Los rodamientos son los componentes básicos centrales y la industria de los rodamientos es una industria estratégica nacional que desempeña un importante papel de apoyo en el desarrollo de la economía nacional y la construcción de defensa. Desde la fundación de la República Popular China, especialmente desde el continuo y rápido desarrollo de la reforma y la apertura, la industria de rodamientos de China ha formado un sistema industrial independiente y completo. China se ha convertido en el tercer país de producción de rodamientos más grande del mundo en términos de ventas y producción. Y avanza hacia convertirse en una potencia mundial de rodamientos. Durante el período del 13º Plan Quinquenal, muchas empresas de la industria de rodamientos de China trabajaron arduamente, superaron las dificultades y fueron contra la tendencia para mantener un desarrollo estable y rápido de toda la industria, sentando una buena base para construir una potencia mundial de rodamientos.
En 2022, en toda la industria había más de 1300 empresas por encima del tamaño designado, con unos ingresos comerciales principales de 223,2 mil millones de yuanes y una producción de rodamientos de 21,2 mil millones de juegos. En 2022, los ingresos de exportación acumulados de China ascendieron a 7.255 millones de dólares estadounidenses, los rodamientos importados representaron 4.564 millones de dólares estadounidenses y las importaciones de juegos de rodamientos ascendieron a 2.721 millones de juegos.
China ya es un importante productor de rodamientos en el mundo, pero aún no es una potencia mundial en este sector. Existe una brecha significativa entre su estructura industrial, capacidades de investigación y desarrollo, nivel tecnológico, calidad de los productos, eficiencia y beneficios y el nivel avanzado internacional. Hay casi 10.000 empresas nacionales relacionadas con los rodamientos y productos de rodamientos, de las cuales la proporción de productos de gama media y baja es más del 80%. Entre la capacidad del mercado mundial de rodamientos de alta gama, las empresas chinas solo representan el 5%.
1. Los rodillos son un eslabón clave en la cadena de la industria de los rodamientos.
Los rodamientos de rodillos son un tipo importante de productos de rodamientos, incluidos los rodamientos de rodillos cilíndricos, los rodamientos de rodillos cilíndricos y los rodamientos de rodillos autoalineables. El rango de tamaño incluye principalmente rodamientos grandes, extra grandes y de servicio pesado, que se utilizan principalmente en las industrias anfitrionas como maquinaria de construcción, metalurgia y minería, automóviles, ferrocarriles de alta velocidad y energía eólica. Los rodillos son componentes clave de los rodamientos de rodillos, y su precisión, rendimiento, vida útil y confiabilidad tienen un impacto significativo en la precisión, el rendimiento, la vida útil y la confiabilidad de los conjuntos completos de rodamientos. Por lo tanto, la fabricación de rodillos es un eslabón clave en la cadena de la industria de los rodamientos. Debido a las limitaciones en la tecnología y las capacidades del equipo, la industria de los rodamientos actualmente no puede producir en masa rodillos de precisión de Grado 0 y Grado I. Ya sea desde la perspectiva de la combinación independiente de rodamientos de alta gama o la seguridad y capacidad de control de la cadena de la industria de los rodamientos, la fabricación de rodillos de precisión no es compatible con los requisitos de desarrollo de los rodamientos de rodillos y se ha convertido en un cuello de botella para respaldar equipos importantes como los rodamientos de alta gama.
Según el informe estadístico, el volumen de importación de rodamientos en China de enero a diciembre de 2022 fue de 2720775600 juegos, con un consumo de divisas de 3686268600 dólares estadounidenses. Entre ellos, la cantidad de importación de rodamientos de rodillos cilíndricos y rodamientos de rodillos cónicos fue de 144141400 juegos; Representando el 5,3% del volumen de importación nacional de rodamientos; Divisas importadas para rodamientos de rodillos cilíndricos y rodamientos de rodillos cónicos: 1219,2722 millones de dólares estadounidenses; 33,07% del total de divisas utilizadas para las importaciones de rodamientos en el país; Se puede observar que la proporción de rodamientos de rodillos cilíndricos y cónicos importados es relativamente alta, lo que indica que el valor agregado de los rodamientos de rodillos importados es alto y pertenece a los rodamientos de precisión de alta gama. Es decir, todavía hay una cantidad considerable de rodamientos de rodillos de precisión de alta gama en China que necesitan ser importados, como los rodamientos de husillo de turbinas eólicas.
Desde el 13.º Plan Quinquenal, la industria de los rodamientos ha otorgado gran importancia a la investigación y fabricación de rodillos, especialmente en los dos primeros años tras el lanzamiento del 14.º Plan Quinquenal. Muchas empresas han logrado ciertos avances introduciendo y asimilando líneas avanzadas de rectificado de rodillos y apoyando activamente a los hosts de alta gama.
Las instituciones de investigación y universidades de la industria de los rodamientos, que se centran en las empresas y se centran en las dificultades, han explorado continuamente el campo del mecanizado y el equipamiento de ultraprecisión para la convexidad de rodillos cónicos, y han completado el proyecto general de la Fundación Nacional de Ciencias Naturales de China; la investigación sobre el mecanismo y las leyes de la formación de ultraprecisión de tipo pasante de la convexidad de rodillos cónicos ha logrado resultados de investigación científica. La tecnología clave de la investigación de ultraprecisión de tipo pasante de la convexidad de rodillos cónicos ha ganado el segundo premio del Premio de Ciencia y Tecnología de la Industria de Maquinaria de China y, en consecuencia, ha obtenido una patente de invención nacional.
A partir de satisfacer la demanda de rodamientos de alta gama, las empresas de fabricación de equipos establecen líneas de producción de rodillos totalmente automáticas a través de la investigación y el desarrollo de equipos, formando gradualmente una operación totalmente automatizada desde el procesamiento hasta el empaque;
La empresa líder en producción de rodillos se autofinancia para introducir líneas de producción avanzadas del extranjero, se adhiere a la combinación de introducción y digestión, y explora el camino para mejorar el rendimiento de los rodillos que se adapte a sus propias características en función de la situación real de la empresa.
2. Situación actual y problemas existentes en la producción de rodillos en la industria de rodamientos de China
(1) En la actualidad, los principales fabricantes profesionales de rodillos en la industria de rodamientos de China son:
a. Jiangsu Lixing Steel Ball Co., Ltd. ha introducido recientemente líneas de producción de rodillos de Italia y Alemania, y actualmente cuenta con 12 líneas de producción. Produce rodillos cónicos con un diámetro de 6 mm a 80 mm y rodillos cilíndricos con un diámetro de 20 mm a 80 mm. La capacidad de producción mensual alcanza las 1050 toneladas/mes y la capacidad de producción anual es de 12680 toneladas/año.
En la actualidad, los rodillos cónicos con un diámetro de menos de 25 mm tienen la capacidad de producción para los rodillos de grado I y II del lote, y la proporción de producción de los rodillos I y II se ejecuta de acuerdo con los requisitos de dibujo del cliente. En la actualidad, los rodillos de grado I representan el 25%. Los productos que actualmente se producen con rodillos cilíndricos son principalmente productos de energía eólica, principalmente de grado G1A, que representan el 80%, mientras que el suministro de rodillos cilíndricos ferroviarios es principalmente de grado G1, que representa el 20%. Los rodillos cónicos producidos se utilizan principalmente en energía eólica, camiones pesados, tránsito ferroviario, vehículos comerciales, etc.
b. Zhejiang Wuzhou Xinchun Group Co., Ltd. produce rodillos cilíndricos para cojinetes de paso variable de energía eólica y algunos rodillos cónicos para ejes principales desde 2019. Su equipo de producción principal es de producción nacional, pero el perfil de la superficie y el proceso de tratamiento térmico se han optimizado técnicamente (se han añadido tres nuevas líneas de hornos de baño de sal). El número de rodillos cónicos para cojinetes de eje principal de energía eólica es de aproximadamente 60000 por mes, y la mayoría de los productos han alcanzado o están cerca de la precisión de Nivel I. El número de rodillos cilíndricos para cojinetes de paso variable es de aproximadamente 1,5 millones por mes, lo que básicamente cumple con los requisitos de calidad de los productos de cojinetes. Con el aumento del número de cojinetes de energía eólica, también está continuamente actualizando y construyendo líneas de producción para expandir la capacidad de producción.
c. Shandong Dong'a Steel Ball Group Co., Ltd. también ha estado produciendo rodillos cilíndricos y cónicos desde 2009, con rodillos cilíndricos capaces de producir precisión de 0; rodillos de grado I y II. Los rodillos cilíndricos son principalmente de grado II o superior. Los rodillos cónicos pueden producir rodillos de precisión de grado II y III, y algunos proyectos alcanzan la precisión de grado I. Los rodillos de grado III representan aproximadamente el 60%, mientras que el resto son de grado II y I. El probador de redondez británico avanzado Taylor ahora se introduce y se controla de acuerdo con los estándares de juicio de redondez y ondulación de Schaeffler. La apariencia generalmente adopta un equipo de detección automatizado inteligente y se introduce la tecnología de visión de IA para lograr una detección eficiente, estable y precisa de los defectos de la superficie del rodillo. Esto ha sentado una base sólida para la exportación de equipos y piezas de rodillos de alta gama.
d. Wafangdian Weiyuan Rolling Element Manufacturing Co., Ltd. produce principalmente rodillos cilíndricos, esféricos y cónicos medianos y grandes, que se utilizan como cojinetes de apoyo para laminadores, minería, metalurgia y energía eólica. Algunos de ellos se exportan a los mercados europeos y americanos, con una capacidad de producción anual de alrededor de 10 millones de piezas, de las cuales los rodillos cilíndricos y los rodillos esféricos representan más del 85%.
e. Ningbo Haiyat Roller Co., Ltd. tiene actualmente una producción anual de 120 millones de rodillos cilíndricos y 936 millones de rodillos cónicos (con una proporción de exportación de aproximadamente el 35%). Tiene 4 líneas de producción de rodillos cilíndricos y una capacidad de producción de 73 millones de rodillos cilíndricos en 2022; Hay un total de 33 líneas de producción de rodillos cónicos con una capacidad de producción de 572 millones de piezas en 2022, incluidos 15 rodillos cónicos de tamaño mediano con una capacidad de producción anual de 114 millones de piezas y 18 rodillos cónicos pequeños con una capacidad de producción anual de 458 millones de piezas; La producción anual es de aproximadamente 640 millones de piezas, y la participación en el mercado interno ocupa el primer lugar en el país. Actualmente, la mayoría de los rodillos cilíndricos y cónicos producidos cumplen con los requisitos técnicos de los rodillos de Clase II. La precisión de la mayoría de los productos es similar a los requisitos de los rodillos de Clase II.
También existen fábricas de producción de rodillos profesionales como Xinchang Chengben, Ningbo Rongcheng Huasheng y Luoyang Hongsheng que producen rodillos cilíndricos y cónicos. Además de los fabricantes profesionales, los principales fabricantes de rodamientos como Wazi, Luozi, Renben, Tianma, Gansu Hailin Zhongke, Xiangzhou, Northwest Axis, Daye Axis y Luoyang Xinqianglian también producen rodillos cilíndricos y cónicos, que básicamente pueden satisfacer la demanda actual del mercado. Por supuesto, estos fabricantes de rodamientos también necesitan comprar rodillos de alta precisión de algunos de los principales fabricantes de elementos rodantes.
De la situación anterior, la situación actual de la producción de rodillos cilíndricos y cónicos en la industria de rodamientos de China está dominada principalmente por rodillos de Grado II y III, que representan alrededor del 80%, los rodillos de Grado I representan alrededor del 5% y los rodillos de Grado 0 representan menos del 5%.
Existe una cierta brecha entre los equipos de fabricación de rodillos nacionales y el nivel avanzado internacional, pero en los últimos años, los fabricantes de equipos de rodillos nacionales han logrado ciertos resultados en el desarrollo de equipos basados en el aprendizaje de los equipos extranjeros avanzados. Por ejemplo, el desarrollo exitoso de máquinas de estampación en frío de rodillos de alta velocidad, rectificadoras CNC sin centro de rodillos, rectificadoras CNC de superficies esféricas de rodillos, máquinas de ultraprecisión de rodillos y otros equipos ha mejorado el nivel técnico de los equipos de rodillos nacionales. Los equipos de inspección de rodillos nacionales, especialmente los equipos de inspección visual, ya han sido comparables o superados por los equipos extranjeros, como la inspección de apariencia en línea de los rodillos. Los equipos de producción nacional han superado con creces a Europa, América y Japón en participación de mercado.
Sin embargo, en comparación con la demanda de rodamientos de alta gama en la industria anfitriona, todavía existe una cierta brecha en los indicadores de rendimiento de los rodillos en la etapa actual. La superación efectiva de este cuello de botella requiere los esfuerzos conjuntos de personas conocedoras en la industria, el progreso tecnológico y la modernización de la transformación de las empresas de piezas de rodamientos, y la estrecha cooperación entre las empresas de producción de rodamientos y las empresas de fabricación de rodillos. Superar este cuello de botella se ha convertido en un vínculo clave importante para que la industria de rodamientos de China promueva la transformación y la modernización de grande a fuerte.
(2) Hay problemas
a. Los indicadores técnicos no pueden cumplir los requisitos
Las normas nacionales de la República Popular China GB/T25767-2010 "Rodillos cónicos para rodamientos" y GB/T4661-2015 "Rodillos cilíndricos para rodamientos" definen claramente los parámetros y los indicadores de precisión para los rodillos cónicos y los rodillos cilíndricos.
Sin embargo, el nivel de fabricación actual de la industria está limitado por diversas condiciones, y las empresas de rodamientos chinas solo pueden producir en masa rodillos cilíndricos de grado G2 y rodillos cónicos de grado III, que no pueden satisfacer los requisitos correspondientes de los rodamientos de alta gama. Partiendo de la necesidad de desarrollar rodamientos de alta gama, el nivel de calidad de la tecnología de rodillos para rodamientos debe alcanzar: la capacidad de producir en masa rodillos cilíndricos de grado G1, rodillos cónicos de grado I y rodillos esféricos de grado II.
b. En cuanto a los materiales
La calidad de los materiales de acero para cojinetes desempeña un papel crucial en la calidad de mecanizado, la vida útil y la fiabilidad de los productos de cojinetes. Con la introducción de tecnología y equipos avanzados, el nivel de fundición y la calidad metalúrgica del acero para cojinetes en China han alcanzado un nuevo nivel, alcanzando o acercándose al nivel avanzado de los países extranjeros en algunos indicadores técnicos y de calidad. Sin embargo, todavía existe una brecha significativa entre el nivel de calidad general y el de los países desarrollados, que se manifiesta como:
1) En términos de estándares
En las normas actuales sobre materiales de acero para cojinetes, se especifica la calidad del tamaño de las partículas de carburo y el estado de distribución.
La falta de contenido en la situación de control da como resultado diferencias significativas en el tamaño y la distribución de las partículas de carburo entre países extranjeros, lo que también es una razón importante por la que la vida útil y la confiabilidad de los productos de cojinetes en China son inferiores a las de productos extranjeros similares. Además, los métodos de inspección y calificación para inclusiones no metálicas en "Acero para cojinetes con alto contenido de carbono y cromo" (GB/T18254) actualmente tienen ciertas limitaciones para el acero para cojinetes con bajo contenido de oxígeno y alta pureza, y no pueden evaluar con precisión las inclusiones no metálicas en el acero para cojinetes. Se han adoptado otros métodos de inspección para la calificación en países extranjeros. Por lo tanto, solo haciendo avances en los aspectos anteriores se puede mejorar la calidad del acero para cojinetes y los productos de cojinetes en China. La materia prima de los rodillos de acero para cojinetes con alto contenido de carbono y cromo con un diámetro mayor a 60 mm no tiene un requisito de carburos de malla en GB/T18254, lo que dificulta el control de la microestructura del tratamiento térmico.
2) La estabilidad de la calidad metalúrgica del acero para cojinetes es relativamente pobre.
El contenido de oxígeno en la producción de acero para cojinetes en nuestro país se ha acercado al nivel de los países avanzados en la producción de acero para cojinetes en el extranjero. Sin embargo, el tamaño de partícula y la distribución de inclusiones no metálicas en el acero para cojinetes son muy desiguales. Algunos campos de visión no tienen inclusiones no metálicas en absoluto, mientras que otros tienen una gran cantidad de ellas. Las inclusiones puntuales no deformadas no solo tienen una alta probabilidad de aparecer, sino que también tienen un gran tamaño de partícula.
La plasticidad de las materias primas, la estabilidad de la composición de los elementos químicos, la pureza y la estructura de las partículas son actualmente los factores de cuello de botella que limitan el desarrollo de nuestra industria de rodillos y también limitan la vida útil de los rodamientos.
c. La brecha entre el nivel de tecnología de rodillos de cojinetes de China y el nivel avanzado internacional se destaca en el equipo de proceso de rodillos de cojinetes.
En la actualidad, el procesamiento extranjero se basa principalmente en la disposición de alambres, mientras que el procesamiento de rodillos de cojinetes domésticos adopta principalmente una sola máquina, un proceso múltiple y un procesamiento de múltiples pasos. Algunas máquinas herramienta de procesamiento tienen poca precisión y estabilidad, y los rodillos de cojinetes procesados tienen problemas como una gran dispersión dimensional, precisión geométrica inconsistente e inestabilidad, lo que resulta en estados de cojinetes inconsistentes y una vida útil inestable. Entre ellos, el conformado de rodillos es adoptado por grandes empresas de cojinetes en China, al igual que en países extranjeros, utilizando el conformado por estampación en frío. Sin embargo, el equipo de estampación en frío utilizado está obsoleto en comparación con los países extranjeros (máquinas de estampación en frío de múltiples estaciones), y el tamaño de rodillo aplicable es mucho más pequeño.
Con la mejora gradual del nivel básico de fabricación, las capacidades de fabricación e imitación de los equipos de procesamiento de rodillos nacionales se han mejorado y, en comparación con los países extranjeros, están en un nivel diferente. Los principios de diseño de las máquinas herramienta, así como los materiales y las técnicas de procesamiento utilizadas, aún limitan el rendimiento del equipo. Al mismo tiempo, el equipo de mecanizado auxiliar para reparar y rectificar accesorios también es uno de los principales factores que limitan el rendimiento de las máquinas herramienta. Los fabricantes de equipos nacionales todavía están más preocupados por cómo las máquinas herramienta pueden lograr funciones de rectificado, y la protección de la vida útil de las máquinas herramienta aún no se ha incluido en la agenda de diseño. Actualmente, no se ha logrado el ensamblaje modular de las máquinas herramienta nacionales, lo que no puede garantizar la precisión del equipo.
Debido a la falta de desarrollo innovador en equipos importados de digestión, absorción e innovación, es imposible producir de manera estable rodillos de alta precisión de grado 0 y grado I para rodamientos de alta gama a granel.
1) Ruta del proceso de producción de rodillos cilíndricos:
Estampado en frío - Canalización blanda - Rectificado blando de diámetro exterior - Rectificado blando de cara final - Tratamiento térmico - Granallado - Pulido - Producción conectada en taller de rectificado duro - Rectificado grueso de diámetro exterior - Doble cara final 1- Rectificado fino de diámetro exterior - Doble cara final 2- Pulido/rectificado de precisión de cara final - Rectificado final 1- Rectificado final 2- Ultraprecisión - Limpieza - Inspección de aspecto optoelectrónico - Clasificación - Recubrimiento de aceite - Embalaje.
2) El equipo principal incluye: máquina de estampación en frío, máquina de acabado, rectificadora de diámetro exterior, rectificadora de precisión de caras finales y máquina de ultraprecisión.
3) Tecnología de procesamiento de rodillos cónicos:
Encabezado en frío - Canalización blanda - Diámetro exterior de rectificado blando - Cara final de rectificado blando - Tratamiento térmico - Granallado - Decoración ligera - Producción conectada en el taller de rectificado duro - Diámetro exterior de rectificado (rectificado grueso, rectificado fino) - Superficie de base de bolas de rectificado (rectificado grueso, rectificado fino) - Diámetro exterior de rectificado final (1-3 veces) - Diámetro exterior de ultraprecisión - Limpieza - Inspección de apariencia (fotoeléctrica, manual) - Recubrimiento de aceite - Codificación de materiales - Embalaje.
El equipo principal incluye máquinas de estampación en frío, rectificadoras de diámetro exterior y rectificadoras de superficie de bolas. Entre ellas, existen muchas formas de rectificado de superficie de bolas, principalmente rectificado de disco y rectificado por método de generación. El rectificado por método de generación tiene una precisión relativa ligeramente superior, pero una eficiencia inferior, y es adecuado para rodillos más grandes. Por supuesto, también existen otros métodos de rectificado. Máquina de ultraprecisión de diámetro exterior de rodillos, equipo de limpieza, inspección de apariencia fotoeléctrica, envasado con revestimiento de aceite, etc.
Máquina de estampación en frío de estaciones múltiples con rodillos
La imitación de la máquina de estampación en frío de rodillos Su que se ha utilizado durante muchos años está muy anticuada y debe eliminarse por completo. La máquina de estampación en frío de múltiples estaciones de rodillos introducida tiene una alta precisión y eficiencia de procesamiento, pero es cara y la mayoría de las empresas no pueden permitirse comprarla. En los últimos años, algunas empresas de fabricación de equipos nacionales han hecho grandes esfuerzos para digerir, absorber e innovar las máquinas de estampación en frío de múltiples estaciones de rodillos introducidas, logrando ciertos avances, pero todavía existe una gran brecha con el nivel avanzado internacional.
Rectificadora cilíndrica de rodillos
Las características técnicas de la rectificadora cilíndrica de rodillos CNC de alta precisión importada, como servo CNC, soporte rígido de muela de rectificar y rueda guía, muela de rectificar de gran diámetro y ancho, rueda guía de gran diámetro y ancho, aplicación de muela de rectificar combinada, interpolación servo dual y compensación automática de muela de rectificar, y autorreparación de rueda guía en la máquina, se han estudiado profundamente, digerido, absorbido e innovado, y se ha desarrollado y aplicado una rectificadora cilíndrica de rodillos CNC de alta precisión con nivel avanzado internacional.
Máquina de ultraprecisión de círculo exterior de rodillos y rectificadora de rodillos guía de ultraprecisión especializada
Realizar una investigación en profundidad sobre las características técnicas de la máquina de ultraprecisión CNC de círculo exterior de rodillos de alta precisión importada, como la aplicación de rodillos de ultraprecisión de gran diámetro y ancho, osciladores alternativos grandes y de oscilación pequeña, digerir, absorber e innovar, y desarrollar y aplicar máquinas de ultraprecisión CNC de círculo exterior de rodillos de alta precisión que han alcanzado el nivel avanzado internacional.
Investigación y desarrollo de una rectificadora de rodillos guía de ultraprecisión especializada, que forma un perfil especial para el soporte de los rodillos después del rectificado, permitiendo que los rodillos logren la convexidad o perfil de curva logarítmica requerido a través de ultra precisión.
Rectificadora de superficies con bolas de rodillo
En la actualidad, varios tipos de rectificadoras de superficie de bolas CNC de rodillos importadas de varios países tienen una alta precisión de mecanizado pero una baja eficiencia de mecanizado, mientras que otras tienen una alta eficiencia de mecanizado pero una baja precisión de mecanizado. Debemos realizar una investigación en profundidad sobre los diversos tipos de rectificadoras de superficie de bolas introducidas, aprender de las fortalezas de los demás, centrarnos en la innovación independiente y desarrollar rectificadoras de superficie de bolas CNC de rodillos que sean adecuadas para las condiciones nacionales de China, con alta precisión y eficiencia de procesamiento y buena relación costo-beneficio.
Equipos de detección automática de apariencia de rodillos en línea y pruebas no destructivas
En la actualidad, los instrumentos de prueba nacionales son relativamente atrasados, mientras que los equipos de prueba extranjeros se mantienen al día y dependen más del juicio controlado por computadora. Sin embargo, las tecnologías y equipos de prueba en línea maduros y básicos en China no se utilizan ampliamente, y muchos aún dependen de la inspección de apariencia manual, lo que afecta la eficiencia de producción y la calidad del producto.
Línea de producción ultraautomática de rectificado de rodillos
En la actualidad, la mayoría de los fabricantes de rodillos profesionales o fábricas de rodamientos en China han actualizado sus equipos en los últimos años e instalado muchas líneas súper automáticas de rectificado de rodillos. Sin embargo, debido a los problemas de precisión del propio equipo, la mayoría de ellos tienen líneas de conexión largas, ocupan un área grande y afectan la eficiencia de producción y la calidad del producto de los rodillos.
Instrumentos de prueba digitales
Desarrollar instrumentos y equipos digitales especializados para pruebas integrales de los principales indicadores técnicos de superficies de rodadura de rodillos, superficies de bases de bolas, cavidades de caras finales y chaflanes.
Sin embargo, existe una brecha significativa entre la estabilidad del rendimiento y la retención de la precisión del equipo, así como la tecnología de conexión y las capacidades de integración del sistema, y el nivel avanzado internacional. En particular, no ha habido avances en la introducción, digestión, absorción e innovación de equipos clave para el procesamiento de rodillos, lo que ha dado como resultado la incapacidad de producir en masa de manera estable rodillos cilíndricos de Clase I y rodillos cónicos de Clase I para rodamientos de alta gama.
3. Objetivos de desarrollo y principales medidas
(1) El mercado de la tecnología de rodillos para cojinetes en los próximos años
Los rodamientos de rodillos son un tipo estructural importante en los rodamientos de rodillos y uno de los componentes importantes de los rodamientos de alta gama. Desempeña un papel insustituible en el campo de la maquinaria grande y las cargas pesadas. Especialmente en las industrias de ferrocarriles de alta velocidad, maquinaria de tunelaje de escudo y generación de energía eólica, la demanda de la localización de rodamientos de rodillos es cada vez más urgente. El nivel de desarrollo de los rodillos de rodamiento no solo está relacionado con el avance de alta gama de los productos de la industria de los rodamientos, sino también con cuestiones importantes como la seguridad y la capacidad de control de la cadena industrial anfitriona. Según el "14º Plan Quinquenal" para el desarrollo de la industria nacional de rodamientos para 2025, el objetivo de desarrollo es producir 25 mil millones de juegos de rodamientos y generar ingresos por ventas de 250 (2237-2583) mil millones de yuanes. Se espera que la demanda mundial total de productos de rodamientos alcance los 150 mil millones de dólares estadounidenses para 2025, incluida una demanda total de rodillos de 15 mil millones de dólares estadounidenses.
Según las estadísticas de 111 empresas de la industria de los rodamientos en 2021, el valor de producción de los rodamientos de rodillos (aquí se hace referencia a los cilíndricos y cónicos) representó el 19,27% del valor total de producción de rodamientos en 2021. Especialmente para los rodamientos de rodillos de alta gama que se combinan con motores clave, sus requisitos de nivel de tolerancia correspondientes también son de Nivel I o incluso de Nivel O. A continuación, se muestran algunas áreas clave en el mercado de rodamientos de rodillos en los últimos uno o dos años:
a. Cojinete principal del sistema de cabezal de corte de la máquina de protección
Los requisitos de cojinetes para las tuneladoras de escudo son relativamente altos. El cabezal de corte es un componente clave de las tuneladoras de escudo y desempeña un papel importante en el proceso de excavación del túnel. El cojinete principal del sistema del cabezal de corte es el componente central que transmite la potencia y el movimiento de excavación. Soporta enormes fuerzas axiales, momentos de vuelco y ciertas fuerzas radiales durante el funcionamiento, y su rendimiento, vida útil y confiabilidad afectan directamente el progreso de la construcción, la seguridad y el kilometraje de excavación de la tuneladora de escudo.
La demanda anual de rodillos de eje principal de las tuneladoras de escudo es de aproximadamente 140 millones de yuanes. La demanda de tuneladoras de escudo en los metros nacionales es de aproximadamente 2000 unidades, con una demanda anual de aproximadamente 400 unidades (incluidas aproximadamente 300 unidades de producción nacional). También hay más de 1800 tuneladoras de escudo en servicio en China, y los cojinetes principales de estas máquinas necesitan ser reparados y reemplazados después de exceder su vida útil de diseño. El eje principal de la tuneladora de escudo tiene dos valores principales, con un precio fijo de aproximadamente 3 millones de yuanes. Se espera que la demanda anual de cojinetes de eje principal de las tuneladoras de escudo alcance los 400 juegos, aproximadamente 1.200 millones de yuanes, de los cuales los rodillos representan el 10-15%. Calculado en un 12%, la demanda anual del mercado de rodillos de eje principal de las tuneladoras de escudo es de aproximadamente 140 millones de yuanes.
b. Cojinetes del eje principal de la turbina eólica y cojinetes del eje principal de la caja de cambios
En la actualidad, la tasa de localización de los cojinetes del eje principal de las turbinas eólicas es del 33,1%, básicamente 3,3 MW y menos. La industria de los cojinetes acaba de entrar en este campo y necesita aumentar los esfuerzos en la investigación tecnológica y el desarrollo del mercado. La tasa de localización de los cojinetes de la caja de cambios es de solo el 4,58%, y la tasa de localización de los cojinetes del generador es de solo el 6,2%. Cabe decir que la industria de los cojinetes no ha cruzado realmente el umbral de estos dos campos. Los cojinetes del eje principal de las turbinas eólicas y los cojinetes de la caja de cambios son en su mayoría cojinetes de rodillos cilíndricos y de rodillos cónicos, con requisitos de precisión de nivel P5 o superior. La mayoría de ellos todavía dependen de las importaciones, y la precisión de los elementos rodantes y la forma de las barras colectoras también son una de las principales razones que afectan a la precisión de los cojinetes. Afortunadamente, ha habido avances en la investigación y el desarrollo de cojinetes del eje principal de las turbinas eólicas de alta potencia, y la optimización técnica de los rodillos de las turbinas eólicas se basa principalmente en el tercer nivel. El panorama competitivo del mercado de rodillos se divide en cuatro niveles. El primer nivel está formado por marcas extranjeras con fuertes capacidades técnicas, que pueden fabricarse por sí mismas pero tienen altos costos. Algunas empresas han comenzado a adquirir productos nacionales; el segundo nivel es para las empresas líderes de rodamientos nacionales, que pueden producir husillos, cajas de engranajes y otros productos de empresas que combinan rodillos, pero el costo de los rodillos representa el 10-15% del costo total de los rodamientos. Sin embargo, la inversión en investigación y desarrollo de rodillos es grande y el equipo no se combina con anillos de rodamiento y otros equipos. Por lo tanto, la eficiencia de la inversión y el entusiasmo de la inversión de los principales fabricantes de rodamientos nacionales no son altos; el tercer nivel son las fábricas de producción de rodillos profesionales, con una inversión eficiente en investigación y desarrollo de rodillos. El cuarto nivel son las fábricas de rodillos de rodamientos industriales ordinarias, que son pequeñas en escala y grandes en cantidad, con más de 1050 fábricas nacionales. La tecnología de proceso no puede satisfacer los requisitos técnicos de los rodillos de primer y segundo nivel.
La tecnología de rodillos nacionales ha alcanzado el nivel de liderazgo internacional, acelerando el proceso de sustitución de rodillos importados de gran potencia. Wuzhou New Year y Lixing pueden suministrar rodillos para turbinas eólicas con una capacidad de más de 4 MW, acelerando el proceso de localización de grandes megavatios.
La diferencia de tamaño entre los rodillos y los anillos es significativa, y los fabricantes nacionales de rodamientos tienen poco entusiasmo por mejorar la tecnología de los rodillos. El tamaño de los rodillos de los rodamientos de las turbinas eólicas varía de 15-30 cm, y el diámetro del anillo del rodamiento de la turbina eólica supera 1 m. Sin embargo, esta diferencia de tamaño es significativa y no se pueden compartir equipos en los procesos de tratamiento térmico y pulido. Además, el procesamiento de la línea de contorno y el proceso de pulido de los rodillos de las turbinas eólicas requieren altos requisitos, y las empresas necesitan invertir mucha energía en investigación y desarrollo. En el futuro, se espera que el mercado nacional de rodillos para turbinas eólicas esté monopolizado principalmente por fábricas de rodillos profesionales.
c. Cojinetes EMU de alta velocidad
Los requisitos de rendimiento para los cojinetes de trenes de alta velocidad son altos. En la actualidad, la mayoría de los cojinetes para rieles de alta velocidad en China se importan del extranjero. Los trenes de alta velocidad CRH1 y CRH5 utilizan cojinetes SKF, el tren de alta velocidad CRH2 utiliza cojinetes NTN y NSK, y el tren de alta velocidad CRH3 utiliza cojinetes FAG. Los cojinetes para ferrocarriles de alta velocidad funcionan principalmente en condiciones de movimiento de alta velocidad y carga pesada, con condiciones de servicio extremadamente duras y altos requisitos para los cojinetes. Tomando CRH5 como ejemplo, la capacidad de cojinete estimada promedio de cada conjunto de ejes es de aproximadamente 68,7 kN, la carga del elemento rodante es de aproximadamente 7,6 kN, la tensión de contacto entre la pista de rodadura interior y los rodillos es de aproximadamente 810 MPa y la velocidad del cojinete es de aproximadamente 1730 r/min.
Los rodamientos para rieles de alta velocidad sirven como mercado de reemplazo para el stock existente. Para los rodamientos con velocidades de operación que no excedan los 200 km/h, el período de garantía es de 900.000 kilómetros (o 4 años). Los rodamientos con velocidades de operación que excedan los 200 km/h se someten a un mantenimiento regular y deben desecharse después de 2,4 millones de kilómetros. Hay casi 700 millones de espacios de mercado para rodillos de rodamientos para rieles de alta velocidad.
d. Otros rodamientos de rodillos de alta gama, como los rodamientos de metro de tránsito ferroviario urbano, los rodamientos de eje de máquinas herramienta y los rodamientos de cubo de camiones de servicio pesado, también tienen un gran mercado.
(2) Objetivos de desarrollo
En la actualidad, todavía existe una brecha significativa entre el nivel tecnológico de los rodillos para rodamientos en China y el nivel avanzado internacional, con ciertas brechas en el acero para rodamientos, el equipo de procesamiento, los procesos de producción, los instrumentos de prueba y la gestión. Para reducir la brecha lo antes posible, China debe aumentar su inversión en investigación científica en estas áreas, de modo que la industria de rodamientos en China pueda actualizarse de la cantidad a la calidad lo antes posible y resolver el problema de la dependencia a largo plazo de los rodamientos importados de alta gama.
De acuerdo con el "14º Plan Quinquenal" para la industria de los rodamientos, el objetivo de desarrollo es "adherirse a la orientación de los problemas, utilizar la innovación tecnológica como un medio, optimizar la ruta del proceso, comenzar con la mejora de la calidad del producto, llenar los vacíos de desarrollo y mejorar constantemente el rendimiento del producto de los rodillos de rodamientos a través de la aplicación integral de tecnología, talento, gestión y otras medidas, satisfacer las necesidades de desarrollo de alta calidad en la industria de los rodamientos y cumplir con los requisitos estratégicos de los rodamientos de alta gama que respaldan los principales equipos.
(3) Medidas principales
a. Aumentar los esfuerzos de apoyo.
Toda la industria debe comprender profundamente la importancia de los rodillos de rodamiento en la cadena industrial anfitriona y examinar la mejora del nivel de fabricación de rodillos de rodamiento en el contexto de la base industrial avanzada y la modernización de la cadena industrial, y reconocerlo en la importante posición de la cadena industrial segura y controlable. El país debe aumentar aún más su atención y apoyo a los componentes básicos mecánicos, incluidos los rodamientos y los rodillos. Especialmente para la innovación, la investigación y la producción independientes que reemplacen las importaciones, deben recibir el apoyo político y financiero necesario. Priorizar la aprobación de los principales proyectos nacionales de investigación científica y centrarse en los avances en la fortaleza organizativa.
b. Optimizar el modo de fabricación
Los rodillos de rodamiento tienen múltiples indicadores técnicos, alta precisión del producto y producción especializada, con características intensivas en tecnología y mano de obra. Alentar a las empresas a mejorar sus procesos de fabricación y optimizar sus modelos de fabricación en función de sus propias características. A través de 3-5 años de esfuerzo, 2-3 empresas líderes de rodillos de rodamiento con cierta influencia en la industria de los rodamientos e indicadores técnicos de productos que alcancen el nivel avanzado internacional deben formarse dentro de la industria. Al mismo tiempo, también debemos alentar a las empresas líderes en la industria de los rodamientos a establecer sus propias fábricas de rodillos de rodamiento, establecer sus propias cadenas industriales de productos y satisfacer las necesidades de soporte de sus propios productos. Al implementar el plan de caminar sobre dos piernas, podemos lograr ventajas complementarias y promover juntos el desarrollo sostenible de la fabricación de rodillos de rodamiento.
c. Establecer un sistema de innovación
La innovación es la fuerza impulsora principal para el desarrollo de la industria. Cada departamento debe alentar a las universidades e instituciones de investigación a aumentar su investigación sobre la aplicación de las bases de rodillos de apoyo y utilizar el pensamiento innovador para resolver problemas difíciles en la innovación tecnológica empresarial. Apoyar activamente a las empresas de fabricación de rodillos de apoyo para establecer centros de tecnología empresarial a nivel nacional, establecer plataformas de innovación tecnológica empresarial y cultivar continuamente nuevas fuerzas impulsoras. Implementar cadenas de innovación alrededor de la cadena industrial y diseñar la cadena industrial alrededor de la cadena de innovación. Integrar eficazmente la cadena industrial y la cadena de innovación.
d. Acelerar el cultivo de talentos
La competencia en el mercado se reduce en última instancia a la competencia por el talento, y el núcleo de la competencia por el talento es la educación. Debemos fortalecer el cultivo y la formación de talentos profesionales en rodillos de rodamientos a través de diversas formas, adoptar el método de invitar a entrar y salir, y permitir que las empresas se comuniquen con expertos de instituciones de educación superior. Al establecer estaciones de trabajo para académicos y estaciones de trabajo postdoctorales, podemos mejorar la comunicación e interacción entre el personal técnico de primera línea y los estudiantes expertos, lo que permite a los expertos descubrir problemas en primera línea y resolverlos para la primera línea. A través del establecimiento de la "Clase especial de tecnología y aplicación de fabricación de rodillos de rodamientos" por parte del Comité de Recursos Humanos de la Asociación de la Industria de Rodamientos de China, apoyándonos en la Universidad de Ciencia y Tecnología de Henan, pretendemos explorar el cultivo de talentos en tecnología de rodillos de rodamientos, con el objetivo de formar un grupo de talentos para elementos rodantes en la industria de rodamientos que integre la teoría con la práctica.
e. Evaluación comparativa de tecnología avanzada
Orientar los indicadores técnicos y la vida útil de los rodillos de rodamientos de alta gama en el extranjero, comparar la precisión y el rendimiento del producto, captar los eslabones clave y esforzarse por lograr avances; comparar los rodillos de rodamientos procesados por máquinas herramienta nacionales e importadas, identificar debilidades, identificar problemas y desarrollar soluciones específicas. Tomar GB/T25767-2010 "Rodillos cónicos para rodamientos" y GB/T4661-2015 "Rodillos cilíndricos para rodamientos" como requisitos básicos para las empresas de producción, mejorar las especificaciones de proceso y los métodos de prueba, y lograr la transformación y modernización de la fabricación de rodillos de rodamientos.
f. Mejorar la capacidad de los equipos de proceso.
Las herramientas afiladas permiten un buen trabajo. Durante mucho tiempo, ha existido una brecha significativa entre los equipos especializados para rodillos de producción nacional y el nivel avanzado internacional, lo que ha impedido la mejora de la calidad de la tecnología de rodillos. Para mejorar los productos de rodillos, el equipo debe tomar la delantera.
1) Proceso y equipo de encabezado en frío
El estampado en frío, como proceso previo en la fabricación de rodillos para cojinetes, tiene un impacto significativo en la eficiencia de mecanizado y el nivel de calidad de los rodillos. Trate de organizar las unidades y departamentos relevantes para analizar y comparar los procesos y equipos de estampado en frío de estación única, estación doble y estación múltiple existentes, e integrar factores progresivos, prácticos, económicos y otros para eliminar gradualmente la estación única, popularizar la estación doble y promover la estación múltiple en la aplicación de la tecnología de estampado en frío. Tomando la optimización de la tecnología de estampado en frío como punto de partida, desarrollaremos una máquina de estampado en frío de estación múltiple de rodillos que sea adecuada para las condiciones nacionales de China, con una precisión y eficiencia de procesamiento que alcancen el nivel avanzado internacional, y tenga un bajo costo y uso posterior. La lanzaremos al mercado, formando una tecnología de estampado en frío de rodillos para cojinetes avanzada, práctica y confiable basada en equipos de proceso, y promoviendo el proceso de formación de rodillos y el nivel de equipos de la industria de cojinetes de China para alcanzar el nivel avanzado internacional.
2) Rectificadora cilíndrica de rodillos
En los últimos años, China ha introducido sucesivamente rectificadoras CNC de alta precisión del extranjero para procesar rodillos. Algunos fabricantes de equipos han hecho intentos iniciales de digerir, absorber e innovar estos dispositivos importados. Sobre esta base, los fabricantes de equipos nacionales deben realizar más investigaciones en profundidad sobre la tecnología y los equipos de procesamiento de rectificado de rodillos, a fin de mejorar de manera efectiva los indicadores clave como el rendimiento de avance de los servosistemas CNC, el rendimiento de rectificado y afilamiento de las muelas abrasivas y las ruedas guía, y la estabilidad del procesamiento de la máquina herramienta. Desarrollar rectificadoras cilíndricas de rodillos CNC de alta precisión que hayan alcanzado niveles avanzados internacionales.
3) Máquina de ultraprecisión de círculo exterior de rodillos y rectificadora de rodillos guía de ultraprecisión especializada
A través de una investigación en profundidad sobre las características técnicas de la máquina de ultraprecisión CNC de círculo exterior de rodillos de alta precisión importada, nuestro objetivo es digerir, absorber e innovar, y desarrollar de forma independiente máquinas de ultraprecisión CNC de círculo exterior de rodillos de alta precisión que hayan alcanzado el nivel avanzado internacional; Realizar una investigación en profundidad sobre la tecnología y el equipo de modelado de rodillos, desarrollar máquinas rectificadoras de rodillos guía de ultraprecisión especializadas y explorar formas efectivas de mejorar la vida útil de los rodillos en la práctica.
4) Rectificadora de superficies con bolas de rodillo
Se realiza un análisis en profundidad de las características de varios tipos de rectificadoras de superficies de bolas CNC de rodillos introducidas de varios países, y el enfoque está en la innovación independiente para desarrollar rectificadoras de superficies de bolas CNC de rodillos que sean adecuadas para las condiciones nacionales de China, con alta precisión y eficiencia de procesamiento y buena rentabilidad.
5) Equipos de pruebas en línea y de pruebas no destructivas
Promover la aplicación de equipos de detección automática de apariencia fotoeléctrica de rodillos en línea y de pruebas no destructivas que estén libres de fugas, libres de errores, eficientes y confiables.
6) Línea de producción ultraautomática de molienda de rodillos
Integrar el equipo CNC avanzado desarrollado independientemente en la lista anterior en un sistema con medios de procesamiento automático, función de detección automática, modo de retroalimentación automática y modo de estadísticas automáticas, que puede lograr la limpieza automática, el engrasado, el empaquetado y el ritmo coordinado de toda la línea de producción superautomática de rectificado de rodillos. Al establecer líneas de fabricación especializadas, podemos estabilizar aún más la calidad del producto, mejorar la eficiencia de la producción, estandarizar las herramientas y los moldes y promover la mejora de la calidad de los rodillos.
7) Aplicación de refuerzo superficial
Desarrollar tecnología y equipos de fortalecimiento de superficies de rodillos que alcancen un nivel avanzado internacional de investigación y aplicación, con un estado de tensión superficial preciso y controlable.
En resumen, con el desarrollo de alta calidad de la industria de los rodamientos, se impondrán mayores exigencias a la calidad de los rodillos de los rodamientos. Espero que mediante los esfuerzos conjuntos de la industria de los rodamientos durante el período del XIV Plan Quinquenal, el nivel de fabricación de rodillos de los rodamientos pueda alcanzar un nuevo nivel y cumplir con los requisitos de apoyo para los equipos de alta gama en el país.
2024 Agosto4toRecomendación de productos WBM de la semana:
Pluma:
WBM produce matrices de rodillos cónicos con alta eficiencia y automatización. Los rodillos se forman en una sola prensa automática de estampación en frío y se introducen, cortan y perforan en la matriz en cinco pasos.
Podemos producir diferentes tipos y tamaños de matrices de rodillos cónicos con garantía de calidad, que incluyen: punzón combinado, manguito exterior, cuchilla, punzón combinado, cilindro de alimentación, matrices combinadas, manguito de doble capa, inserto.
