我國軸承工業的發展與展望

韓新帥 劉威 李帥奇

摘 要：軸承是當代機械設備中一種重要零部件，是機械工業使用廣泛、要求嚴格的配套件和基礎件，是各種機械的旋轉軸和可動部位的支承元件，也是依靠滾動體的滾動實現對主機旋轉的支承元件。它的主要功能是降低旋轉體在運動過程中的摩擦系數，并保證其回轉精度，在機械、礦山、冶金、建筑、汽車、鐵路、航空、石油、船舶以及軍工等等各行各業都有廣泛應用。

關鍵詞：軸承; 歷史; 發展; 制造

1 早期軸承的發展

中國是世界上四大文明古國之一，中國古代科學技術曾經輝煌一時，四大發明對后世影響深遠。中國也是最早發明軸承的國家。

1.1 ?8000多年前，中國出現了慢制陶輪，陶輪是指一種可旋轉的臺面，把和好的陶土放在陶輪的中央，用一只手或腳使陶輪轉動，同時用手捏陶土或用工具使陶土成形，這一裝置使陶工能成批地生產人類最早的工藝品—陶器。陶輪按其旋轉速度可分為快輪和慢輪，在5000多年前，中國就出現了快輪，提高了生產效率，這是人類最早使用軸承或者軸承原理的歷史。

1.2 在4000多年前的軒轅時期就有了黃帝造車的傳說，并開始使用滑動軸承，這一發明方便了后人衣食住行等多個方面。夏初大禹時代—公元前2000多年前奚仲造車，當時的造車及軸承技術已比較成熟。

1.3周朝時期人們發明了利用動物油脂進行軸承潤滑的技術，這一發明降低了“軸承”的摩擦，大大提高了勞動效率。《詩經》中記載約公元前1100-600年出現軸承的潤滑，滑動軸承的出現，提出了潤滑的需要或者說促進了摩擦學的發展。

1.4公元前1100多年前發明了轆轤，春秋時期發明了軎，軎是目前所發現的最早的推力軸承。中國很早也已經應用金屬材料制作車軸滑動軸承的軸瓦，戰國時期大約公元前400年前后，就已經有了這方面的記載。中國古代的滾動軸承的出現比西歐早240左右。

1.5漢魏時期，鐵器的使用更加普遍，已經造出了成套的軸承。元朝時期科學家郭守敬發明了簡儀，使用了圓柱滾動支承技術。清末的洋務運動對軸承工業的發展起到一定作用，能制造出具有現代軸承結構的圓柱滾子軸承。

在古代，中國的先人所掌握的軸承制造技術處于世界領先水平，他們對軸承的發明創造改進和應用大大推動了生產力的發展和社會的進程。

2近現代軸承工業的發展

2.1洋務運動后，1937-1945年間，秦福興五金號、上海金昌鐵工廠、秦福興機器廠、金興鐵工廠、元興昌機器廠等十余家作坊開始制造軸承，從而奠定了上海軸承工業的基礎。與此同時，日本在瓦房店建軸承廠，也取得了較大的發展。在上海、瓦房店軸承制造業發展的同時，沈陽、長治等地區的軸承工業也在起步和發展。

2.2新中國成立以后，瓦房店軸承廠恢復生產，成為中國第一家獨立生產軸承的企業。抗美援朝期間，瓦房店軸承廠部分北遷至哈爾濱，于1951年建成了我國第二個軸承廠—哈爾濱軸承廠并投入生產。1953年上海市軸承工業形成秦福興軸領廠、上工軸承廠、榮泰新機器廠和金興鐵工廠4個中心廠及多個衛星廠。在第一個五年計劃期間，在前蘇聯援助下又建成了我國第三個軸承廠—洛陽軸承廠，并于1957年開始試制普通軸承。至此，我國軸承工業形成了瓦房店、哈爾濱、洛陽、上海四大主要生產基地以及若干中小型生產企業，為軸承制造業的發展奠定了基礎。

2.3黨的十一屆三中全會以來，我國通過改革開放，促使軸承工業迅速發展，行業產業結構發生了巨大的變化，國有企業的一統天下的局面被打破，民營企業蓬勃發展，外資企業大舉進軍，軸承工業結構不斷變化，基本上形成了我國現代軸承工業生產體系。從生產少數規格的農用球軸承，發展到生產工業和軍工用的高精度軸承。經過五十多年的發展，我國各類軸承年產量從1949年的13.8萬套增加到2019年196億套，完成營業收入1770億元，其中出口軸承58.87億套，創匯53.21億美元。從軸承生產總量和生產體系看，我國已成為僅次于日本、美國和德國的世界軸承生產大國。

為了研究滾動軸承的設計和生產，適應國民經濟和國防建設不斷發展的需要，在大型軸承企業（或大公司）內部建立了科研機構。在洛陽建立了軸承研究所，開展軸承科學技術的研究開發工作。在河南科技大學（原洛陽工學院）內還開設了“滾動軸承設計與制造”專業，已培養了一大批為我國軸承工業發展所需的高級技術人才。

3未來軸承工業的前景

目前，我國軸承工業從產業經濟規模和銷售總量上已居世界軸承總量的第三位，但在產品精度、產品質量、技術水平等方面與世界先進水平還有比較大的差距。

3.1 （1）由于多數企業在創新體系建設和運行、研發的資金投入、人才引進及開發等方面仍處于較低水平。因此，全行業“兩弱兩少”突出，即基礎理論研究弱，參與國際標準制定力度弱，少原創技術，少專利產品。（2）當前，我國的軸承設計和制造技術基本上是幾十年一貫制。產品開發能力低，更新換代周期較長，表現在：雖然對國內主機的配套率達到80%，但高速鐵路、中高檔轎車、計算機、空調、高水平軋機、航空航天領域等重要主機的配套和維修軸承，基本上還要靠進口。（3）近幾十年來，國產軸承工業制造工藝和工藝裝備技術發展緩慢，車加工數控率低，磨加工自動化水平低，全國僅有200多條自動生產線。大多數企業仍是使用傳統設備。對軸承壽命和可靠性至關重要的先進熱處理工藝和裝備，如控制氣氛保護加熱、雙細化、貝氏體淬火等覆蓋率低，許多技術難題未能取得突破。（4）軸承鋼新材料的研發，軸承潤滑、冷卻、清洗和磨料磨具等相關技術的研發，尚不能適應軸承產品水平和質量提高的要求。因而，造成工序能力指數低，產品加工尺寸離散度大，產品內在質量不穩定而影響軸承的精度、性能、壽命和可靠性。

3.2研發軸承新材料

采用粉末熱壓工藝，研制出一種低孔隙度的青銅-石墨材料（簡稱C-C材料），它既具有熔鑄材料較高的機械性能，又具有含油軸承的自潤滑性，是一種綜合性能較好的高速軸承新材料。

納米陶瓷新材料相對于傳統軸承高具有以下主要優點，（1）壽命長，摩擦系數低（2）剛性高，承載能力強，（3）絕緣性好，導磁率低，不受磁電損害。采用陶瓷材料制造軸承， 可極大地擴展滾動軸承在各個領域的應用范圍。

3.3軸承的未來發展

可以預見，微型軸承、超精密軸承、智能軸承等將會應用在越來越多的領域。在傳統的軸承的基礎上集成不同用途的傳感器和調控裝置，使其結合成為一體而形成獨特的軸承結構單元，利用數字化信息處理、自動控制等技術實現軸承運行狀態的實時在線監測、故障檢測、實時調控。高端軸承， 就是具備高性能的軸承， 通常都具有轉速快、荷載高、壽命長、可靠性高等特點， 能在各種極端（如高溫、高壓、侵蝕）的工作環境下正常工作。

參考文獻：

[1] 辛長林，鄭如辰等.中國軸承工業發展史[M].中國軸承工業協會，2005

[2] 張俊江.高端軸承裝備制造業的發展機遇[J].軸承，2011，（12）：59-63

[3] 李進衛.陶瓷軸承凸顯優勢綠動未來[J].現代陶瓷技術，2014，（5）：21-27

作者簡介：

一作：韓新帥（1999.04），性別男，民族漢，籍貫河南省項城市，鄭州市中原區鄭州大學機械工程專業本科生

二作：劉威（1998.10），性別男，民族漢，籍貫河南省固始縣，鄭州市中原區鄭州大學機械工程專業本科生

三作：李帥奇（1999.03），性別男，民族漢，籍貫河南省襄城縣，鄭州市中原區鄭州大學機械工程專業本科生

（鄭州大學 ?河南 ?鄭州 ?450000）