司的55亿美元；德国FAG等两家公司约50亿美元；美国Timken等两家公司约40亿美元。在日本五大公司中，销售收入Z少的也在10亿美元以上[1]。纵观这些企业的历史，无不与技术创新有关：
（1）日本NSK轴承[2]。于1916年成立的NSK，是日本国内家设计生产轴承的厂商。数十年来，NSK开发出无数新型轴承，满足世界各地用户的需求，并为产业发展和技术进步做出了极大的贡献。NSK还利用生产轴承锤炼出的精密加工技术，从很早以前就开始通过向汽车零部件、精密机械产品、电子应用产品等领域的进军，推动多方位的事业拓展。NSK在全球20多个国家和地区建立了销售网络，并拥有30多家工厂，行业排名在世界范围内稳居榜首。
（2）瑞典SKF轴承。SKF集团总部设立于瑞典哥特堡，是轴承科技与制造的领导者。Sven Wing Quist在1905年发明了双列自动对心滚珠轴承，随即于1907年创立Svenska Kullarger Fabriken瑞典滚珠轴承制造公司，简称SKF，品牌历史悠久，在全球的轴承行业保持领导地位的同时，多年来努力不懈的开发多个领域的技术、产品和服务，已发展成为真正以供应解决方案为主导的轴承企业，SKF集团不断致力于轴承工业的研究与发展，平均每两天就有一项新的专利问世。
（3）德国FAG轴承。象征德国工业技术的Z高成就，广泛应用于各行各业中，其他品牌轴承不能胜任的地方，其代表作有高速、高精度主轴轴承，极限转速高于任何其他品牌。而这种优良特性普遍反映在FAG的所有轴承上，即具有较高的极限转速和承载力。
（4）美国Timken轴承。铁姆肯公司1899年成立于美国，110余年来，铁姆肯公司始终秉承品质与创新的宗旨，运用其全球领先的摩擦管理和动力传动专业知识，为世界各地的客户提供优质的轴承、合金钢以及相关产品与服务。
2 国内轴承行业的发展历程与现状
我国轴承业从解放初期至现在，大致经历了4个阶段：
（1）奠基阶段（1949—1957）。在1949年，瓦房店轴承厂恢复生产，成为中国家独立生产轴承的企业。1957年开始试制普通轴承13.6万套。中国轴承工业瓦房店、哈尔滨、洛阳、上海这4个主要生产基地初步形成，为轴承制造业的发展奠定了基础。1957年，全国轴承产量首次突破1000万套大关[3]。
（2）体系形成阶段（1958—1977）。在前5个五年计划期间，轴承工业得到了新的发展，中国轴承制造业逐步建立起了瓦房店、哈尔滨、洛阳、襄阳轴承厂和上海轴承行业这5个各具特色的生产基地，以及星罗棋布的中小轴承企业。并建立了综合性的科研与工厂设计机构和一些行业内的工艺装备与测试仪器专业厂，形成了布局基本合理、科研生产和后勤保障较完善的轴承工业体系。
（3）高质快速发展阶段（1978—1999）。轴承行业不断推进改革，扩大开放，加快发展，实现生产力大解放，使综合技术经济实力明显增强，在上的影响日益提高，行业面貌发生了历史性的变化，掀起了轴承工业发展史上第三次浪潮。
（4）调整并购整合阶段（1999—至“入世”后）。由于外资企业的进入，企业之间的竞争加剧，企业间的并购重群组整合加速，导致企业向规模化与集中化发展。
总之，经历50多年的建设和发展，中国轴承工业已经实现了由小到大，由弱到强的发展战略，形成了生产布局基本合理、大中小企业并存、产品门类比较齐全的比较完整的工业体系。而且具备了较大的生产能力和较强的技术实力。2010年，我国轴承行业产量达到150亿套，总产值已超过1000亿元，位居世界第三。
尽管我国轴承业发展很快，但与国外先进国家相比，总量上位居世界前列，但仍存在着自主创新力低、行业生产集中度低、制造技术水平低等问题，以至于为其所服务的主机配套的轴承大部分靠进
口。比如，时速160km以上用的铁路轴承，全部靠进口；冶金矿山机械、工程机械，尤其是引进国外成套设备所需的维修轴承，大部分进口；机床尤其是精密机床、数控机床的配套轴承，也大部分进口；家电、空调机配套轴承80%进口。这些问题如在短时期内得不到改善，必然会影响到我国轴承工业的发展以及我国轴承工业在世界轴承行业中的地位。
3 与科研院校合作，开拓轴承技术创新
我国轴承业发展存在的3个问题中，关键需要解决的是技术创新问题。全行业“两弱两少”，即“基础理论研究弱，参与标准制订力度弱，少原创技术，少专利产品”。设计和制造技术基本上是模仿，几十年一贯制。产品开发能力低，总体滞后于高端产品发展的需求。技术创新能力，是未来评价企业竞争力的Z主要标准之一，如果企业不重视研发，没有长远的战略考虑与超前的产品储备，根本无法跟上主机发展的步伐，现在进步的企业有可能今后就是落后的企业，甚至会被淘汰。
亟待增强创新能力，已成为企业发展的关键之一。如何增强创新能力，笔者以为有3种方式：
其一为大力加强科研投入，提高企业的研发能力；
其二为引进吸收国外先进的技术和装备；
其三是与科研院校合作，开发新技术、新产品。
国内为数不多的大型企业，经过多年的发展，实力较雄厚，有较强的究发能力。但更多的是中小私营经济，这些企业的生存与发展将面临着许多的挑战，他们主要存在资金、技术和人才的“瓶颈”。因而对于他们来说，增强创新能力比较可行的捷径，莫过于与科研院所联合，这样投入较少，成效较大。现举一例以说明。
合肥远大轴承锻造有限公司是一个150人左右的小企业，近年来他们重视科技创新，先后与一些高等院校合作，在生产大规格轴承锻件过程和数控机床二次装夹加工出成品等方面，作出了创新的工艺流程和方法。现简介如下：
（1）锻造生产过程———大型压力机和扩孔机连线生产。生产大规格轴承锻件Φ500mm，锻造方式采用大型压力机与扩孔机连线生产。行业中大多数厂家采用空气锤与扩孔机连线生产，完全靠空气锤操作工人水平来控制产品品质，操作工人的操作失误也会造成产品品质不过关，而且工人劳动强度大，疲劳操作也会成为品质隐患，生产效率低。本工艺采用的压力机与扩孔机连线生产，避免了人工失误的环节，电脑操作精度高，可靠性强，能完全保证产品品质。该工艺流程已申请了专利。
（2）先进的精加工工艺———数控机床二次装夹。一般轴承车加工在液压车床上生产，分粗加工、精加工，共计要17台设备及17个人才能生产出一个成品，效率低，人员多，成本高，品质不稳定。
远大公司采用数控机床，组合自动液压夹具（见图1），成型活动刀具（见图2）、集中工序、实行二次装夹并且由一个人操作两台数控机床切削加工出成转动，以满足C点沿
轨迹的运动，这种运动关系的不协调，导致轮胎在行驶中经常因转动而发生磨损，甚至会因此造成整车共振或制动发摆的故障。
对于此类问题，首先需要从设计上进行改进，如调整转向垂臂的安装点或调整板簧的安装位置及高度等相关参数，售后不建议进行改装。
4 结束语
从本文所定义的“内因”与“外因”进行分析，读者可以看出，双前桥转向汽车轮胎异常磨损的“外因”部分，大部分都有改善的方案，而“内因”部分是真正难以解决的，也是目前以及在未来研究中的重点。
参考文献：
[1]何耀华.汽车试验学[M].北京：人民交通出版社，2005.
[2]汽车工程手册编辑委员会.汽车工程手册设计篇[M].北京：人民交通出版社，2001.
[3]刘唯信，汽车车桥设计[M].北京：清华大学出版社，2004.
[4]庄继德，现代汽车轮胎技术[M].北京：北京理工大学出版社，2001.
[5]钟志华，等.现代设计方法[M].武汉：武汉理工大学出版社，2007.
[6]刘惟信.汽车设计[M].北京：清华大学出版社，2001.
[7]张士齐，轮胎力学与热学[M]，北京：化学工业出版社，1988：40-71.
[8]邱宣怀，机械设计（第四版）[M]，北京：高等教育出版社，1996.
4 结束语
从本文所定义的“内因”与“外因”进行分析，读者可以看出，双前桥转向汽车轮胎异常磨损的“外因”部分，大部分都有改善的方案，而“内因”部分是真正难以解决的，也是目前以及在未来研究中的重点。
参考文献：
[1]何耀华.汽车试验学[M].北京：人民交通出版社，2005.
[2]汽车工程手册编辑委员会.汽车工程手册设计篇[M].北京：人民交通出版社，2001.
[3]刘唯信，汽车车桥设计[M].北京：清华大学出版社，2004.
[4]庄继德，现代汽车轮胎技术[M].北京：北京理工大学出版社，2001.
[5]钟志华，等.现代设计方法[M].武汉：武汉理工大学出版社，2007.
[6]刘惟信.汽车设计[M].北京：清华大学出版社，2001.
[7]张士齐，轮胎力学与热学[M]，北京：化学工业出版社，1988：40-71.
[8]邱宣怀，机械设计（第四版）[M]，北京：高等教育出版社，1996.
来源：《装备制造技术》2011年第11期