近日，“2017中國齒輪產(chǎn)業(yè)市場需求技術(shù)支持及產(chǎn)融合作研討會”在陜西漢中舉辦。此次與會代表圍繞著以“強(qiáng)化基礎(chǔ)，協(xié)同創(chuàng)新”為主題，就傳統(tǒng)齒輪行業(yè)如何發(fā)展進(jìn)行了探討。
基礎(chǔ)薄弱 制約發(fā)展
中歐協(xié)會齒輪傳動產(chǎn)業(yè)分會輪值執(zhí)行會長、天津天海同步集團(tuán)有限公司董事長呂超認(rèn)為，德國工業(yè)之所以強(qiáng)盛，在于始終堅持以制造業(yè)為立國之本，始終堅持制造業(yè)為主體的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，始終堅持金融優(yōu)先服務(wù)于制造業(yè)及其創(chuàng)新活動。通過與德方的交流，更加認(rèn)識到，增材制造技術(shù)解決大而復(fù)雜的零件。“德國工業(yè)之所以強(qiáng)盛的法寶還源于研究型大學(xué)堅實(shí)的基礎(chǔ)研究，及其與企業(yè)在產(chǎn)品應(yīng)用性研究方面的緊密結(jié)合;源于科研院所在企業(yè)全新產(chǎn)品開發(fā)過程中，以其雄厚的工程化技術(shù)能力所發(fā)揮的獨(dú)特的產(chǎn)品化與產(chǎn)業(yè)化孵化作用;源于產(chǎn)業(yè)鏈相關(guān)方價值認(rèn)同優(yōu)勢互補(bǔ)、高效協(xié)同的務(wù)實(shí)合作。”
這是呂超近兩年來，多次考察德國企業(yè)并進(jìn)行深入交流的感受，他說：“《中國制造2025》把強(qiáng)化工業(yè)基礎(chǔ)能力，即強(qiáng)化核心基礎(chǔ)零部件(元器件)、先進(jìn)基礎(chǔ)工藝、關(guān)鍵基礎(chǔ)材料和產(chǎn)業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)等“四基”能力，作為我國實(shí)現(xiàn)制造強(qiáng)國的戰(zhàn)略任務(wù);而工業(yè)基礎(chǔ)能力薄弱，嚴(yán)重制約了我國制造業(yè)創(chuàng)新發(fā)展和產(chǎn)品的質(zhì)量提升。”
《2014-2020年中國齒輪行業(yè)深度調(diào)研及發(fā)展趨勢分析報告》顯示，作為通用零部件行業(yè)中規(guī)模最大的子行業(yè)，相較57.18億美元的出口額，2015年我國齒輪產(chǎn)業(yè)進(jìn)口額高達(dá)129.74億美元，盡管同比有所下降，但在整個零部件行業(yè)中占比達(dá)到了75.2%。
而這與“中低端市場競爭激烈，產(chǎn)品價格太低，企業(yè)營業(yè)收入、利潤下降嚴(yán)重，虧損企業(yè)不少，高端市場多數(shù)被國外產(chǎn)品占據(jù)，產(chǎn)品銷量低，穩(wěn)定性差”的齒輪產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀密不可分。比如我國直升機(jī)齒輪和重型卡車螺旋錐齒輪的無故障壽命分別不足國際先進(jìn)水平的十分之一和五分之一。
再比如機(jī)器人，它堪稱最典型的機(jī)電一體化裝備，技術(shù)附加值高而且應(yīng)用范圍極其廣泛。其中的核心部件RV減速器，傳動性能直接影響到機(jī)器人的運(yùn)動精度、重復(fù)定位精度等。
“與通用減速器相比，RV減速器對運(yùn)動精度指標(biāo)的要求更加苛刻，”齒輪分會副秘書長鄧效忠在其《機(jī)器人RV減速機(jī)擺線輪精密制造技術(shù)及裝備》的發(fā)言中透露說，國外RV減速器運(yùn)動精度保持周期可以達(dá)到5萬~10萬小時，而國產(chǎn)的只有8000小時左右，運(yùn)動精度低且精度保持性差，“這已成為制約機(jī)器人RV減速器國產(chǎn)化和競爭力提升的瓶頸。”
經(jīng)常被拿來比較的還有汽車變速箱齒輪——日本產(chǎn)品的壽命是120萬公里，而中國的指標(biāo)則是80萬公里，且國產(chǎn)變速箱的噪音比國外同類產(chǎn)品至少要高3~5個分貝，還有300~350千米/小時的高鐵齒輪，國外壽命為700萬公里，而中國目前還完全依賴進(jìn)口。
斷檔二十載 需要長期積累
中國歐洲經(jīng)濟(jì)技術(shù)合作協(xié)會副秘書長劉佩文在會上說：“國內(nèi)企業(yè)應(yīng)當(dāng)更多采取開辟第二成長曲線的策略，助推高技術(shù)與戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。高技術(shù)產(chǎn)業(yè)和戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)的發(fā)展往往需要長時間的經(jīng)驗(yàn)積累，整個行業(yè)和相關(guān)企業(yè)要保持專注發(fā)展和耐心發(fā)展的定力，需要有耐性、有傳承，并且能夠堅持。”
劉佩文說，高技術(shù)和戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展呈現(xiàn)出以下幾個特點(diǎn)：一是技術(shù)創(chuàng)新亮點(diǎn)紛呈，提質(zhì)增效穩(wěn)步推進(jìn)，但整體創(chuàng)新能力仍有待進(jìn)一步提升;二是行業(yè)及領(lǐng)域內(nèi)分化日益突出，且分化將長期存在;三是金融支撐產(chǎn)業(yè)發(fā)展有新招，但融資難和融資貴的問題依舊;四是相應(yīng)的國際并購提升了國內(nèi)企業(yè)形象，對外投資增強(qiáng)了國內(nèi)企業(yè)的發(fā)展能力。
北京航空航天大學(xué)大型金屬構(gòu)件增材制造國家工程實(shí)驗(yàn)室在王華明院士的領(lǐng)導(dǎo)下，在增材制造(3D打印)技術(shù)及高性能大型金屬構(gòu)件增材制造技術(shù)應(yīng)用獲得過“國家技術(shù)發(fā)明獎”一等獎等獎項(xiàng)。此次代表王院士演講的湯海波博士介紹到，從齒輪與軸承行業(yè)來看，通過增材制造的3D打印技術(shù)，齒輪材料性能方面可具有高彎曲疲勞強(qiáng)度和接觸疲勞強(qiáng)度，齒面有足夠的硬度和耐磨性，零件芯部具有良好的強(qiáng)度和韌性。在齒輪制造技術(shù)方面，增材的3D打印可以做到高精度、高質(zhì)量、高效率和綠色環(huán)保，同時大型齒輪鑄/鍛件壞料冶金缺陷與性能可受到相應(yīng)的制約，使得齒面更具有承載能力，可靠性更高。從發(fā)展趨勢看，增材制造解決了傳統(tǒng)冶金中的大型、高品質(zhì)和高性能難題，可使多材料/梯度高性能，制造與再制造交替，結(jié)構(gòu)與功能一體化。
重慶理工大學(xué)車輛工程學(xué)院汽車零部件先進(jìn)制造技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的張志剛在會上介紹說：“我們主導(dǎo)研發(fā)的齒輪箱耐久試驗(yàn)技術(shù)及裝備可應(yīng)用的主要測試范圍包括：疲勞壽命試驗(yàn)，傳動效率試驗(yàn)，高速試驗(yàn)，溫升試驗(yàn)，反拖試驗(yàn)，變矩試驗(yàn)，型式試驗(yàn)，靜扭試驗(yàn)，循環(huán)工況試驗(yàn)，基本性能試驗(yàn)，實(shí)用性能試驗(yàn)，用戶自定義試驗(yàn)等。目前，該項(xiàng)試驗(yàn)裝備不僅應(yīng)用于乘用車與商用車變速器的試驗(yàn)技術(shù)領(lǐng)域，而且已突破3.5兆瓦風(fēng)電齒輪箱試驗(yàn)技術(shù)和動車組齒輪箱試驗(yàn)技術(shù)。”
噪聲、振動與聲振粗糙度(NVH)問題一直是制約我國自主品牌齒輪箱向高端品牌轉(zhuǎn)型的技術(shù)難點(diǎn)與瓶頸。由重慶理工大學(xué)組織自主研發(fā)制造的齒輪箱NVH試驗(yàn)分析技術(shù)及裝備，重點(diǎn)圍繞變速器和驅(qū)動橋，開展了嘯叫、敲擊和異響等齒輪箱典型NVH問題研究，掌握了變速器和驅(qū)動橋NVH試驗(yàn)方法、評價方法、聲源識別技術(shù)、聲源控制及優(yōu)化方法和NVH試驗(yàn)裝備開發(fā)技術(shù)，形成了變速器和驅(qū)動橋NVH數(shù)據(jù)庫。據(jù)悉，該套試驗(yàn)設(shè)備目前已經(jīng)同國內(nèi)多家自主品牌主機(jī)企業(yè)如重慶青山、江淮汽車、四川現(xiàn)代等合作，成功解決了多款變速器和驅(qū)動橋的NVH問題。
近幾年，隨著國內(nèi)研發(fā)力量的崛起，許多自主品牌主機(jī)廠已經(jīng)完全改變了以往惟進(jìn)口設(shè)備是瞻的思維，國產(chǎn)試驗(yàn)與測試設(shè)備已經(jīng)大有普及之勢。例如，與會代表參觀的漢江工具廠就是一個典型例子，他們生產(chǎn)的產(chǎn)品越來越多替代了進(jìn)口產(chǎn)品，但在訪問中了解到，該企業(yè)的一些核心零部件的鋼材依然要靠進(jìn)口，但隨著我們這個鋼鐵大國基礎(chǔ)材料的突破，企業(yè)成本的降低，將大大提高國際市場的競爭能力。目前，秦川已形成關(guān)鍵零部件、機(jī)床工具(4大產(chǎn)業(yè)鏈)、現(xiàn)代制造服務(wù)業(yè)三大板塊，在應(yīng)對行業(yè)新形勢下，公司已形成“三航/兩機(jī)”加工裝備產(chǎn)業(yè)鏈，在新能源汽車、電動轎車產(chǎn)業(yè)帶動下，公司高效磨齒機(jī)銷量大幅增長。在智能制造上，秦川以齒輪加工生產(chǎn)線、齒輪箱裝配數(shù)字化車間、數(shù)字化工廠服務(wù)為對象，初步構(gòu)建智能產(chǎn)品、智能裝備、智能制造三大體系，參與國家智能專項(xiàng)、04專項(xiàng)等共計45項(xiàng)。
