淺析深溝球軸承專用磨床的發展方向
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摘 要：我國軸承行業經過近幾十年的發展，不斷縮小與國際品牌的差距，其中很重要的一個環節就是我國軸承生產專用設備的不斷改進及創新，設備自動化程度、制造精度、穩定性、可靠性等方面都有了長足的進步。隨著如今全球經濟化和一體化的演進，我國軸承設備行業遇到技術突破的瓶頸和極大的挑戰。本文重點就我國軸承設備發展方向與我國軸承設備制造技術公關方向進行研究分析，以供參考和借鑒。
關鍵詞：磨床;軸承專機;智能化;可靠性;穩定性
中圖分類號：TG581.2 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2019）10-0070-02
1 我國軸承專用磨床的發展歷程
我國軸承行業經過近幾十年的發展，不斷縮小與國際品牌的差距，其中很重要的一個環節就是我國軸承生產專用設備的不斷改進及創新，設備自動化程度、制造精度、穩定性、可靠性等方面都有了長足的進步，在上世紀70年代開始，國內逐步開發自動化軸承專機，其中最為行業熟知的有無錫機床廠，洛陽精密機床廠、新鄉機床廠、石家莊機床廠等，這些國企就在上世紀生產的部分磨床，如無錫機床廠上世紀70年代生產的無心磨床MZ11100以及3MZ131設備，目前還有很多當時制造的設備在服務生產，足以說明我國當時在國家政策的指導下，引進先進生產技術，為我國的工業進程奠定了良好的基礎。
上世紀90年以前，我國生產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、傳動不穩定性等現象;90年代初期以來，國內設備廠家結合國際上一些設備廠家的先進技術，逐漸采用先進的數字控制系統，大功率、高轉速電主軸也相繼研發成功，高轉速主軸突破每分鐘20萬轉以上，極大地改善了我國現有軸承專機的現狀，21世紀以來，國內眾多軸承設備制造廠不斷創新、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的綜合競爭力。發展至今，我國現通用軸承磨床發展已經遇到瓶頸，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，結合我國現代化建設和工業自動化建設進程，究其根本原因是市場需求關系的主導問題，我國是軸承生產大國，年產軸承數量居全球第一，年生產2000億人民幣，但其中高端制造占比極低，在國內企業面臨成本因素的情況下，投資生產設備時成本是其重要的衡量指標，2015年國務院提出《我國制造2025》，總體部署和規劃我國制造強國的戰略思想和工作路線，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，積極創新升級，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、日發精機等一批軸承專業設備制造廠家設備已經遠銷國際市場，也說明我國的軸承專機已經有了不錯的發展。
3 未來軸承專機的發展方向
3.1 軸承設備內質方面
我國軸承設備的發展已經遇到技術突破的瓶頸，近幾年的軸承設備展覽發現，設備制造企業鮮有新的突破，眾多廠家把設備外觀設計的更加新穎，把連線生產自動化程度提高等方面，在內質方面沒有做出突圍，分析有以下幾個原因：
?。?）我國在專利方面的法律約束不足，我國40年的改革開放，有著超強的模仿能力，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，產品附加值不高，在低利潤的主導下，固定資產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，國內一些優秀軸承生產廠家，不斷攻克高端軸承領域，但從研發到品質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，風險防范是企業經營的重要環節。（3）提升設備性能是一個系統問題，使用維護好高端設備，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廠家能否夠支撐高端設備的投入與使用。
3.2 軸承專用設備近期主攻方向
社會的發展與進步，驅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，結合目前國內設備行業的情況，軸承設備行業必須前行，必須跟上時代的步伐，必須為我國制造提供一流的設備主機，才能生產國際品質的軸承應用于市場，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。
?。?）高速磨削是發展必然趨勢，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，所以目前我國設備基本上采用大功率磨削為主，但如何實現高速磨削，是屬于高端制造的范疇，高速磨削的優點在于，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生點，高速主軸溫、剛性及共振問題，主軸高速旋轉必須具備的旋轉精，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高達150m/s，而我們國家在高速磨削領域達到60m/s都還僅限于大砂輪內圈滾道磨削，內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定性是考量設備的關鍵指標，如何提升設備的可靠性和穩定性，配件質量保證是前提，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，必須要重視上述環節，再結合控制系統，防止撞車等重大事故發生，才能長期保障精度，提高設備可靠性和穩定性。
?。?）先進運動控制系統的運用，我國設備發展進程，從手動到液壓再到現在伺服運動控制，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，一旦絲桿出現游隙，磨削效率、加工精度、尺寸穩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展趨勢，取消絲桿及絲桿鏈接裝置，能避免上述問題的發生。但是，直線伺服的運用，又與大功率磨削產生相對矛盾，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完全滿足軸承磨床的酸堿水霧環境中長期工作，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，互聯網飛速發展，隨著5G時代的到來，軸承制造及軸承設備也迎來互聯網時代，如何隨時控制和監測設備;設備運行中的動態管理，比如：電流大小、主軸溫度、在線測量、數值化調機、設備記憶、運行狀態、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、動態管理是設備未來發展的必然趨勢。
4 結語
我國制造到我國智造，工業大國到工業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高端，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、創新、堅持、夢想迎接明天。
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