洪學江
（安瑞控股•黃山明明德軸承有限公司，安徽黃山　245200）

　　摘　要：我國軸承行業(yè)經(jīng)過近幾十年的發(fā)展，不斷縮小與國際品牌的差距，其中很重要的一個環(huán)節(jié)就是我國軸承生產(chǎn)專用設備的不斷改進及創(chuàng)新，設備自動化程度、制造精度、穩(wěn)定性、可靠性等方面都有了長足的進步。隨著如今經(jīng)濟化和一體化的演進，我國軸承設備行業(yè)遇到技術突破的瓶頸和極大的挑戰(zhàn)。本文重點就我國軸承設備發(fā)展方向與我國軸承設備制造技術方向進行研究分析，以供參考和借鑒。
　　關鍵詞：磨床；軸承專機；智能化；可靠性；穩(wěn)定性

　　1　我國軸承專用磨床的發(fā)展歷程
　　我國軸承行業(yè)經(jīng)過近幾十年的發(fā)展，不斷縮小與國際品牌的差距，其中很重要的一個環(huán)節(jié)就是我國軸承生產(chǎn)專用設備的不斷改進及創(chuàng)新，設備自動化程度、制造精度、穩(wěn)定性、可靠性等方面都有了長足的進步，在上世紀70年代開始，國內(nèi)逐步開發(fā)自動化軸承專機，其中行業(yè)熟知的有無錫機床廠，洛陽精密機床廠、新鄉(xiāng)機床廠、石家莊機床廠等，這些國企就在上世紀生產(chǎn)的部分磨床，如無錫機床廠上世紀70年代生產(chǎn)的無心磨床MZ11100以及3MZ131設備，目前還有很多當時制造的設備在服務生產(chǎn)，足以說明我國當時在國家政策的指導下，引進*生產(chǎn)技術，為我國的工業(yè)進程奠定了良好的基礎。
　　上世紀90年以前，我國生產(chǎn)的軸承專用磨床控制上基本上以液壓和繼電器為主，進給普遍采用齒輪或者杠桿方式進行傳動，存在故障率高，進給精度不精確、傳動不穩(wěn)定性等現(xiàn)象；90年代初期以來，國內(nèi)設備廠家結(jié)合國際上一些設備廠家的*技術，逐漸采用*的數(shù)字控制系統(tǒng)，大功率、高轉(zhuǎn)速電主軸也相繼研發(fā)成功，高轉(zhuǎn)速主軸突破每分鐘20萬轉(zhuǎn)以上，極大地改善了我國現(xiàn)有軸承專機的現(xiàn)狀，21世紀以來，國內(nèi)眾多軸承設備制造廠不斷創(chuàng)新、改進，軸承專機在自動化程度以及精度方面都有了長足的進步，另外在汽車軸承專用磨床、高精度滾子磨床等方面都做出了突破，也極大地提高了我國軸承行業(yè)的綜合競爭力。發(fā)展至今，我國現(xiàn)通用軸承磨床發(fā)展已經(jīng)遇到瓶頸，無論在精度、效率、智能化等方面都面臨著提升困難的局面。
　　2　我國軸承磨床的現(xiàn)有技術分析
　　我國目前軸承專用設備，普遍存在價格低廉、壽命短、精度儲備不足、加工精密度不足等諸多問題，結(jié)合我國現(xiàn)代化建設和工業(yè)自動化建設進程，究其根本原因是市場需求關系的主導問題，我國是軸承生產(chǎn)大國，年產(chǎn)軸承數(shù)量居一，年生產(chǎn)2000億人民幣，但其中制造占比極低，在國內(nèi)企業(yè)面臨成本因素的情況下，投資生產(chǎn)設備時成本是其重要的衡量指標，2015年提出《我國制造2025》，總體部署和規(guī)劃我國制造強國的戰(zhàn)略思想和工作路線，近幾年來，我國的軸承及軸承設備制造也在總綱領的指導下，不斷加大研發(fā)，積極創(chuàng)新升級，近幾年來，軸承設備的自動化程度，精密度，加工效率等方面都取得不俗的成績。其中日升設備、日發(fā)精機等一批軸承專業(yè)設備制造廠家設備已經(jīng)遠銷國際市場，也說明我國的軸承專機已經(jīng)有了不錯的發(fā)展。
　　3　未來軸承專機的發(fā)展方向
　　3.1軸承設備內(nèi)質(zhì)方面
　　我國軸承設備的發(fā)展已經(jīng)遇到技術突破的瓶頸，近幾年的軸承設備展覽發(fā)現(xiàn)，設備制造企業(yè)鮮有新的突破，眾多廠家把設備外觀設計的更加新穎，把連線生產(chǎn)自動化程度提高等方面，在內(nèi)質(zhì)方面沒有做出突圍，分析有以下幾個原因：
　?。?）我國在方面的法律約束不足，我國40年的改革開放，有著的模仿能力，軸承磨床制造方面，很難有不可察覺，不可拆卸、不可恢復的特點，主要原因是在設備設計過程中要考慮設備使用及后期維護的便捷性，所以很難在技術保密方面做出嚴密防范，同時也考慮到設備后期售后服務的成本問題，要解決這些問題，設備制造商必須綜合考慮這些問題，所以進展很慢。（2）我國的軸承市場以中低端為主，產(chǎn)品附加值不高，在低利潤的主導下，固定資產(chǎn)的投入需要精細計算投資金額，限制了設備的基本價格。這是一個我國制造長期需要重視及解決的課題，在軸承領域，國內(nèi)一些優(yōu)秀軸承生產(chǎn)廠家，不斷攻克軸承領域，但從研發(fā)到品質(zhì)保障到市場認同都是一個艱難漫長的過程，在這期間，很少有軸承廠家畫重金投入設備，因為這是一個摸索探索過程，風險防范是企業(yè)經(jīng)營的重要環(huán)節(jié)。（3）提升設備性能是一個系統(tǒng)問題，使用維護好設備，與之同步的領域涉及很廣，比如加工零件毛坯是否能滿足加工要求、砂輪的選用、設備的綜合管理能力等等都制約著軸承生產(chǎn)廠家能否夠支撐設備的投入與使用。
　　3.2軸承專用設備近期主攻方向
　　社會的發(fā)展與進步，驅(qū)使著設備制造不斷改善，不斷提升，諸多問題都會逐步得到改善與進步，結(jié)合目前國內(nèi)設備行業(yè)的情況，軸承設備行業(yè)必須前行，必須跟上時代的步伐，必須為我國制造提供的設備主機，才能生產(chǎn)的軸承應用于市場，服務于社會，軸承專用設備在以下幾個方面是近期主攻方向：
　?。?）機床精度儲備方面要下功夫，設備自身的主體精度有待提升，國際上工作臺的精密程度超乎想象，而且在使用多年后檢測與新設備基本一致，而我國生產(chǎn)的設備在出廠精度方面就不能與之相比，在長期使用后就很難保證其基本精度，我國的設備制造重點是把精力和成本花在核心部件上面，從而提高出廠精度，但是，鑄造件及易損件材料的選擇，潤滑系統(tǒng)的設計;防護等級的提升等方面設計就沒有重點考慮，從而不能長期有效保障設備精度。
　　（2）高速磨削是發(fā)展必然趨勢，我國目前采用的基本上是大功率磨削，雖然大功率磨削能暫時性的解決磨削效率問題，但在磨削表面質(zhì)量、磨削精度、加工應力等方面不如高速磨削，但就提高磨削效率、抑制設備振動來說，大功率磨削更容易實現(xiàn)，所以目前我國設備基本上采用大功率磨削為主，但如何實現(xiàn)高速磨削，是屬于制造的范疇，高速磨削的優(yōu)點在于，高效率、低磨削熱、低粗糙度、低切削力、低功耗，磨削效率高等特點，但要實現(xiàn)高速磨削，首先要解決設備剛性、高速共振問題，設備制造設計時要就全面考慮震源產(chǎn)生點，高速主軸溫、剛性及共振問題，主軸高速旋轉(zhuǎn)必須具備的旋轉(zhuǎn)精，以及CBN砂輪自身配方的改進、砂輪修整方式的改進問題都是設備廠與軸承生產(chǎn)廠家共同需要面對的問題，特別是高速主軸的使用，目前我國在高速主軸方面的不足也是制約高速磨削的瓶頸之一，國際上高速磨削砂輪線速度已經(jīng)高達150m/s，而我們國家在高速磨削領域達到60m/s都還于大砂輪內(nèi)圈滾道磨削，內(nèi)孔及外圈滾道磨削幾乎達不到60m/s以上，主要原因就是高速主軸的限制以及震源及共振點的問題沒有解決，這是未來設備的重要研究方向。
　?。?）設備運行中可靠性和穩(wěn)定性是考量設備的關鍵指標，如何提升設備的可靠性和穩(wěn)定性，配件質(zhì)量保證是前提，制造精度是必要條件，但是，最容易忽略的是防護與潤滑，要在設計初始階段就把防護與潤滑作為一個重要必要因素全面設計，另外，我國設備制造廠商往往都是重視核心零件的加工與制造，比如床身、工作臺、主軸等部件，但是在一些易損件方面就不夠重視，如上下料部套，很容易造成磨損后的上料不到位引起撞車，給設備造成不可挽回的精度損失。設備要提高可靠度，必須要重視上述環(huán)節(jié)，再結(jié)合控制系統(tǒng)，防止撞車等重大事故發(fā)生，才能長期保障精度，提高設備可靠性和穩(wěn)定性。
　?。?）*運動控制系統(tǒng)的運用，我國設備發(fā)展進程，從手動到液壓再到現(xiàn)在伺服運動控制，其中絲桿和伺服運動控制器的功不可沒，極大地提高設備的控制能力，但絲桿每天少則三五千次，多則幾萬次的運動，絲桿間隙的產(chǎn)生是不可避免的，諸多廠家都在尋求方法，降低絲桿的磨損周期，但是由于我國采用的是大功率磨削方式，絲桿采用的是負游隙的裝配方式，在前期能滿足設備磨削需求，一旦絲桿出現(xiàn)游隙，磨削效率、加工精度、尺寸穩(wěn)定性問題就隨之而來，所以，直線伺服運動控制是軸承磨床發(fā)展趨勢，取消絲桿及絲桿鏈接裝置，能避免上述問題的發(fā)生。但是，直線伺服的運用，又與大功率磨削產(chǎn)生相對矛盾，直線伺服的推力值無法與絲桿的扭矩相媲美，另外直線伺服的防護等級還不能滿足軸承磨床的酸堿水霧環(huán)境中長期工作，所以如何運用好直線伺服是一個重要課題。
　?。?）軸承磨床的智能化提升，互聯(lián)網(wǎng)飛速發(fā)展，隨著5G時代的到來，軸承制造及軸承設備也迎來互聯(lián)網(wǎng)時代，如何隨時控制和監(jiān)測設備;設備運行中的動態(tài)管理，比如：電流大小、主軸溫度、在線測量、數(shù)值化調(diào)機、設備記憶、運行狀態(tài)、故障代碼功能等等，我國的無人化車間路還很長，但是由于我國人口紅利的消失，迫使我們必須加快無人化車間的進展，所以綜合提高設備的自動化、智能化、可視化、動態(tài)管理是設備未來發(fā)展的必然趨勢。
　　4　結(jié)語
　　我國制造到我國智造，工業(yè)大國到工業(yè)強國是我們這一代人的光榮使命，是時代的寵兒，我們軸承磨床同樣要從低端走向，從制造走向智造，在《我國制造2025》的歷程中寫上濃厚一筆，用科技、創(chuàng)新、堅持、夢想迎接明天。

來源：《中國科技縱橫》2019年10期