軸承是怎麼發展的

Ⅰ 軸承的發展起源

早期的直線運動軸承形式，就是在一排撬板下放置一排木桿。現代直線運動軸承使用的是同一種工作原理，只不過有時用球代替滾子。最簡單的旋轉軸承是軸套軸承，它只是一個夾在車輪和輪軸之間的襯套。這種設計隨後被滾動軸承替代，就是用很多圓柱形的滾子替代原先的襯套，每個滾動體就像一個單獨的車輪。
在義大利奈米湖發現的一艘建造於公元前40年的古羅馬船隻上，發現了早期的球軸承的實例：一個木製球軸承是用來支撐旋轉桌面。據說列昂納多·達·芬奇在1500年左右曾經對一種球軸承進行過描述。球軸承的各種不成熟因素中，有很重要的一點就是球之間會發生碰撞，造成額外的摩擦。但是可以通過把球放進一個個小籠里防止這種現象。17世紀，伽利略對「籠裝球」的球軸承做過最早的描述。十七世紀末，英國的C.瓦洛設計製造球軸承，並裝在郵車上試用以及英國的P.沃思取得球軸承的專利。最早投入實用的帶有保持架的滾動軸承是鍾表匠約翰·哈里遜於1760年為製作H3計時計而發明的。十八世紀末德國的H.R.赫茲發表關於球軸承接觸應力的論文。在赫茲成就的基礎上，德國的R.施特里貝克、瑞典的A.帕姆格倫等人進行了大量的試驗，對發展滾動軸承的設計理論和疲勞壽命計算作出了貢獻。隨後，俄國的N.P.彼得羅夫應用牛頓粘性定律計算軸承摩擦。第一個關於球溝道的專利是卡馬森的菲利普·沃恩在1794年獲得的。
1883年，弗里德里希·費舍爾提出了使用合適的生產機器磨製大小相同、圓度准確的鋼球的主張，奠定了軸承工業的基礎。英國的O.雷諾對托爾的發現進行了數學分析，導出了雷諾方程，從此奠定了流體動壓潤滑理論的基礎。 根據國家統計局數據，2011年中國軸承製造行業規模(年銷售收入2000萬元以上)企業共有1416家企業，全年實現工業總產值1932.11億元，同比增長27.59%；銷售收入為1910.97億元，同比增長30.30%；利潤總額125.23億元，較上年增長為26.54%。預計到2015年，我國軸承產量有望超過280億套，主營業務收入有望達到2100億元，成為全球最大的軸承生產和銷售基地緩氏。
當前我國軸承行游哪散業主要面臨三大突出問題：分別是行業生產集中度低、研發和創新能力低、製造技術水平低。
第一，行業生產集中度低。在全世界軸承約300億美元的銷售額中，世界8大跨國公司佔75%～80%。德國兩大公司占其全國總量的90%，日本5家占其全國總量的90%，美國1家占其全國總量的56%。而我國瓦軸等10家最大的軸承企業，銷售額僅佔全行業的24.7%，前30家的生產集中度也僅為37.4%。第二，研發和創新能力低。全行業基礎理論研究弱，參與國際標准制訂力度弱，少原創技術，少專利產品。當前我們的設計和製造技術基本上是模仿，產品開發能力低，表現在：雖然對國內主機的配套率達到80%，但高速鐵路客車、中高檔轎車、計算機、空調器、高水平軋機等重要主機的配套和維修軸承，基本上靠進口。第三，製造技術水平低。我國軸承工業製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。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，許多技術難題攻關未能取得突破。軸承鋼新鋼種的研發，鋼材質量的提高，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，一致性差，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。 壽命
在一定載荷作用下，軸承在出現點蝕前所經歷的轉數或小時數，稱為軸承壽命。
滾動軸承之壽命以轉數（或以一定轉速下的工作的小時數）定義：在此壽命以內的軸承，應在其任何軸承圈或滾動體上發生初步疲勞損壞（剝落或缺損）。然而無論在實驗室試驗或在實際使用中，都可明顯的看到，在同樣的工作條件下的外觀相同軸承，實際壽命大不相同。此外還有數種不同定義的軸承「壽命」，其中之一即所謂的「工作壽命」，它表示某一軸承在損壞之前可達到的實際壽命是由磨損、損壞通常並非由疲勞所致，而是由磨損、腐蝕、密封損壞等原因造成。
為確定軸承壽命的標准，把軸承壽命與可靠性聯系起來。
由於製造精度，材料均勻程度的差異，即使是同樣材料，同樣尺寸的同一批軸承，在同樣的工作神氏條件下使用，其壽命長短也不相同。若以統計壽命為1單位，最長的相對壽命為4單位，最短的為0.1-0.2單位，最長與最短壽命之比為20-40倍。90%的軸承不產生點蝕，所經歷的轉數或小時數稱為軸承額定壽命。
額定動載荷
為比較軸承抗點蝕的承載能力，規定軸承的額定壽命為一百萬轉（106）時，所能承受的最大載荷為基本額定動載荷，以C表示。
也就是軸承在額定動載荷C作用下，這種軸承工作一百萬轉（106）而不發生點蝕失效的可靠度為90%，C越大承載能力越高。
對於基本額定動載荷
1．向心軸承是指純徑向載荷
2．推力球軸承是指純軸向載荷
3．向心推力軸承是指產生純徑向位移得徑向分量

Ⅱ 2021年軸承行業趨勢

「三化」成未來發展趨勢

在轉型升級的大背景下，我國軸承製造企業應當更加關注自身研發能力，提高產品附加值，創新研發新產品。目前，我國大部分軸承高端產品技術缺乏，高端產品長期依賴進口，這一現狀並不利於我國未來軸承行業的發展。未來，軸承製造廠商應當注重人才培養，加大研發投入，引進國外先進技術，研發高端產品，實現國產替代。

此外，我國軸承製造企業也應當研發綠色環保新產品。近年來，各行各業均越來越關注環保問題，軸承作為基礎零部件之一，許多日常伺服器的應用都需要軸承，延長軸承壽命和提高軸承的性能以降低能耗排放。因此，未來軸承廠商應當在提高其產品質量及行業地位的同時，優化軸承產品的機械性能，從而實現節能環保的目標。

最後，隨著軸承產品主機配套的相關性增加，主機客戶會更加關注產品的品牌和質量，因此，軸承製造企業應當在創品牌方面打下良好基礎，提升我國軸承在世界軸承市場的知名度。

——更多行業相關數據請參考前瞻產業研究院《中國軸承製造行業產銷需求預測與轉型升級分析報告》。

Ⅲ 我國軸承製造技術的現狀及其發展趨勢

1.滾動軸承套圈製造技術
1.1 鍛造加工
軸承生產中，套圈毛坯質量的好壞，生產率的高低，都將對軸承產品的質量、性能、壽命以及企業的經濟效益產生重要影響。毛坯留量的大小（包括毛坯的成型方式）決定軸承材料利用率，而毛坯尺寸分散度和幾何形狀精度差則是造成廢品率高、不能自動化生產的主要原因。套圈毛坯有鍛件、冷擠壓、溫擠壓、棒料和管料等，鍛件約占毛坯總數的85%左右，套圈毛坯鍛造的勞動量約占軸承加工總勞動量的10%-15%。目前中小型套圈用鍛件來加工的比重有加大趨勢。
目前，國內套圈鍛造以熱鍛為主，以壓力機鍛造-輾擴成型生產線為主。鍛造加熱採用煤、油和電加熱。加熱火耗損失為1%-3%，表面脫碳層深度為0.3-0.4mm，材料利用率為40%-50%。20世紀八十年代，有些軸承企業在小型軸承套圈上推廣了冷擠壓工藝，對外徑80-130mm的套圈採用溫擠壓工藝，外徑小於80mm的套圈採用冷輾工藝（目前行業上以擴大到150mm一下），材料利用率達到60%以上。
我國相繼引進了16條高速鐓段機生產線，推動了軸承行業鍛造水平的技術進步，加快了毛坯專業化生產過程。高速鐓鍛工藝目前已成為國際上軸承套圈鍛造的主要工藝，其採用感應加熱至始鍛溫度，在高速頓鍛機上完成切料、鐓餅、成形和分離等工序，使用於大批量生產。高速鐓鍛工藝生產效率高，鍛件尺寸精度高，表面質量好，能降低留量，提高材料利用率。
綜上所述，我國軸承鍛造毛坯發展方向應為：進行專業化經濟規模生產，便於採用國際先進技術，如高速鐓鍛工藝、精密冷輾擴工藝、控制氣氛等球化退火工藝等，採用先進工藝可以將目前軸承行業40%的材料利用率提高至54%-60%，經濟效益可觀。
1.2 車削加工
車削加工是金屬切削加工的重要組成部分之一，在機械製造業中應用最為廣泛，佔有十分突出的地位。目前，我國中、小型軸承套圈大多採用多刀半自動、全自動車床對鍛件進行車削加工。加工方式有機群分散工序和集中工序。
在國外，目前套圈車削加工採用的有集中工序，也有分散工序法。集中工序法多用於結構形狀復雜的零件，採用數控車床一次裝夾定位，機床配備有刀具庫，加工中，各工序通過精確地程序設計完成，產品精度受人為因素影響較小。分散工序法多用於大批量單品種的加工，採用自動化連線的方式加工。廣泛使用的刀具是硬質合金塗層機夾刀片，其切削速度達到140-250m/min，生產效率明顯高於國內。採用了先進的毛坯加工技術，因此國外毛坯留量小，尺寸分散度小，車削加工一般為單循環完成，有效地縮短了加工周期。
因此，發展能實現強力切削、剛性好的套圈車削專用車床，發展加工質量好、效率高的微機控制和自動控制車床，以及適合大批量單品種生產的自動化車削生產線，是車加工的發展方向。此外，發展硬質合金機夾可轉位刀具、表面塗層刀具、金屬陶瓷刀具等高效刀具，以及實現自動更換刀片、自帶斷屑裝置等刀具監控系統，也是車加工研究的一個方向。
1.3 磨削、超精加工
軸承生產中，磨削加工勞動量約占總勞動量的60%，所用磨床數量也佔全部金屬切削機床數量的60%左右。磨削加工成本占整個軸承生產成本的15%以上，因此，磨削加工是軸承生產的關鍵工序。
目前國內軸承行業的一般磨削、超精工藝過稱為：
外圈：平面磨削- 外徑磨削-溝（滾）道磨削-溝（滾）道超精
內圈：平面磨削-內外徑磨削-內徑磨削-溝（滾）道磨削-溝（滾）道超精
在實際生產中，視產品精度要求在以上過程中增加附加回火工序，或對各表面進行二、三次循環加工。磨削過程多採用單機加工，較好的企業建有自動化生產線。改革開放以來，我國軸承行業有了較快發展，特別是磨超生產工藝有了較大改進，如溝道切入磨代替了擺頭磨，雙端面磨、寬無心外圓磨削、溝（滾）道超精工藝及支溝磨溝工藝已普遍應用，告訴磨削也開始應用。但是相對國外軸承磨超加工，我們還存在較大差距，在國外先進的軸承製造企業，端面、外徑磨削採用CNC數控自動送料，在線自動測量、自動補償，磨削速度達45m/s。溝道、內徑磨削已全部採用CNC數控機床，生產過程實現全線自動化，全部工序由計算機集中控制，所有工藝參數和生產節拍嚴格按照圖紙設計控制，砂輪線速度達到60m/s。SKF磨加工工序的內溝磨削速度已達到120m/s。特別是使用性能優良的CBN砂輪，使生產效率明顯提高。
軸承套圈磨削的發展趨勢，集中體現在以下幾個方面：
（1） 對軸承磨床，進一步實現單機自動化，確保實現高速磨削、自動測量，使其能直接進入自動線並可靠工作。
（2） 磨加工生產要有步驟、有組織地發展自動化生產線。目前，世界主要軸承公司磨加工自動化程度很高，大批量產品均採用自動線組織生產，而採用自動化生產線，投資少、見效快，易於穩定生產。
（3） 發展相關技術。如各種新型傢具、高速砂輪、超精油石、冷卻液及潤滑油、數控元器件等，不斷提高工藝裝備的自動化水平。
（4） 發展檢測儀器。檢測水平在一定程度上反映了行業水平，在軸承行業應發展高效、精密適合於自動線使用的主動測量和線外專項自動檢測儀器。
（5） 開展復合磨削研究工作。復合磨削具有合並加工工序減少裝夾次數、提高加工精度的優點，因此，國外不少磨床都具有合並加工工序的功能，為趕上國際水平，必須開展這方面研製工作。2.滾動軸承滾動體製造技術
2.1 鋼球加工
鋼球在球軸承中是承受載荷並與軸承的動態性能直接相關的零件。鋼球的加工工藝應首先滿足其成品標准要求，還應使鋼球成品在在軸承元件中具有盡可能高的壽命、低的雜訊、小的摩擦力和高的可靠性。鋼球的加工工藝相對成熟。目前國內鋼球製造工藝的原理和方法差異不大，工藝流程大體都是：原材料檢查-鋼球毛坯製造（冷、熱鐓，冷熱軋制）-光球-熱處理-硬磨-強化處理-初研-精研-清洗-檢查-塗油包裝。歸於毛坯製造過程，一般直徑在1英寸（25.4mm）以下的鋼球採用冷鐓工藝，直徑在1英寸以上2英寸以下的採用熱鐓或熱軋，直徑在2英寸以上的採用車削或熱鍛。
工藝過程中，較明顯的變化時採用光球工藝取代銼削、軟磨工藝，雖然目前鋼球的製造工藝過程與國外先進企業相似或相近，先進工藝也在逐步應用，但是整個行業發展很不均衡，特別是成形工序在生產效率、成型誤差、產品總留量上都與先進水平有著較大差距，熱處理和精研工序也有一定的差距。
鋼球加工工藝的發展趨勢主要集中在軋制工藝、樹脂砂輪磨削工藝、鋼球表面強化處理、熱處理自動線加工和新型水劑研磨液的應用。1英寸以上鋼球可採用軋制工藝。採用軋制工藝鋼球尺寸精度高（一般可達0.05-0.09um）且無環帶，材料利用率高（比冷鐓可提高20%），生產效率高（能達到熱鐓的5倍），具有較高的強度和良好的尺寸穩定性，軋制球坯具有金屬流線分布均勻，壽命長等眾多優點，但軋輥設計製造比較復雜，軋輥材料成本較高。樹脂砂輪磨研工藝，以磨代研對鋼球進行終加工，能較穩定地提高鋼球精度及表面質量，改善鋼球的動態性能，特別是對降低振動值起到關鍵作用，同時對軸承合套異常聲也有明顯改善。用此技術加工鋼球磨削均勻，克服了用鑄鐵盤研磨添加研磨劑不均勻而影響鋼球質量的人為因素，同時樹脂專用磨削液污染小，加工後的鋼球表面易於清洗，且生產效率有較大的提高，大大降低了成本。
2.2 滾子加工
理論上，滾子與滾道的接觸是線接觸，所以滾子承受的載荷較大，實際使用和試驗均表明滾子是滾子軸承中最薄弱的零件，滾子的製造質量對軸承的工作性能（如旋轉精度、振動、雜訊和靈活性等）均有很大影響，是影響軸承使用壽命的主要因素。
我國滾子生產在滾子設計、工裝設計、工藝編制和檢測規程等各方面受傳統模式的束縛，在設計思想和設計理念上存在差距，缺乏創新求變的意識，缺乏細致的研究和系統的綜合分析。設備、工裝、原材料、管理水平、工序質量控制能力受傳統習慣的制約，導致滾子生產工藝路線長、加工留量大、加工遍數多、上下料次數多。生產設備陳舊、工裝工具多年沒有改進，生產工藝落後，原材料浪費，生產成本增加，工藝合理性差，滾子、滾針裝備與工藝水平是軸承行業內較落後的。直徑Φ24mm以下的圓柱滾子、圓錐滾子和調心滾子的毛坯成形基本上採用Z31-25、Z31-13冷鐓機，採用盤料或直條料的開式切料，一次成形的形位公差和尺寸散差大，綜合材料利用率低。後工序加工（硬磨）國內普遍使用M1080、XF004一般滾子專用磨床，就圓錐滾子而言，其產品加工精度一般達到JB/T10235規定的Ⅲ級精度質量水平。
國外先進的加工方法多為成行工序使用高速雙擊冷鐓機成形，封閉切料，成形公差小，留量小，綜合材料利用率高。例如直徑小於32mm的滾子成形誤差≤ 0.1mm，生產效率60-200次/min，Φ32mm以上時，採用車削成形加工。後工序加工（硬磨）採用高速高精度全自動磨床，產品質量水平在圓度誤差、批直徑變動量、圓錐角變動量的精度上與國內相比均提高1倍，表面粗糙度水平提高4倍以上，圓錐滾子綜合精度穩定達到JB/T10235的Ⅰ級精度水平，SKF滾子已達到規定的0級水平。
對於圓柱滾子外徑磨削，國產設備基本達到產品要求，但端面終磨和精研設備精度難於滿足加工Ⅰ級滾子的要求，特別是端面跳動和表面粗糙度的要求距世界先進企業仍有較大差距。
按軸承行業「十五」規劃目標，經新一輪的技術改造後，要求精密滾子到達Ⅰ級，穩定批量達到Ⅱ級，實現滾子設備標准化、工藝標准化、以及工裝標准化。專業滾子生產覆蓋率達50%，凸度化率達70%，外徑超精普及化率達50%，球基面無磁磨削普及化率60%，圓錐滾子Ⅱ級精度以上達到60%，圓柱滾子Ⅱ級精度以上達到75%.當前國滾子生產還不能完全達到這個要求，為了提高滾子質量，應盡快組織專業化結構調整，發展一批具有一定規模的專業化滾子生產骨幹企業。推廣新技術、新工藝、新裝備、新的管理方法，完善和推廣滾子聯線加工工藝、對數曲線工藝、弧端面工藝、光飾工藝、噴丸加工工藝、可控氣氛熱處理工藝、表面強化工藝等，進一步擴大新型模具材料、磨削液、滾子清洗、退磁、乾燥、塗油聯線設備，滾子表面光飾機，滾子表面強化機及滾子高效噴丸處理機床的開發。

Ⅳ 軸承在古代歷史發展中的雛形是怎樣的

隨著世界工業歷史的發展，軸承的應用領域越來越廣泛。但在世界古代歷史中，雖說早已出現了使用軸承的影子，但從嚴格意義上來講，它們還算不上真正的軸承。

下面，我們就來看看，軸承在古代歷史發展中的雛形是怎樣的？

第一，埃及製造古金字塔使用的撬板。我們知道，古埃及金字塔，是全人類古代文明的驕傲。因為結構的復雜性、材料的堅固性，都增加了製造的難度。充滿智慧的古埃及祖先，在運送沉重的大型建築石材的時候，發明出在一瞎仿排撬板下，均勻排列一排小木桿。隨著小木桿緩緩滾動，將沉重的大型建築石材，一塊一塊進行挪動和建造。這就是軸承早期的直線運動形式，也是軸承在古代歷史發展中老高的雛形之一。

第二，義大利古運河的羅馬船隻上，發現可以發生滾動的旋轉桌面。我們知道行進在古運河道上的遊船，因侍神尺為空間狹小，為了是船上桌面的利用率提高，古羅馬人很聰明，在桌面下，均勻地放置很多木製的圓球，這樣就達到了桌面可以自由選擇的目的。根據史料記載，這艘古羅馬船製造的年代非常久遠，應該是公元前的三十年。