中國(guó)軸承工業(yè)協(xié)會(huì) 劉橋方副秘書長(zhǎng)
軸承是核心基礎(chǔ)零部件，軸承工業(yè)是國(guó)家基礎(chǔ)性戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)，對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展和國(guó)防建設(shè)起著重要的支撐作用，建國(guó)以來(lái)，特別是改革開(kāi)放以來(lái)的持續(xù)、快速發(fā)展，我國(guó)軸承工業(yè)已形成獨(dú)立完整的工業(yè)體系，我國(guó)已成為軸承銷售額和產(chǎn)量居世界第三位的軸承生產(chǎn)大國(guó)。并向世界軸承強(qiáng)國(guó)邁進(jìn)。制別是“十三五”時(shí)期，我國(guó)軸承行業(yè)的眾多企業(yè)，奮力拼搏，攻堅(jiān)克難，逆勢(shì)而上，保持全行業(yè)平穩(wěn)較快發(fā)展，為建成世界軸承強(qiáng)國(guó)打下了良好基礎(chǔ)。
2022年統(tǒng)計(jì)，全行業(yè)規(guī)模以上企業(yè)1300多家，主營(yíng)業(yè)務(wù)收入2232億元，軸承產(chǎn)量212億套。2022年我國(guó)共累計(jì)出口創(chuàng)匯72.55億美元，進(jìn)口軸承用匯45.64億美元，進(jìn)口軸承27.21億套。
我國(guó)已是世界軸承生產(chǎn)大國(guó)，但還不是世界軸承強(qiáng)國(guó)，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、研發(fā)能力、技術(shù)水平、產(chǎn)品質(zhì)量、效率效益都與國(guó)際先進(jìn)水平有較大差距。國(guó)內(nèi)現(xiàn)有近10000家軸承及軸承產(chǎn)品相關(guān)企業(yè)，其中中低端產(chǎn)品占比>80% ，全球高端軸承市場(chǎng)容量中，中國(guó)企業(yè)僅占有5% 。
一、滾子是軸承產(chǎn)業(yè)鏈的關(guān)鍵環(huán)節(jié)
滾子軸承是滾動(dòng)軸承產(chǎn)品的重要類型，滾子軸承包括圓柱滾子軸承、圓柱滾子軸承、調(diào)心滾子軸承。尺寸范圍以大型、特大型、重載軸承居多，主要應(yīng)用在工程機(jī)械、冶金礦山、汽車、高鐵、風(fēng)電等主機(jī)行業(yè)。滾子是滾子軸承的關(guān)鍵零件，其精度、性能、壽命和可靠性對(duì)成套軸承精度、性能、壽命和可靠性的具有重要影響。因此滾子制造是軸承產(chǎn)業(yè)鏈的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。由于受技術(shù)水平和裝備能力的限制，軸承行業(yè)目前尚不能批量生產(chǎn)0級(jí)、I級(jí)精密滾子，無(wú)論從高端軸承的自主配套，還是從軸承產(chǎn)業(yè)鏈的安全可控的角度考慮，精密滾子的制造都與滾子軸承的發(fā)展要求不相適應(yīng)，已成為配套重大裝備高端軸承的瓶頸。
從統(tǒng)計(jì)報(bào)表數(shù)字來(lái)看：2022年1-12月全國(guó)軸承進(jìn)口量為272077.56萬(wàn)套，進(jìn)口用匯：368626.86萬(wàn)美元，其中：圓柱滾子軸承、圓錐滾子軸承進(jìn)口數(shù)量：14414.14萬(wàn)套；占全國(guó)軸承進(jìn)口量的5.3%；圓柱滾子軸承、圓錐滾子軸承進(jìn)口用匯：121927.22萬(wàn)美元；占全國(guó)軸承進(jìn)口用匯的33.07%；可見(jiàn)進(jìn)口軸承圓柱、圓錐滾子軸承用匯占比較高，說(shuō)明滾子軸承進(jìn)口的附加值較高，屬于高端精密軸承。也就是說(shuō)，我國(guó)高端精密滾子軸承還有相當(dāng)部分需要進(jìn)口，如風(fēng)電主軸軸承。
“十三五”以來(lái)軸承行業(yè)對(duì)滾子的研發(fā)與制造高度重視，特別是“十四五”規(guī)劃啟動(dòng)一、二年許多企業(yè)通過(guò)引進(jìn)消化先進(jìn)的滾子磨超線，并積極為高端主機(jī)配套取得了一定的進(jìn)展。
軸承行業(yè)的科研單位和高等院校，面向企業(yè)，聚焦難點(diǎn)，在圓錐滾子凸度超精加工與裝備領(lǐng)域不斷探索，完成了國(guó)家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目；“圓錐滾子凸度貫穿式超精研修形機(jī)理與規(guī)律”課題研究，取得科研成果，“圓錐滾子凸度貫穿式超精研關(guān)鍵技術(shù)”獲得“中國(guó)機(jī)械工業(yè)科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)”二等獎(jiǎng)，并相應(yīng)取得國(guó)家發(fā)明專利。
裝備制造企業(yè)從滿足高端軸承需求出發(fā)，從裝備的研發(fā)入手，組建滾子全自動(dòng)生產(chǎn)線，逐步形成從加工到包裝的全過(guò)程自動(dòng)化操作；滾子生產(chǎn)龍頭企業(yè)自籌資金引進(jìn)國(guó)外的先進(jìn)生產(chǎn)線，堅(jiān)持引進(jìn)與消化相結(jié)合，結(jié)合企業(yè)實(shí)際，探索適合自己特點(diǎn)的滾子性能提升之路。
二、目前我國(guó)軸承行業(yè)滾子生產(chǎn)現(xiàn)狀及存在問(wèn)題
（一）目前我國(guó)軸承行業(yè)滾子專業(yè)生產(chǎn)廠家主要有：
1、江蘇力星鋼球股份有限公司最新引進(jìn)意大利、德國(guó)滾子生產(chǎn)線，公司目前具備12條生產(chǎn)線。生產(chǎn)φ6mm—φ80mm圓錐滾子和φ20mm—φ80mm圓柱滾子。月產(chǎn)能達(dá)到1050噸/月，年產(chǎn)能12680噸/年。
目前φ25mm以下的圓錐滾子均具備批量I、Ⅱ級(jí)滾子的生產(chǎn)能力，Ⅰ、Ⅱ滾子的生產(chǎn)比例根據(jù)客戶的圖紙要求執(zhí)行。目前Ⅰ級(jí)滾子占比25%。圓柱滾子目前所生產(chǎn)的產(chǎn)品基本都是風(fēng)電產(chǎn)品，基本都為G1A級(jí)，占比80%，而供應(yīng)部分鐵路圓柱滾子基本都是G1級(jí)，占比20%，生產(chǎn)的以圓錐滾子主要應(yīng)用于風(fēng)電、重卡、軌道交通、商務(wù)車等。
2、浙江五洲新春集團(tuán)有限公司從2019年開(kāi)始生產(chǎn)風(fēng)電變槳軸承用圓柱滾子和部分主軸用圓錐滾子，其主要生產(chǎn)設(shè)備是國(guó)產(chǎn)的，但在技術(shù)上優(yōu)化表面輪廓、熱處理工藝（新上了3條鹽浴爐專線），風(fēng)電主軸軸承圓錐滾子約60000粒/月，產(chǎn)品大部分達(dá)到或接近Ⅰ級(jí)精度，變槳圓柱滾子約150萬(wàn)粒/月，基本上滿足了軸承成品的質(zhì)量要求，隨著風(fēng)電軸承量的增加，也在不斷技改建線擴(kuò)大產(chǎn)能。
3、山東東阿鋼球集團(tuán)有限公司從2009年也開(kāi)始生產(chǎn)圓柱和圓錐滾子，圓柱滾子可生產(chǎn)精度0；Ⅰ、Ⅱ級(jí)滾子。圓柱滾子以Ⅱ級(jí)以上為主。圓錐滾子可生產(chǎn)精度Ⅱ、Ⅲ 級(jí)滾子，個(gè)別項(xiàng)目可達(dá)Ⅰ級(jí)精度。Ⅲ級(jí)滾子占比60%左右，其余為Ⅱ級(jí)、Ⅰ級(jí)，現(xiàn)引進(jìn)的最先進(jìn)英國(guó)泰勒?qǐng)A度儀，并按舍弗勒的圓度、波紋度判定標(biāo)準(zhǔn)控制，外觀普遍采用智能自動(dòng)化檢測(cè)裝備，引入AI視覺(jué)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了滾子表面缺陷高效穩(wěn)定準(zhǔn)確檢測(cè)。為配套高端裝備和滾子零件出口打下了良好的基礎(chǔ)。
4、瓦房店威遠(yuǎn)滾動(dòng)體制造有限公司主要生產(chǎn)中大型圓柱、球面、圓錐滾子，為軋機(jī)、礦山冶金及風(fēng)電軸承配套，并部分出口歐美市場(chǎng)，年生產(chǎn)能力約1000萬(wàn)粒，其中圓柱滾子和球面滾子占85%以上。
5、寧波海亞特滾子有限公司目前圓柱滾子年產(chǎn)量1.2億粒、圓錐滾子9.36億（其中出口比例約為35%），有圓柱滾子生產(chǎn)線4條,2022年產(chǎn)量0.73億粒；圓錐滾子生產(chǎn)線共33條,2022年產(chǎn)量5.72億粒,其中：中型圓錐滾子15條,年產(chǎn)量1.14億粒,小型圓錐滾子18條,年產(chǎn)量4.58億粒；全年產(chǎn)量約6.4億粒，國(guó)內(nèi)市場(chǎng)占有率為全國(guó)第一，目前生產(chǎn)的大多數(shù)圓柱、圓錐滾子為Ⅱ級(jí)滾子技術(shù)要求。大部分產(chǎn)品的精度與Ⅱ級(jí)滾子的要求相近。
還有新昌誠(chéng)本、寧波榮成華盛、洛陽(yáng)鴻盛等專業(yè)滾子生產(chǎn)廠都有生產(chǎn)，除專業(yè)生產(chǎn)廠家外，軸承主要生產(chǎn)廠家如：瓦軸、洛軸、人本、天馬、甘肅海林中科、襄軸、西北軸、大冶軸及洛陽(yáng)新強(qiáng)聯(lián)等自己也生產(chǎn)圓柱和圓錐滾子，基本上能滿足目前的市場(chǎng)需求，當(dāng)然這些軸承生產(chǎn)廠家也要從一些主要滾動(dòng)體生產(chǎn)廠家購(gòu)買高精度滾子。
從以上情況看，目前我國(guó)軸承行業(yè)圓柱和圓錐滾子生產(chǎn)情況：主要以Ⅱ級(jí)、Ⅲ級(jí)滾子為主約占80%， I級(jí)滾子占比約5%左右，）0級(jí)滾子占比約5%以下）。
國(guó)內(nèi)滾子制造裝備與國(guó)際先進(jìn)水平有一定差距，但近幾年國(guó)內(nèi)滾子裝備廠家在學(xué)習(xí)國(guó)外先進(jìn)設(shè)備的基礎(chǔ)上進(jìn)行的設(shè)備開(kāi)發(fā)，還是取得了一定的成果，例如滾子高速冷鐓機(jī)，滾子數(shù)控?zé)o心磨床，滾子數(shù)控球基面磨床，滾子超精機(jī)等設(shè)備的成功開(kāi)發(fā)，提升了國(guó)內(nèi)滾子裝備的技術(shù)水平。國(guó)內(nèi)滾子檢測(cè)裝備，特別是視覺(jué)檢測(cè)裝備，已經(jīng)與國(guó)外設(shè)備相當(dāng)或超過(guò)國(guó)外設(shè)備，例如滾子在線外觀檢測(cè)，國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的設(shè)備在市場(chǎng)占有率上已經(jīng)遠(yuǎn)超歐美和日本。
但是，與主機(jī)行業(yè)高端軸承的配套需求相比，滾子現(xiàn)階段的性能指標(biāo)仍然存在一定的差距。這一瓶頸的有效突破，需要行業(yè)上下有識(shí)之士的共同努力，需要軸承零部件企業(yè)的技術(shù)進(jìn)步和轉(zhuǎn)型升級(jí)，需要軸承生產(chǎn)企業(yè)和滾子制造企業(yè)的密切配合。突破這一瓶頸，已成為我國(guó)軸承行業(yè)推進(jìn)轉(zhuǎn)型升級(jí)，由大到強(qiáng)的重要關(guān)鍵環(huán)節(jié)。
（二）存在問(wèn)題
1、技術(shù)指標(biāo)不能滿足要求
中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T25767-2010《滾動(dòng)軸承圓錐滾子》、GB/T4661-2015《滾動(dòng)軸承圓柱滾子》明確規(guī)定了圓錐滾子和圓柱滾子的各參數(shù)定義和各項(xiàng)精度指標(biāo)。
圓柱滾子直徑公差和軸向跳動(dòng)（GB/T25767—2010）單位為微米
圓錐滾子表面粗糙度（GB/T25767—2010） 單位為微米
但是目前行業(yè)的制造水平受到各種條件的制約，我國(guó)軸承企業(yè)只能批量生產(chǎn)G2級(jí)圓柱滾子和Ⅲ級(jí)圓錐滾子，滿足不了高端軸承的配套要求。從開(kāi)發(fā)高端軸承的需要出發(fā)，軸承滾子技術(shù)質(zhì)量水平必須達(dá)到：能夠批量生產(chǎn)G1級(jí)圓柱滾子、Ⅰ級(jí)圓錐滾子和Ⅱ級(jí)球面滾子。
2、材料方面
軸承鋼材料的質(zhì)量對(duì)軸承產(chǎn)品的加工質(zhì)量、使用壽命和可靠性的優(yōu)劣起著至關(guān)重要的作用。隨著先進(jìn)工藝及設(shè)備的引進(jìn)，我國(guó)軸承鋼的冶煉水平、冶金質(zhì)量上了一個(gè)臺(tái)階，在一些技術(shù)和質(zhì)量指標(biāo)方面達(dá)到或接近國(guó)外的先進(jìn)水平，但整體質(zhì)量水平與發(fā)達(dá)國(guó)家的質(zhì)量水平仍有著較大的差距，表現(xiàn)為：
1）標(biāo)準(zhǔn)方面
現(xiàn)行的軸承鋼材料標(biāo)準(zhǔn)中，對(duì)碳化物顆粒大小及分布狀態(tài)的質(zhì)量控制情況無(wú)內(nèi)容，使得碳化物顆粒大小及分布狀態(tài)國(guó)外存在有較大的差距，這也是我國(guó)軸承產(chǎn)品使用壽命和可靠性低于國(guó)外同類產(chǎn)品的一個(gè)主要原因。另外，在《高碳鉻軸承鋼》（GB/T18254）中關(guān)于非金屬夾雜物檢驗(yàn)評(píng)級(jí)方法目前對(duì)于低氧量、高純潔度軸承鋼具有一定的局限性，已不能準(zhǔn)確地評(píng)價(jià)軸承鋼中的非金屬夾雜物，國(guó)外已采用其它的檢驗(yàn)方法進(jìn)行評(píng)級(jí)，所以只有在以上方面有所突破，我國(guó)軸承鋼的質(zhì)量和軸承產(chǎn)品的質(zhì)量才能有所提高。直徑大于60mm高碳鉻軸承鋼滾子原材料在GB/T18254中沒(méi)有網(wǎng)狀碳化物要求，導(dǎo)致熱處理組織不好控制。
2）軸承鋼的冶金質(zhì)量穩(wěn)定性比較差。
如我國(guó)生產(chǎn)軸承鋼中的氧含量已接近國(guó)外生產(chǎn)軸承鋼先進(jìn)國(guó)家的水平，但軸承鋼中非金屬夾雜物的顆粒大小、分布狀態(tài)很不均勻，有的視場(chǎng)一顆非金屬夾雜物都沒(méi)有，有的視場(chǎng)則大量出現(xiàn)，點(diǎn)狀不變形夾雜不僅出現(xiàn)的概率頻繁，而且顆粒尺寸較大。
原材料的可塑性、化學(xué)元素成分的穩(wěn)定性、純凈度以及顆粒結(jié)構(gòu)均是目前制約我們滾子行業(yè)發(fā)展的瓶頸環(huán)節(jié)，同樣也制約軸承壽命。
3、我國(guó)軸承滾子技術(shù)水平與國(guó)際先進(jìn)水平的差距突出表現(xiàn)在軸承滾子工藝裝備。
目前國(guó)外加工基本為連線布置，而國(guó)內(nèi)軸承滾子的加工大多采用單機(jī)、多工序、多工步加工，有些環(huán)節(jié)加工機(jī)床精度差、穩(wěn)定性差，所加工的軸承滾子存在尺寸散差大，幾何精度不統(tǒng)一、不穩(wěn)定等問(wèn)題，導(dǎo)致生產(chǎn)出來(lái)的軸承狀態(tài)不一致、壽命不穩(wěn)定。其中滾子成型，國(guó)內(nèi)大型軸承公司同國(guó)外一樣，采用冷鐓成型，但使用的冷鐓設(shè)備要較國(guó)外（多工位冷鐓機(jī)）落后，適用滾子尺寸也要小很多。
隨著基礎(chǔ)制造業(yè)水平的逐步提升，國(guó)內(nèi)滾子加工設(shè)備的制造和模仿能力有所提升，與國(guó)外對(duì)比處于不同級(jí)水平。機(jī)床設(shè)計(jì)原理以及加工用材的材質(zhì)、加工技術(shù)，目前仍制約著設(shè)備性能的發(fā)揮。同時(shí)修磨工裝的輔助加工設(shè)備同樣也是限制機(jī)床性能發(fā)揮的主要因素之一。國(guó)內(nèi)設(shè)備廠家更多關(guān)注的還是機(jī)床如何實(shí)現(xiàn)磨削的功能，對(duì)機(jī)床使用壽命的防護(hù)仍未提上設(shè)計(jì)的日程，國(guó)內(nèi)機(jī)床目前仍未實(shí)現(xiàn)模塊化裝配，無(wú)法保障設(shè)備精度。
由于對(duì)引進(jìn)設(shè)備的消化吸收再創(chuàng)新沒(méi)有取得突破性發(fā)展，致使不能穩(wěn)定批量生產(chǎn)為高端軸承配套的0級(jí)、Ⅰ級(jí)高精度滾子。
1）圓柱滾子生產(chǎn)工藝路線：
冷鐓-軟竄-軟磨外徑-軟磨端面-熱處理-拋丸-光飾——轉(zhuǎn)硬磨車間連線生產(chǎn)-粗磨外徑-雙端面1-細(xì)磨外徑-雙端面2-光飾/端面精研-終磨1-終磨2--超精-清洗-光電外觀檢驗(yàn)-分選-涂油-包裝。
2）主要設(shè)備為：冷鐓機(jī)、光飾機(jī)、外徑磨床、端面精研機(jī)、超精機(jī)。
3）圓錐滾子加工工藝：
冷鐓-軟竄-軟磨外徑-軟磨端面-熱處理-拋丸-光飾——轉(zhuǎn)硬磨車間連線生產(chǎn)-磨外徑（粗磨、細(xì)磨）-磨球基面（粗磨、細(xì)磨）-終磨外徑（1～3遍）-超精外徑-清洗-外觀檢驗(yàn)（光電、人工）-涂油-碼料-包裝。
4）主要設(shè)備為：冷鐓機(jī)、外徑磨床、球基面磨床，其中球基面磨削形式很多，主要是圓盤式磨削和范成法磨削，范成法磨削相對(duì)精度稍高一些，但效率較低，適用于尺寸較大的滾子，當(dāng)然還有其他磨削方式。滾子外徑超精機(jī)、清洗設(shè)備、光電外觀檢驗(yàn)、涂油包裝等。
滾子多工位冷鐓機(jī)
沿用多年的仿蘇滾子冷鐓機(jī)十分落后，必須徹底淘汰。引進(jìn)的滾子多工位冷鐓機(jī)加工精度高，加工效率高，但價(jià)格昂貴，一般企業(yè)無(wú)力購(gòu)置。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)一些設(shè)備制造企業(yè)在對(duì)引進(jìn)的滾子多工位冷鐓機(jī)的消化吸收再創(chuàng)新上做了很大努力，取得一定進(jìn)展，但與國(guó)際先進(jìn)水平還有很大差距。
滾子外圓磨床
對(duì)引進(jìn)的高精度數(shù)控滾子外圓磨床的技術(shù)特點(diǎn)，如伺服數(shù)控、砂輪和導(dǎo)輪的剛性支承、大直徑和大寬度的砂輪、大直徑和大寬度的導(dǎo)輪、組合砂輪的應(yīng)用、砂輪雙伺服插補(bǔ)修整和自動(dòng)補(bǔ)償、導(dǎo)輪在機(jī)自修整等技術(shù)特點(diǎn)進(jìn)入深入研究，消化吸收再創(chuàng)新，研發(fā)應(yīng)用達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平的高精度數(shù)控滾子外圓磨床。
滾子外圓超精機(jī)和專用超精導(dǎo)輥磨床
對(duì)引進(jìn)的高精度滾子外圓數(shù)控超精機(jī)的技術(shù)特點(diǎn)，如大直徑大寬度的超精輥、大往復(fù)小振蕩的振蕩器的應(yīng)用進(jìn)行深入研究，消化吸收再創(chuàng)新，研發(fā)應(yīng)用達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平的高精度滾子外圓數(shù)控超精機(jī)。
研發(fā)應(yīng)用專用超精導(dǎo)輥磨床，導(dǎo)輥磨加工后形成對(duì)滾子支承的特殊型面，使?jié)L子通過(guò)超精，達(dá)到設(shè)計(jì)要求的對(duì)數(shù)曲線凸度或修型。
滾子球基面磨床
目前，從多個(gè)國(guó)家引進(jìn)的多種型式的滾子數(shù)控球基面磨床，有的型式加工精度高，但加工效率低，有的型式加工效率高，但加工精度低。應(yīng)對(duì)引進(jìn)的各種型式的球基面磨床進(jìn)行深入研究，博采眾長(zhǎng)，把著力點(diǎn)放在自主創(chuàng)新上，研制適合我國(guó)國(guó)情的，加工精度和加工效率高，性價(jià)比好的滾子數(shù)控球基面磨床。
在線滾子外觀自動(dòng)檢測(cè)和無(wú)損探傷裝備
目前國(guó)內(nèi)的檢測(cè)儀器相對(duì)落后,國(guó)外檢驗(yàn)設(shè)備與時(shí)俱進(jìn)，更多依據(jù)計(jì)算機(jī)控制判斷，而國(guó)內(nèi)成熟的，基本的在線檢測(cè)技術(shù)和設(shè)備沒(méi)有普遍采用，很多還是靠人工外觀檢驗(yàn)，影響生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。
滾子磨超自動(dòng)生產(chǎn)線
目前國(guó)內(nèi)多數(shù)專業(yè)滾子生產(chǎn)廠或軸承廠經(jīng)近幾年的設(shè)備改造上了很多條滾子磨超自動(dòng)線，但多數(shù)由于設(shè)備本身精度問(wèn)題，致使連線過(guò)長(zhǎng)，占地面積較大，影響滾子生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。
數(shù)字化檢測(cè)儀器
研發(fā)應(yīng)用滾子滾動(dòng)表面、球基面、端面凹穴、倒角的主要技術(shù)指標(biāo)全項(xiàng)檢測(cè)的專用數(shù)字化儀器和設(shè)備。
但是，設(shè)備的性能穩(wěn)定性和精度保持性、聯(lián)線技術(shù)和系統(tǒng)集成能力與國(guó)際先進(jìn)水平有較大差距,特別是滾子加工關(guān)鍵設(shè)備的引進(jìn)消化吸收再創(chuàng)新沒(méi)有取得突破性進(jìn)展，以至不能穩(wěn)定批量生產(chǎn)為高端軸承配套的I級(jí)圓柱滾子、I級(jí)圓錐滾子。
三、發(fā)展目標(biāo)及主要措施
（一）未來(lái)幾年軸承滾子技術(shù)市場(chǎng)
滾子軸承是滾動(dòng)軸承中重要的結(jié)構(gòu)類型，是高端軸承重要的組成部分之一。在大型機(jī)械、重載領(lǐng)域具有不可替代的作用。特別是在高速鐵路、盾構(gòu)機(jī)械、風(fēng)力發(fā)電行業(yè)，滾子軸承自主化的要求越來(lái)越迫切。軸承滾子的發(fā)展水平不僅關(guān)系到軸承行業(yè)產(chǎn)品的高端突破，而且關(guān)系到主機(jī)產(chǎn)業(yè)鏈的安全可控等重大問(wèn)題。按全國(guó)軸承行業(yè)“十四五”發(fā)展規(guī)劃 2025年發(fā)展目標(biāo)：軸承產(chǎn)量250億套，銷售收入2500（2237～2583）億元 ，預(yù)計(jì)2025年全球軸承產(chǎn)品總需求達(dá)到1500億美元，其中滾子總需求達(dá)到150億美元。
據(jù)2021年軸承行業(yè)統(tǒng)計(jì)111家企業(yè)，2021年滾子軸承（這里指圓柱、圓錐）產(chǎn)值占整個(gè)軸承產(chǎn)值的19.27%，尤其是為重點(diǎn)主機(jī)配套的高端滾子軸承軸承，其相應(yīng)的公差等級(jí)要求亦為I級(jí)甚至O級(jí)公差。這里列舉幾個(gè)重點(diǎn)領(lǐng)域在僅近一、二年滾子軸承市場(chǎng)的情況：
1、盾構(gòu)機(jī)刀盤系統(tǒng)主軸承
盾構(gòu)機(jī)軸承要求較高。刀盤是盾構(gòu)機(jī)的關(guān)鍵部件，在隧道掘進(jìn)過(guò)程中發(fā)揮著重要作用。刀盤系統(tǒng)中的主軸承是傳遞掘進(jìn)動(dòng)力和運(yùn)動(dòng)的核心零件，在工作中承受著巨大的軸向力、傾覆力矩和一定的徑向力，其性能、壽命和可靠性直接影響盾構(gòu)機(jī)的施工進(jìn)度、安全和掘進(jìn)里程。
盾構(gòu)機(jī)主軸滾子年需求量約1.4億元。國(guó)內(nèi)地鐵用盾構(gòu)機(jī)需求量約2000臺(tái)，年需求量約400臺(tái)(其中國(guó)產(chǎn)約300臺(tái))。另有國(guó)內(nèi)在役的盾構(gòu)機(jī)約1800余臺(tái)，在役盾構(gòu)機(jī)主軸承超過(guò)設(shè)計(jì)壽命后均需要維修和更換。盾構(gòu)機(jī)主軸價(jià)值兩大，一套價(jià)格約300萬(wàn)元。預(yù)計(jì)盾構(gòu)機(jī)主軸承年需求量達(dá)400套、約12億元，滾子占比10-15%，以12%計(jì)，盾構(gòu)機(jī)主軸滾子年市場(chǎng)需求量約1.4億元。
2、風(fēng)電主軸軸承及增速器主軸軸承
目前風(fēng)電主軸軸承國(guó)產(chǎn)化率33.0%，基本上都是3.0兆瓦及以下，軸承行業(yè)剛進(jìn)入這一領(lǐng)域，需要加大技術(shù)攻關(guān)和市場(chǎng)開(kāi)拓的力度。齒輪箱軸承國(guó)產(chǎn)化率僅為0.58%，發(fā)電機(jī)軸承國(guó)產(chǎn)化率僅為0.2%，應(yīng)該說(shuō)，這二個(gè)領(lǐng)域的門檻，軸承行業(yè)還沒(méi)有真正跨進(jìn)去，而風(fēng)電主軸軸承和齒輪箱軸承多為圓柱滾子和圓錐滾子軸承，其精度要求為P5級(jí)以上，現(xiàn)大部分還依賴進(jìn)口，其中滾動(dòng)體的精度及母線修形形狀也是影響軸承精度的主要原因之一，可喜的是，大功率風(fēng)電主軸軸承的研發(fā)已有了進(jìn)展，
風(fēng)電滾子的技術(shù)優(yōu)化主要依賴第三梯隊(duì)。滾子市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)格局分四大梯隊(duì)，第一梯度為外資品牌，技術(shù)力強(qiáng)，可以自制但成本較高，部分企業(yè)開(kāi)始國(guó)內(nèi)采購(gòu)；第二梯度為國(guó)內(nèi)頭部軸承企業(yè)，可以生產(chǎn)滾子匹配公司主軸、齒輪箱等產(chǎn)品，但是滾子成本占軸承總成本的10-15%，而滾子研發(fā)投入大，設(shè)備與軸承套圈等設(shè)備不匹配，因此國(guó)內(nèi)頭部軸承廠商投資效率不高，投資積極性低；第三梯隊(duì)為專業(yè)滾子生產(chǎn)廠，滾子研發(fā)投入最有效率。第四梯隊(duì)為普通工業(yè)軸承滾子廠，規(guī)模小，數(shù)量多，國(guó)內(nèi)超1050家，工藝技術(shù)無(wú)法達(dá)到一、二級(jí)滾子的技術(shù)要求。
國(guó)產(chǎn)滾子部分技術(shù)達(dá)國(guó)際領(lǐng)先水平，加速滾子大兆瓦進(jìn)口替代進(jìn)程。五洲新春、力星可供貨4MW以上風(fēng)電滾子，加速推動(dòng)大兆瓦國(guó)產(chǎn)化進(jìn)程。
滾子與套圈尺寸相差較大，國(guó)內(nèi)軸承廠商改進(jìn)滾子工藝的積極性不高。風(fēng)電軸承滾子尺寸在15-30cm，風(fēng)電軸承套圈直徑超1m，而這尺寸差距顯著，在熱處理、磨加工環(huán)節(jié)上設(shè)備不可共用，且風(fēng)電滾子輪廓線加工、 磨加工工藝要求高，需要企業(yè)投入大量研發(fā)精力，未來(lái)國(guó)內(nèi)風(fēng)電滾子市場(chǎng)預(yù)計(jì)主要被專業(yè)滾子廠壟斷。
3、高速動(dòng)車組軸承
高鐵動(dòng)車組軸承性能要求高。目前國(guó)內(nèi)高鐵軸承多為國(guó)外進(jìn)口。高鐵CRH1和高鐵CRH5使用SKF軸承，高鐵CRH2使用NTN和NSK軸承， 高鐵CRH3使用FAG軸承。高鐵軸承主要是在高速重載運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下工作，服役條件極為惡劣，對(duì)軸承要求高。以CRH5為例，平均值估算每套軸承載荷約為68.7kN，最大滾動(dòng)體載荷約為7.6kN，內(nèi)圈滾道與滾子 的接觸應(yīng)力約為810MPa，軸承轉(zhuǎn)速約為1730r/min。
高鐵軸承為存量替換市場(chǎng)。對(duì)于最高運(yùn)營(yíng)速度不大于200km/h 的軸承，質(zhì)保期為90萬(wàn)公里（或4年），最高運(yùn)營(yíng)速度大于200km/h的軸承，有定期檢修，240萬(wàn)公里后必須報(bào)廢。高鐵軸承滾子有近7億市場(chǎng)空間。
4、其它滾子類高端軸承：如：城市軌道交通地鐵軸承、機(jī)床軸軸承、重卡輪轂軸承等亦有較大的市場(chǎng)。
（二）發(fā)展目標(biāo)
目前我國(guó)軸承滾子的技術(shù)水平與國(guó)際先進(jìn)水平的差距還是比較大，在軸承鋼、加工裝備、生產(chǎn)工藝、檢測(cè)儀器及管理等方面都有一定的差距。為了盡快減少差距，我國(guó)必須在這幾個(gè)方面加大科研投資力度，使我國(guó)軸承產(chǎn)業(yè)盡快實(shí)現(xiàn)從量變到質(zhì)變的升級(jí)，解決我國(guó)高端軸承長(zhǎng)期依賴進(jìn)口的問(wèn)題。
按照軸承行業(yè)“十四五”專題規(guī)劃，發(fā)展目標(biāo)為：“堅(jiān)持問(wèn)題導(dǎo)向，以技術(shù)創(chuàng)新為手段，優(yōu)化工藝路線，從提高產(chǎn)品質(zhì)量入手，補(bǔ)齊發(fā)展短板，通過(guò)技術(shù)、人才、管理等措施的綜合運(yùn)用，使軸承滾子的產(chǎn)品性能穩(wěn)步提升，滿足軸承行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的需要，滿足高端軸承配套重大裝備的戰(zhàn)略需求”。
（三）主要措施
1、提高支持力度
全行業(yè)要深刻認(rèn)識(shí)軸承滾子在主機(jī)產(chǎn)業(yè)鏈中的重要性，把提高軸承滾子的制造水平，放到產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)高級(jí)化、產(chǎn)業(yè)鏈現(xiàn)代化的大背景下去審視，放到產(chǎn)業(yè)鏈安全可控的重要地位中去認(rèn)識(shí)。國(guó)家要進(jìn)一步加大對(duì)包括軸承滾子在內(nèi)的機(jī)械基礎(chǔ)零部件的關(guān)注程度和支持力度。特別是對(duì)于自主創(chuàng)新，替代進(jìn)口的研發(fā)與生產(chǎn)應(yīng)給與必要的政策支持和資金扶持。在國(guó)家重大科研項(xiàng)目中給以優(yōu)先立項(xiàng)，組織力量重點(diǎn)突破。
2、優(yōu)化制造模式
軸承滾子技術(shù)指標(biāo)多，產(chǎn)品精度高，生產(chǎn)具有專業(yè)性，既具有技術(shù)密集型的特點(diǎn)，也具有勞動(dòng)密集型的特色。鼓勵(lì)企業(yè)根據(jù)自身的特點(diǎn)，完善制造工藝，優(yōu)化制造模式。通過(guò)3—5年的努力，行業(yè)內(nèi)要形成2—3家在軸承行業(yè)有一定影響力，產(chǎn)品技術(shù)指標(biāo)達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平的軸承滾子龍頭企業(yè)。同時(shí)也要鼓勵(lì)軸承行業(yè)的排頭兵企業(yè)，自己建立軸承滾子分廠，建立自身的產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)鏈條，滿足自身產(chǎn)品的配套需求。通過(guò)實(shí)施兩條腿走路的方案，實(shí)現(xiàn)優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，共同促進(jìn)，實(shí)現(xiàn)軸承滾子制造的可持續(xù)發(fā)展。
3、建立創(chuàng)新體系
創(chuàng)新是行業(yè)發(fā)展的核心驅(qū)動(dòng)力。各部門要鼓勵(lì)大專院校和科研單位加大對(duì)軸承滾子基礎(chǔ)應(yīng)用的研究，用創(chuàng)新的思維解決企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新中的難點(diǎn)問(wèn)題。積極支持軸承滾子制造企業(yè)創(chuàng)建國(guó)家級(jí)的企業(yè)技術(shù)中心，建立企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新平臺(tái)，不斷培育新動(dòng)能。圍繞產(chǎn)業(yè)鏈部署創(chuàng)新鏈，圍繞創(chuàng)新鏈布局產(chǎn)業(yè)鏈。實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)鏈與創(chuàng)新鏈的有效融合。
3、加快人才培養(yǎng)
市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)歸根結(jié)底是人才的競(jìng)爭(zhēng)，人才的競(jìng)爭(zhēng)的核心是教育。要通過(guò)各種形式加強(qiáng)對(duì)軸承滾子專業(yè)人才的培養(yǎng)和培訓(xùn)，采用請(qǐng)進(jìn)來(lái)，走出去的方法，讓企業(yè)與高等院校專家進(jìn)行交流，通過(guò)建立院士工作站、博士后工作站的方式，加強(qiáng)一線技術(shù)人員與專家學(xué)者的交流與互動(dòng)，讓專家在一線發(fā)現(xiàn)課題，為一線解決難題。通過(guò)中國(guó)軸承工業(yè)協(xié)會(huì)人力資源委員會(huì)依托河南科技大學(xué)開(kāi)設(shè)“軸承滾子制造技術(shù)與應(yīng)用專班”的方式，為軸承滾子技術(shù)人才的培養(yǎng)進(jìn)行探索，其目的是形成理論聯(lián)系實(shí)際的軸承行業(yè)滾動(dòng)體人才梯隊(duì)。
4、對(duì)標(biāo)先進(jìn)技術(shù)
瞄準(zhǔn)國(guó)外高端軸承滾子的技術(shù)指標(biāo)和使用壽命，從產(chǎn)品精度和使用性能兩方面進(jìn)行對(duì)照，抓住關(guān)鍵環(huán)節(jié)，力爭(zhēng)取得突破；把國(guó)產(chǎn)機(jī)床和進(jìn)口機(jī)床加工的軸承滾子進(jìn)行對(duì)比，找出弱項(xiàng)，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，有的放矢制定解決方案。把GB/T25767-2010《滾動(dòng)軸承圓錐滾子》、GB/T4661-2015《滾動(dòng)軸承圓柱滾子》國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，作為對(duì)生產(chǎn)企業(yè)的基本要求，完善工藝規(guī)程和檢測(cè)手段，實(shí)現(xiàn)軸承滾子制造的轉(zhuǎn)型升級(jí)。
5、提升工藝裝備能力
工欲善其事，必先利其器。長(zhǎng)期以來(lái)，國(guó)產(chǎn)滾子專用裝備與國(guó)際先進(jìn)水平有很大差距，制約了滾子技術(shù)質(zhì)量水平的提升，滾子產(chǎn)品升級(jí)，裝備必須先行。
1）冷鐓工藝與裝備
冷鐓作為軸承滾子制造的前道工序，對(duì)滾子的加工效率和質(zhì)量水平有重要的影響。爭(zhēng)取組織相關(guān)單位和部門對(duì)現(xiàn)存的單工位、雙工位、多工位冷鐓工藝和設(shè)備的進(jìn)行分析和比較，綜合先進(jìn)性、實(shí)用性、經(jīng)濟(jì)型等多種因素，在冷鐓技術(shù)應(yīng)用上，逐步做到淘汰單工位、普及雙工位、提倡多工位。以優(yōu)化冷鐓工藝為切入點(diǎn)，研制適合中國(guó)國(guó)情、加工精度和加工效率達(dá)國(guó)際先進(jìn)水平，而造價(jià)和后續(xù)使用費(fèi)用較低的滾子多工位冷鐓機(jī)，投放市場(chǎng)，形成一套以工藝裝備為依托的、先進(jìn)、實(shí)用、可靠的軸承滾子冷鐓技術(shù)，促使我國(guó)軸承行業(yè)滾子成形工藝及裝備水平達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。
2）滾子外圓磨床
近幾年國(guó)內(nèi)相繼引進(jìn)了國(guó)外高精度數(shù)控磨床用以加工滾子。一些設(shè)備廠家在對(duì)這些引進(jìn)設(shè)備的消化吸收再創(chuàng)新上進(jìn)行了初步嘗試。在此基礎(chǔ)上，國(guó)內(nèi)設(shè)備廠家要進(jìn)一步對(duì)滾子磨加工工藝和裝備進(jìn)行深入的研究，使數(shù)控伺服系統(tǒng)的進(jìn)給性能，砂輪、導(dǎo)輪的磨削與修整性能，機(jī)床加工的穩(wěn)定性等關(guān)鍵指標(biāo)得到有效提升。研發(fā)達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平的高精度數(shù)控滾子外圓磨床。
3）滾子外圓超精機(jī)和專用超精導(dǎo)輥磨床
通過(guò)對(duì)引進(jìn)的高精度滾子外圓數(shù)控超精機(jī)的技術(shù)特點(diǎn)進(jìn)行深入研究，實(shí)現(xiàn)消化吸收再創(chuàng)新，自主研發(fā)達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平的高精度滾子外圓數(shù)控超精機(jī)；深入研究滾子修型技術(shù)與裝備，研發(fā)專用超精導(dǎo)輥磨床，在實(shí)踐中探索提高滾子的使用壽命的有效途徑。
4）滾子球基面磨床
針對(duì)從多個(gè)國(guó)家引進(jìn)的多種型式的滾子數(shù)控球基面磨床的特點(diǎn)進(jìn)行深入分析博采眾長(zhǎng)，把著力點(diǎn)放在自主創(chuàng)新上，研制適合我國(guó)國(guó)情的，加工精度和加工效率高，性價(jià)比好的滾子數(shù)控球基面磨床。
5）在線檢測(cè)與無(wú)損探傷裝備
推廣應(yīng)用應(yīng)用不漏檢、不誤判、高效可靠的在線滾子光電外觀自動(dòng)檢測(cè)和無(wú)損探傷裝備。
6）滾子磨超自動(dòng)生產(chǎn)線
將上列自主研發(fā)的先進(jìn)的數(shù)控裝備進(jìn)行系統(tǒng)集成，組成具有自動(dòng)加工手段，自動(dòng)檢測(cè)功能，自動(dòng)反饋模式，自動(dòng)統(tǒng)計(jì)方式，可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)清洗、涂油、包裝、全線節(jié)拍協(xié)調(diào)一致的滾子磨超自動(dòng)生產(chǎn)線。通過(guò)組建專業(yè)化制造聯(lián)線，進(jìn)一步穩(wěn)定產(chǎn)品質(zhì)量，提高生產(chǎn)效率，將工裝、模具進(jìn)一步標(biāo)準(zhǔn)化，對(duì)滾子質(zhì)量的提高起到推動(dòng)作用。
7）表面強(qiáng)化的應(yīng)用
研發(fā)應(yīng)用達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平的、表面應(yīng)力狀態(tài)精確可控的滾子表面強(qiáng)化技術(shù)和裝備。
總之，隨著軸承行業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展，將對(duì)軸承滾子質(zhì)量提出了更高的要求。希望通過(guò)軸承行業(yè)“十四五”的共同努力，使軸承滾子的制造水平躍上一個(gè)新的臺(tái)階，滿足為國(guó)家高端裝備的配套要求。
來(lái)源：中國(guó)軸承工業(yè)協(xié)會(huì)總審：牛輝
責(zé)編：陶鵬
編輯：陳慧寧
