洛陽佰納軸承淺談高檔數控機床主軸軸承與工業(yè)機器人軸承的發(fā)展趨勢
更新時間:2022-09-02點擊次數:741次
一、高檔數控機床主軸軸承
?。ㄒ唬└邫n數控機床主軸軸承種類
高檔數控機床軸承種類包括高速主軸軸承系統(含電主軸軸承、動靜壓軸承)、直線導軌軸承、滾珠絲杠等功能部件。這些產品作為機床加工精度的決定性因素而受到機床制造者、機床用戶的高度關注。
其中,高檔數控機床主軸軸承主要類型有4類,分別為:角接觸球軸承,單、雙列圓柱滾子軸承,單、雙向推力角接觸球軸承,傳統設計還有圓錐滾子軸承。
在數控機床主軸軸承中,量大面廣的應用主要以精密角接觸球軸承為主。
(二)高檔數控機床主軸軸承發(fā)展趨勢
自2002年開始,我國機床產品消費額上升到世界第一位,并且連續(xù)保持至今。
根據有關產業(yè)研究院提供的數據,2016年全球機床行業(yè)市場規(guī)模為1080億美元左右。
與此同時,國內市場對于進口機床的需求不降反升。2014年,機床工具進口總額177.8億美元,同比增加10.8%。這些進口機床產品的需求主要以高檔數控機床為核心,以關鍵系統、零部件為配套主導??梢?,高端高檔數控類機床產品仍舊是我國機床產業(yè)發(fā)展的軟肋。
國內產品的精度、可靠性、穩(wěn)定性、耐用性差,與國外先進的技術差距明顯。國外數控機床平均無故障時間一般為2000h以上,而國內機床一般在500h以內;嚴重缺乏各種先進基礎元件,先進配套件大量進口。
目前,受到國內機床行業(yè)發(fā)展的整體影響,高檔數控機床主軸軸承的市場亦主要被國外軸承生產企業(yè)所占有,國內只有少數軸承企業(yè)研制了部分產品,但是依然難于得到核心高檔數控機床的應用與實踐的機會。以P4及以上級超精密角接觸球軸承為例,國內機床行業(yè)年需求約15萬套以上,其中,超過50%的產品來自FAG、NSK、
SKF、NTN等國外軸承公司;并且,國外軸承公司針對高檔數控機床主軸等部位所使用的高端軸承均提供了專業(yè)的行業(yè)解決方案,以最大程度提供令用戶滿意的服務。可見,對于技術含量高、附加值高、加工難度大的高檔數控機床主軸軸承研制,一直是各國軸承企業(yè)投入與關注的重點。
軸承的使用性能和產品服務是客戶選擇軸承產品的主要依據。隨著國產超精密軸承的技術指標和可靠性水平的逐步提高,加之國內軸承企業(yè)在產品服務以及成本控制上的巨大優(yōu)勢,國產高檔數控機床主軸軸承的市場占有率正處于穩(wěn)步提升之中。目前,我國自主研發(fā)、生產的高檔數控機床主軸軸承已經逐步替代進口,占據了一定的市場份額。相信隨著國內精密軸承的發(fā)展與提升,高檔數控機床主軸軸承的巨大市場需求必將日漸傾斜于“中國制造”。
精度和切削能力是衡量機床質量的兩個重要標準,它們取決于機床的整體設計,在很大程度上也取決于機床工件主軸-軸承系統。軸承的結構和精度在很大程度上決定了機床的性能,高檔數控機床主軸軸承為P4及以上高精度等級的滾動軸承。隨著現代機床向高精度、高效率、高智能化方向的發(fā)展,對機床主軸軸承也不斷提出新的更高要求,如更高的回轉精度,更高的靜、動態(tài)剛性,更高的極限轉速,更低的溫升和摩擦力矩,更高的精度保持性。與此同時,更合理方便的安裝使用、調整維修、潤滑密封等需求也在不斷提出,集成化、單元化、智能化已成為數控機床主軸軸承的技術發(fā)展目標。
二、工業(yè)機器人軸承
(一)工業(yè)機器人軸承種類
等截面薄壁類軸承、薄壁交叉圓柱滾子類軸承、RV減速機軸承、諧波減速機軸承等。
除上述軸承外,工業(yè)機器人還應用直線軸承、關節(jié)軸承、磁懸浮軸承、氣體靜壓推力軸承等。
?。ǘC器人軸承發(fā)展趨勢
機器人的研發(fā)及產業(yè)化應用程度,是衡量一個國家科技創(chuàng)新、高端制造發(fā)展水平的重要標志。自2010年以來,全球對工業(yè)機器人的需求不斷增長。國際機器人聯合會(IFR)近日發(fā)布最新報告稱,未來工業(yè)機器人需求仍將加速增長。
該機構此前發(fā)布的數據顯示,2010—2014年,工業(yè)機器人年均復合增長率為17%。
在此之前,工業(yè)機器人安裝量的增速從未如此迅速。2005—2008年,工業(yè)機器人年均銷售量約為11.5萬臺。2010—2014年,這一數字增長至17.1萬臺,增長量約48%。
2013年,中國以3.7萬臺的銷售量,首超日本,全球排名第一。2014年,全球工業(yè)機器人銷量增長了29%,共計22.9萬臺;其中,來自中國的銷量就達到5.7萬臺,站穩(wěn)全球最大工業(yè)機器人市場的領先地位。
相對德、日、韓等國而言,我國機器人密度還是很低,2012年我國制造業(yè)中工業(yè)機器人擁有量僅為23臺/萬人,遠低于世界平均的58臺/萬人。即使排除不可比因素,我國機器人密度還存在較大的提升空間,工業(yè)機器人市場潛力巨大。2016年,我國工業(yè)機器人銷量超過8.9萬臺。預計到2020年,我國工業(yè)機器人市場需求量將達到15萬臺,保有量達到80萬臺;到2025年,我國工業(yè)機器人市場需求量將達到26萬臺,保有量達到180萬臺。
多年來,軸承行業(yè)內的科研單位和骨干企業(yè),對機器人軸承進行了持續(xù)不斷地理論研究、產品試制和產業(yè)化探索,并取得了一些階段性成果,在實現機器人專用軸承國產化的道路上進行了嘗試。但是,從總體上看,我國工業(yè)機器人軸承的研發(fā)不充分、碎片化明顯,工程化不好,研發(fā)成果向生產力轉化不利;沒有進行充分的研發(fā)和工程化,就直接小批量生產,向主機廠供貨,很多問題需要解決。
2016年,工信部把“工業(yè)機器人軸承”列為強基工程項目,軸承行業(yè)兩個骨干企業(yè)得到相關資金的資助??梢灶A計,經過有識之士持續(xù)不斷地努力和技術改造項目的實施,不遠的將來,我國的機器人軸承一定能夠滿足主機市場的配套需求。
未來中國高檔數控機床主軸軸承和機器人軸承將以高精度、高剛性、高承載、高可靠、低摩擦力矩、長壽命、新材料、新結構為主要研究方向。近幾年國家不斷加大對高檔數控機床軸承的投入力度,相信在不久的將來,高檔數控機床主軸軸承和機器人軸承大部分依賴進口的局面將得到根本改變。