一、軸承行業(yè)概況
1、軸承行業(yè)發(fā)展概況
軸承是承載軸的零件,被稱為“機(jī)械的關(guān)節(jié)”,是現(xiàn)代機(jī)械設(shè)備中不可缺少的一種基礎(chǔ)零部件。軸承的主要功能是支撐旋轉(zhuǎn)軸或其它運(yùn)動(dòng)體,引導(dǎo)轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)或移動(dòng)運(yùn)動(dòng)并承受由軸或軸上零件傳遞而來(lái)的載荷。
現(xiàn)代工業(yè)意義上的軸承產(chǎn)業(yè)興起于 19 世紀(jì)末期到 20 世紀(jì)初期。從 20 世紀(jì)50 年代至今,伴隨航空航天、核能工業(yè)、電子計(jì)算機(jī)、光電磁儀器、精密機(jī)械等高新技術(shù)的飛速發(fā)展,世界軸承工業(yè)進(jìn)入一個(gè)全面革新時(shí)期,制造技術(shù)迅速發(fā)展,品種、軸承精度、性能、壽命日益成熟完善。
20 世紀(jì) 60 年代以前,軸承工業(yè)主要被歐美國(guó)家所壟斷。20 世紀(jì) 60 年代以后,日本在微、小型軸承領(lǐng)域已逐步取代了歐美國(guó)家的壟斷地位。進(jìn)入 20 世紀(jì)90 年代后,隨著我國(guó)生產(chǎn)技術(shù)的不斷進(jìn)步,在微,小型軸承領(lǐng)域,中國(guó)軸承企業(yè)開(kāi)始與國(guó)外企業(yè)全面競(jìng)爭(zhēng)。
據(jù)國(guó)家統(tǒng)計(jì)局統(tǒng)計(jì),我國(guó)軸承行業(yè) 2015 年 1-10 月主營(yíng)業(yè)務(wù)收入為 2,225.49億元, 2014年主營(yíng)業(yè)務(wù)收入2,741億元,較2005年516億元增長(zhǎng)2,225億元,復(fù)合增長(zhǎng)率18%,預(yù)計(jì)將來(lái)的軸承增長(zhǎng)率會(huì)放緩,但因?yàn)檩S承是各種機(jī)械中的必用零部件,所以增幅不會(huì)低于GDP增長(zhǎng)速度。
2、軸承產(chǎn)品的分類
軸承產(chǎn)品規(guī)格型號(hào)眾多,根據(jù)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和工作原理的不同,可以分為“滾動(dòng)軸承”和“滑動(dòng)軸承”兩大類。滾動(dòng)軸承是指在零件間含有滾動(dòng)體作滾動(dòng)運(yùn)動(dòng)的軸承,滑動(dòng)軸承則是不使用滾動(dòng)體,僅在滑動(dòng)摩擦下工作的軸承。
滾動(dòng)軸承具有摩擦系數(shù)小、傳動(dòng)效率高、機(jī)械性能好的優(yōu)點(diǎn),是目前軸承行業(yè)中的主導(dǎo)種類。滾動(dòng)軸承已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)化、系列化和通用化,適合大批量生產(chǎn)和供應(yīng),推動(dòng)了軸承行業(yè)的全面發(fā)展。
滑動(dòng)軸承則具有體積小、承載能力高、振動(dòng)小、噪音小、結(jié)構(gòu)變化多等優(yōu)點(diǎn)。因此在承載負(fù)荷大、結(jié)構(gòu)要求緊湊的場(chǎng)合、有沖擊載荷的場(chǎng)合,滑動(dòng)軸承相較滾動(dòng)軸承具有明顯優(yōu)勢(shì)。而滑動(dòng)軸承結(jié)構(gòu)變化多的優(yōu)點(diǎn)也使其可以應(yīng)用到各種不同形狀的機(jī)械部位中。
根據(jù)潤(rùn)滑材料以及潤(rùn)滑方式的不同,滑動(dòng)軸承又可以進(jìn)一步分為“自潤(rùn)滑軸承”和“一般滑動(dòng)軸承”兩類。傳統(tǒng)的滑動(dòng)軸承在工作前或工作過(guò)程中需要添加潤(rùn)滑油、潤(rùn)滑脂等潤(rùn)滑材料,從而在摩擦界面上形成流體或半流體膜而起到有效的潤(rùn)滑作用,稱之為“一般滑動(dòng)軸承”。如厚壁軸瓦、薄壁軸瓦等都屬于一般滑動(dòng)軸承。而自潤(rùn)滑軸承是滑動(dòng)軸承中的一種新型產(chǎn)品,該類產(chǎn)品采用自潤(rùn)滑材料作為潤(rùn)滑劑或預(yù)先充以潤(rùn)滑劑之后密封起來(lái),可以長(zhǎng)期使用,工作過(guò)程中不用添加潤(rùn)滑劑。其中用固體自潤(rùn)滑材料作為潤(rùn)滑劑制作的軸承,由于不需要添加油、脂等傳統(tǒng)潤(rùn)滑劑,因此又被稱為“無(wú)油軸承”。目前世界上常用于制作自潤(rùn)滑軸承的主要原材料有銅、鋼等金屬材料及非金屬材料,如高分子產(chǎn)品(聚四氟乙烯)、石墨等。
二、滑動(dòng)軸承行業(yè)概況
1、我國(guó)滑動(dòng)軸承行業(yè)現(xiàn)狀
國(guó)內(nèi)廠商研發(fā)和創(chuàng)新能力有待提高
在機(jī)械產(chǎn)品中,軸承屬于高精度產(chǎn)品,不僅需要數(shù)學(xué)、物理等諸多學(xué)科理論的綜合支持,而且需要材料科學(xué)、熱處理技術(shù)、精密加工和測(cè)量技術(shù)、數(shù)控技術(shù)和有效的數(shù)值方法及功能強(qiáng)大的計(jì)算機(jī)技術(shù)等諸多學(xué)科為之服務(wù),高端滑動(dòng)軸承對(duì)技術(shù)和精度的要求更苛刻。由于我國(guó)大多數(shù)軸承企業(yè)在研發(fā)資金投入、創(chuàng)新體系建設(shè)運(yùn)行、人才培養(yǎng)等方面落后于國(guó)際領(lǐng)先企業(yè),軸承的精度、壽命、噪音等關(guān)件因素還沒(méi)有充分滿足高端機(jī)械的要求,因此,在航空航天、高速鐵路客車、高檔轎車、計(jì)算機(jī)、空調(diào)器、高壓承載機(jī)械、高速機(jī)床等裝備上,很多軸承需要重要依賴進(jìn)口。隨著軸承企業(yè)的技術(shù)投入和裝備改善,軸承自主創(chuàng)新能力會(huì)大大加強(qiáng),創(chuàng)新產(chǎn)品有望替代進(jìn)口產(chǎn)品和取代傳統(tǒng)產(chǎn)品。
2、我國(guó)滑動(dòng)軸承發(fā)展趨勢(shì)
(1)提高產(chǎn)品技術(shù)含量、工作效率、可靠性和精度是大勢(shì)所趨
從目前我國(guó)軸承行業(yè)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)來(lái)看,技術(shù)含量較低的普通軸承生產(chǎn)能力已較為充足;而高精度、高技術(shù)含量、高附加值的軸承,具有特殊性、能滿足特殊工作條件的自潤(rùn)滑軸承,無(wú)論是品種還是數(shù)量都有較大發(fā)展空間。從產(chǎn)品質(zhì)量和技術(shù)水平來(lái)看,我國(guó)每年仍需大量進(jìn)口高端軸承。
提高滑動(dòng)軸承生產(chǎn)商的研發(fā)、設(shè)計(jì)和制造能力是實(shí)現(xiàn)滑動(dòng)軸承高技術(shù)含量、高可靠性、高效率、高精度的唯一途徑。在國(guó)家政策的支持下,隨著我國(guó)裝備制造業(yè)的快速發(fā)展,預(yù)計(jì)未來(lái)滑動(dòng)軸承行業(yè)企業(yè)將把提升軸承產(chǎn)品的精度、性能、壽命及可靠性等方面作為重點(diǎn)投資方向。我國(guó)滑動(dòng)軸承制造商通過(guò)加大研發(fā)力度、引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)制造設(shè)備等手段,不斷提高研發(fā)設(shè)計(jì)水平及制造水平,符合未來(lái)行業(yè)發(fā)展的必然趨勢(shì)。
(2)根據(jù)細(xì)分市場(chǎng)的專業(yè)化分工進(jìn)一步體現(xiàn)
滑動(dòng)軸承特別是自潤(rùn)滑軸承因其用途不同,存在多品種和多規(guī)格產(chǎn)品。不同種類的滑動(dòng)軸承對(duì)熱處理水平、車加工精度、表面處理方式、生產(chǎn)裝置自動(dòng)化程度以及制造工藝等要求不同,因此現(xiàn)有的滑動(dòng)軸承企業(yè)基本專注某一專門(mén)領(lǐng)域或細(xì)分市場(chǎng)。國(guó)際軸承行業(yè)經(jīng)過(guò)上百年的發(fā)展,已經(jīng)形成了穩(wěn)定的專業(yè)化分工,國(guó)際軸承巨頭在各自的細(xì)分市場(chǎng)領(lǐng)域組織專業(yè)化生產(chǎn)。未來(lái)國(guó)內(nèi)滑動(dòng)軸承生產(chǎn)企業(yè)將進(jìn)一步明確產(chǎn)品定位,走專業(yè)化分工道路,做強(qiáng)做精細(xì)分市場(chǎng),實(shí)現(xiàn)規(guī)模效應(yīng)。
(3)潤(rùn)滑材料的研發(fā)能力對(duì)于滑動(dòng)軸承設(shè)計(jì)生產(chǎn)起到重要作用
滑動(dòng)軸承的表面材料及潤(rùn)滑性能決定了耐磨性、抗壓性等各項(xiàng)性能。為了滿足客戶需求,不同種類的滑動(dòng)軸承對(duì)于表面材料的要求不同,因此滑動(dòng)軸承企業(yè)對(duì)于滑動(dòng)材料的研發(fā)能力在很大程度上決定業(yè)務(wù)的拓展速度。未來(lái)滑動(dòng)軸承企業(yè)將進(jìn)一步加大滑動(dòng)材料研發(fā),滿足生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)需要。
三、自潤(rùn)滑軸承行業(yè)概況
1、自潤(rùn)滑軸承的發(fā)展
自潤(rùn)滑軸承的制造技術(shù)起源于英國(guó)。20 世紀(jì) 50 年代 PTFE(聚四氟乙烯)在英國(guó)開(kāi)始被作為一種軸承材料進(jìn)行試驗(yàn),同時(shí)銅粉燒結(jié)工藝也獲得了突破。1956 年,世界上第一個(gè)以 PTFE作為內(nèi)襯,以鋼板為支撐的自潤(rùn)滑 DU軸承投放市場(chǎng)。60 年代末,自潤(rùn)滑軸承開(kāi)始進(jìn)入航空航天等尖端科技應(yīng)用領(lǐng)域。從 70年代開(kāi)始,英國(guó)自潤(rùn)滑軸承制造商將技術(shù)許可給法國(guó)、德國(guó)、日本和美國(guó)公司,這一舉措推動(dòng)了世界自潤(rùn)滑軸承行業(yè)的快速發(fā)展,自潤(rùn)滑軸承逐步進(jìn)入到所有的機(jī)械制造領(lǐng)域。
2、自潤(rùn)滑軸承產(chǎn)品的分類
隨著自潤(rùn)滑軸承行業(yè)的發(fā)展,自潤(rùn)滑軸承的生產(chǎn)工藝和材料不斷創(chuàng)新,產(chǎn)品的種類也逐漸豐富。根據(jù)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和制造材料的不同,自潤(rùn)滑軸承劃分為復(fù)層類、單層類、其他三個(gè)大類,其下分為多個(gè)子類。具體如下所示:
“復(fù)層型”自潤(rùn)滑軸承產(chǎn)品是由兩種或兩種以上不同類型的軸承材料層疊復(fù)合而成,其中襯層材料起自潤(rùn)滑作用,基材起支撐作用,其它材料起連接過(guò)渡作用。“復(fù)層型”產(chǎn)品的潤(rùn)滑效果優(yōu)良,其承載能力由表面材料的抗壓強(qiáng)度所決定。根據(jù)基材和襯層材料的類別,可分為金屬基材與金屬襯層復(fù)層、金屬基材與非金屬襯層復(fù)層以及非金屬基材與非金屬襯層復(fù)層。
“單層型”自潤(rùn)滑軸承產(chǎn)品是由一種類型的軸承材料制成,產(chǎn)品依靠軸承材料中所含有的自潤(rùn)滑材料如石墨、二硫化鉬、聚四氟乙烯、鉛等來(lái)進(jìn)行潤(rùn)滑,根據(jù)軸承材料的類別,可分為金屬類和非金屬類。非金屬類單層型自潤(rùn)滑軸承主要包括整體非金屬軸承、非金屬卷制軸承等。金屬類單層型軸承主要包括固體鑲嵌型產(chǎn)品與含油型產(chǎn)品。“固體鑲嵌型”自潤(rùn)滑軸承是在金屬基材上按照一定的排列方式預(yù)先加工出一些孔洞或溝槽,然后將固體潤(rùn)滑劑嵌入其中;工作過(guò)程中由于摩擦熱或環(huán)境溫度作用,固體潤(rùn)滑劑在滑動(dòng)表面略微突出,并通過(guò)摩擦在金屬基材和對(duì)偶表面形成轉(zhuǎn)移膜,從而起到減摩耐磨的作用。“含油型”自潤(rùn)滑軸承是將金屬粉末通過(guò)粉末冶金工藝壓制燒結(jié)而成一個(gè)多孔性材料,然后在孔隙內(nèi)充以潤(rùn)滑油;工作過(guò)程中由于摩擦熱或環(huán)境溫度的作用,潤(rùn)滑油從軸承中析出,在金屬基材和對(duì)偶表面形成潤(rùn)滑油膜,從而起到減摩耐磨的作用。
3、自潤(rùn)滑軸承產(chǎn)品的特點(diǎn)
自潤(rùn)滑軸承適用于無(wú)法加油或很難加油的場(chǎng)所。由于特殊生產(chǎn)工藝的要求,汽車制造、機(jī)械工業(yè)企業(yè)的某些關(guān)鍵設(shè)備需要在極端工況下運(yùn)行,由于設(shè)備重、環(huán)境溫度高、粉塵大或空氣中含酸性腐蝕氣體等各種因素,難以為設(shè)備添加潤(rùn)滑油,因此滾動(dòng)軸承或一般滑動(dòng)軸承摩擦磨損嚴(yán)重,易發(fā)生軸承的咬傷或咬死,引起零件磨損和損壞,導(dǎo)致設(shè)備停運(yùn)。為了生產(chǎn)連續(xù)運(yùn)行,除在原始設(shè)計(jì)上要求安裝多臺(tái)設(shè)備輪修外,還須投入大量維修人員,備品備件和能源消耗極大。因此汽車制造、工程機(jī)械、模具行業(yè)等企業(yè)在復(fù)雜工況條件下都具有對(duì)特種潤(rùn)滑材料的需求。無(wú)油化可以使軸承設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)等大幅簡(jiǎn)化,降低成本,節(jié)省設(shè)計(jì)時(shí)間,可在使用軸承時(shí)不保養(yǎng)或少保養(yǎng),也免除了由于供油不足造成的風(fēng)險(xiǎn)。發(fā)行人通過(guò)對(duì)自潤(rùn)滑軸承復(fù)合材料及自潤(rùn)滑軸承的研究,在材料配方和制備工藝上實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新突破,可以為客戶解決特殊工況下的潤(rùn)滑問(wèn)題。
由于自潤(rùn)滑軸承無(wú)需供油裝置,工作過(guò)程中可以不用加油,因此可以節(jié)省大量的安裝和運(yùn)行成本,提高機(jī)械性能,提升使用壽命及可靠性。無(wú)油化處理無(wú)需廢油回收處理,還有利于環(huán)境保護(hù)。自潤(rùn)滑軸承對(duì)于磨軸的硬度要求較低,從而降低了相關(guān)零件的加工難度。自潤(rùn)滑復(fù)合軸承結(jié)構(gòu)中,表面可電鍍多種金屬,可在腐蝕介質(zhì)中使用。此外,由于無(wú)油潤(rùn)滑不存在油脂揮發(fā)問(wèn)題,自潤(rùn)滑軸承可在高溫高壓環(huán)境下使用。