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国内精密机床轴承发展分析

发布时间：2012-11-27 浏览次数：772

　　一、我国机床行业的现状及发展趋势
　　机床工具行业作为机械装备工业的重要组成部分，在整个国民经济的发展过程中起着举足轻重的作用。从行业总体来看，我国机床工具行业目前正处于自1992年以来Z好的发展时期，市场呈现出供不应求的良好局面。尤其是自1999年进入新的增长期以来，我国机床工具行业产值逐年增长，产品结构不断调整，产品质量日益提高。　　
　　根据2003年12月2日至5日在宝鸡召开的中国机床工具行业市场形势和对策研讨会得到的信息，今年又将是我国机床工具行业一个丰收年，截止九月末，在产品产量方面，金属切削机床产量累计已达22.2万台，比去年同期增长36.7%。其中，作为重点发展的高精度机床增长37.60%；数控机床增长43.74%；大型机床增长87.90%。另外，其他的如锻压机械、木工机床等也有较大幅度的增长，可谓全线飘红。
　　从世界范围来看，2002年我国机床消费量比2001年增长20.0%，占世界机床消费总量的比重从13.6%上升到19.2%，从全球第四位跃升到位。
　　与此同时，在国内机床工具行业生产经营继续保持良好态势的情况下，今年我国的机床工具产品进口也在继续增长，截止到九月末，据海关统计，我国的机床进口已达29.6亿元，比去年同期增长35%。而且，一些知名企业纷纷以独资、合资等方式进入我国，利用我国廉价的劳动力成本和各种优惠条件，抢占中国市场。这充分表明，如今现代制造业中机床行业化竞争已逐步深入中国腹地。中国将继续保持世界进口大国和消费大国的地位。
　　尽管近几年我国机床工具行业已经取得了很大进步，但在当前国内外机床市场竞争极其激烈的形势下，我国的机床工具行业则显得竞争力不强，主要表现在我国是机床消费大国还不是机床强国、机床拥有量大但水平低、产品构成依然落后、产品创新能力差、机床可靠性还有待提高等方面。
　　当今世界机床制造业的水平集中表现在数控机床的开发、生产能力上，数控机床已成为制造业的主流设备，一个国家所拥有的数控机床多少、水平高低已成为衡量一个国家综合实力的重要标志。要实现我国从一个机床大国转变为机床生产强国的目标，必须加快调整步伐，加大新产品开发力度。为此，机床工具行业“十五”规划提出了以发展数控机床为重点，从而带动行业整体水平的提高。特制定了如下总量目标：到2005年全国数控机床产量达到25000~30000台，产值达到65~70亿元，数控机床市场占有率达到50%（按价值计）。从目前的情况来看，产量目标可望2003年提前实现。
　　二、机床行业对轴承的需求
　　滚动轴承在机床上的使用主要用于下列三个部位：主轴、滚珠丝杠和一般传动轴。
　　主轴轴承作为机床的基础配套件，其性能直接影响到机床的转速、回转精度、刚性、抗颤振动切削性能、噪声、温升及热变形等，进而影响到加工零件的精度、表面质量等。因此，高性能的机床必须配用高性能的轴承。
　　滚动轴承的精度一般分为P0、P6、P5、P4和P2五个等级，用于精密机床主轴上的轴承精度应为P5及其以上级，而对于数控机床、加工中心等高速、高精密机床的主轴支承，则需选用P4及其以上级超精密轴承。
　　机床用主轴轴承通常包括深沟球轴承、角接触球轴承、圆柱滚子轴承、双向推力角接触球轴承、圆锥滚子轴承和推力轴承等六种结构类型。
　　随着数控技术的快速发展，“复合、高速、智能、精密、环保”已成为当今机床工业技术发展的主要趋势。其中，高速加工可以有效地提高机床的加工效率、缩短工件的加工周期。这就要求机床主轴及其相关部件要适应高速加工的需求。目前，数控机床主轴轴承基本上限定在角接触球轴承、圆柱滚子轴承、双向推力角接触球轴承和圆锥滚子轴承等四种结构类型。
　　伴随着数控机床主轴向高速化发展，陶瓷材料（主要指Si₃N₄工程陶瓷）因具有密度小、弹性模量高、热膨胀系数小、耐磨、耐高温、耐腐蚀等优良性能，从而成为制造高速精密轴承的理想材料。陶瓷轴承得到越来越广泛的应用，鉴于陶瓷材料的难加工性，精密陶瓷轴承多为滚动体是陶瓷、内外套圈仍由铬钢制造的混合陶瓷球轴承。
　　滚珠丝杠副作为精密、高效、灵敏的传动元件，除了应采用高精度的丝杠、螺母和滚珠外，还应注意选用轴向刚度高、摩擦力矩小、运转精度高的轴承。滚珠丝杠支承过去常用双向推力角接触球轴承、圆锥滚子轴承、滚针和推力滚子组合轴承、深沟球轴承和推力球轴承等。目前，滚珠丝杠支承采用Z多的是60°接触角的单列推力角接触球轴承，而且，精度等级也是以P4及其以上级为主。
　　机床用装于一般传动轴上的滚动轴承，其要求和选用与普通机械传动轴承相同，只需满足强度和寿命要求，转速不超过所规定的轴承极限转速即可。
　　在通常情况下，我们所提到的机床轴承是指机床主轴轴承以及滚珠丝杠轴承，精密机床轴承则是指精度为P5及其P5以上级的主轴轴承和丝杠轴承。
　　三、精密机床轴承的生产情况
　　精密机床轴承技术含量高、附加值高、加工难度大，世界各大轴承公司都投入了极大的精力开展精密机床轴承的开发和研制。目前，国外生产精密机床轴承的生产厂家主要有德国FAG公司、法国SNFA公司、日本NSK公司、瑞典SKF公司、日本NTN公司等。
　　我国轴承行业整体水平与发达国家相比存在较大差距，特别是在精密轴承的开发和研制方面，由于受加工设备、制造工艺以及相关技术的限制和制约，目前，国内能批量、配套生产精密机床轴承的生产厂家只有洛阳轴研科技股份有限公司、哈尔滨轴承集团公司等少数几家公司。
　　四、精密机床轴承的市场分析
　　统计显示，2002年我国轴承行业各类轴承年产量28亿套，其中，P5级精密轴承6236.4万套，P4超精密级72.9万套。在全年轴承的产品销售中，用于机床制造业的有3300万套。
　　分析2002年国内精密机床轴承的市场分布，用于各类精密机床中的P5及其以上级轴承约150万套，其中大约一半左右用于机床主轴和滚珠丝杠轴承。P4及其以上级超精密轴承和配对轴承（主要指主轴轴承和滚珠丝杠轴承）约占15万套。
　　根据机床行业“十五”规划目标，到2005年，金属加工机床年产量达到20~22万台，其中数控机床增加到3~3.5万台（2003年数控机床的生产和销售已突破3万台），占总产量的15%，国产机床的市场占有率达到60~65%。由于近几年我国机床行业飞速发展，到2005年，金属加工机床的年产量肯定超过机床行业“十五”规划目标，另外，随着现代机床向高速、高效、复合化方向发展，精密机床所配精密轴承的占有量将大幅度增加。再考虑到巨大的机床改造和维修市场，经分析计算预测，2005年金属加工机床共需配套轴承将超过5000万套，P5及其以上级精密轴承300万套左右，其中大约150万套用于机床主轴和滚珠丝杠。这些轴承用量较大的是深沟球轴承、角接触球轴承、圆柱滚子轴承、双向推力角接触球轴承和圆锥滚子轴承等。
　　机床主轴轴承和滚珠丝杠轴承作为机床的精度控制零件，P4及其以上级超精密轴承和配对轴承的比例将大幅度上升，比重将由2002年的20%提高到2005年的40%~50%左右，总量约为70万套。
　　目前机床行业对P4及其以上级超精密角接触球轴承约15万套的需求量中，一半左右来自诸如FAG、NSK、SKF、SNFA等国外著名轴承公司。除了心理因素和品牌效应以外，轴承的技术性能和可靠性是机床客户选择进口轴承的主要原因。如果国产超精密轴承的技术指标和可靠性水平能够与进口轴承相当，未来两年的市场潜力巨大。
　　为此，国内主要机床轴承配套企业，如：洛阳轴研科技股份有限公司、哈尔滨轴承集团公司等，已经开始加快技术改造步伐，在加工条件、检测手段、配对技术和可靠性研究方面加大资金投入，主要型号的小批试制产品和一些型号的批量生产产品已经达到先进水平，替代进口只是个时间和规模问题。
　　国外精密机床轴承产品虽然性能优良、可靠性高，但存在着价格昂贵、交货期长、售后服务滞后等不足。另外，精度等级为P2级的超精密轴承，属于尖端技术，这类产品还归为国外向我国限制出口产品之列。国内轴承生产企业应抓住我国机床市场快速发展的机遇，上规模、上精度、提高产品质量的稳定性，在满足机床行业对轴承高精度、高转速、低噪音、高可靠性等严格要求的同时，提高自身的研发能力、加工能力、销售网络等综合竞争实力。

（来源：中国市场研究报告网　2007-06-22）