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Innovative Thinking Incubator

精密轴承企业智能制造与创新发展路径探究

作者

丁锋 邢春锋

河南科技大学 河南 洛阳市 471023

一、引言

精密轴承作为装备制造业的核心基础零部件,其性能直接决定了机械装备的精度、寿命与可靠性,是衡量一个国家工业实力的重要标志。在 “中国制造 2025” 战略推动下,我国轴承产业正从 “规模扩张” 向 “质量效益”转型,但高端市场仍受限于国外品牌,核心技术与国际顶尖水平存在差距。

慈兴集团作为国内轴承行业的领军企业,连续多年入选 “中国轴承行业 10 强”,其在精密轴承智能制造与技术创新方面的实践具有典型性。为探究本土轴承企业的发展路径,实践团深入慈兴集团开展调研,通过企业考察、车间参观、研发探访、专家交流等形式,剖析其在自动化生产、技术研发、市场竞争中的经验与困境,为行业发展及专业学习提供实践依据。

二、慈兴集团发展概况

根据慈兴集团办公室主任江山的介绍,企业自成立以来始终聚焦精密轴承领域,历经多年发展,已构建起覆盖汽车轴承、工业轴承等多领域的核心业务布局。其核心优势体现在:

技术创新能力:累计获得多项国家级奖项,拥有国家级技术研发中心,形成了从基础研究到产品应用的完整创新链;

智能制造水平:率先实现生产全流程自动化,关键工序精度控制达国际先进水平;

产业链整合能力:实现从原材料采购、精密加工到成品装配的全产业链覆盖,保障了产品质量的稳定性。

三、慈兴集团智能制造与技术创新实践

(一)全自动化生产体系:效率与精度的双重突

在管理部门张部长的带领下,实践团参观了慈兴集团的核心生产车间,见证了精密轴承从原料入库到成品出厂的全自动化流程:

原料处理环节:采用智能分拣系统实现原材料的自动化仓储与筛选,通过光谱检测设备快速识别材料成分,确保原料纯度达标;

精密加工环节:配备国产数控车床、磨床集群,通过数字化程序控制切削参数,将轴承套圈的圆度误差控制在 0.002mm 以内;

质量检测环节:引入激光探伤仪与自动分选机,实现轴承表面缺陷的100% 检测,检测效率较人工提升 15 倍;

装配环节:通过机器人完成滚动体、保持架的自动化装配,结合力矩传感器确保装配精度,生产线节拍控制在 3 秒 / 件。

值得注意的是,车间所用机床 80% 为国产设备,打破了 “高端轴承制造依赖进口装备” 的传统认知,印证了我国装备制造业的自主化能力提升。

(二)技术研发中心:创新驱动的核心载体

实践团在技术研发中心的探访中发现,该中心作为企业创新 “引擎”,具备三大核心功能:

基础研究:聚焦轴承钢材料改性、润滑剂性能优化等基础领域,通过材料分析实验室的电子显微镜与硬度计,研究材料微观结构对轴承寿命的影响;

产品开发:针对新能源汽车电机轴承需求,研发出陶瓷滚动体轴承,通过降低摩擦系数(从 0.0015 降至 0.0008)提升轴承高速性能,满足高转速要求;

测试验证:配备寿命测试台、环境模拟舱等设备,可模拟轴承在高温(180℃)、高湿( 95% RH)环境下的运行状态,通过 2000 小时加速寿命试验验证产品可靠性。

研发工程师介绍,企业每年将营收的 6% 投入研发,近三年已累计申请专利 58 项,其中 “高精度汽车主轴轴承” 项目获国家科技进步二等奖。

(三)行业竞争力构建:机遇与挑战并存

在与研发工程师的深度交流中,实践团梳理出慈兴集团面临的行业态势:

市场机遇:受益于新能源汽车产业爆发,2024 年企业汽车轴承销量同比增长 40% ,其中适配 800V 高压平台的电机轴承已进入比亚迪、蔚来等主流车企供应链;

国内外差距:与瑞典斯凯孚(SKF)相比,国产轴承在寿命一致性(批次合格率 95% vs 99% )、极端工况适应性仍有差距。

行业困境:轴承行业的 “内卷化” 加剧,部分企业通过简化热处理工艺降低成本,导致同类产品价格差异达 30% ,慈兴集团因坚持全流程质量控制,面临一定市场竞争压力;

国产替代潜力:目前国产轴承在中端市场占有率已达 60% ,但在风电、高铁等高端领域仍依赖进口,市场认可度提升成为国产替代的关键。

四、实践启示与行业发展建议

(一)对工科学生的启示

跨学科知识储备:除机械设计核心课程外,需补充材料力学、控制工程(掌握自动化生产逻辑)、数据分析(解读生产过程数据)等知识;

实践经验积累:行业特性决定了 “4-5 年扎根期” 的必要性,建议通过企业实习参与工艺优化、设备调试等实操环节,避免 “理论脱离实际”;

质量意识培养:在学习中注重细节(如公差标注、工艺参数选择),理解 “质量是制造出来的,而非检验出来的”。

(二)对轴承企业的发展建议

强化基础研究:联合高校共建实验室,聚焦轴承钢纯净度提升(目标将氧含量控制在 10ppm 以下)、摩擦学机理等 “卡脖子” 领域;

构建品牌信任:通过参与国际标准制定、公开产品测试数据(如寿命试验报告),提升国产轴承在高端市场的认可度;

规避恶性竞争:行业协会应推动建立质量分级标准,引导企业从 “价格竞争” 转向 “价值竞争”,如通过精益生产降低成本而非牺牲质量。

五、结论

本次慈兴集团调研揭示了我国轴承企业在智能制造与技术创新中的实践路径:通过全自动化生产提升效率、以高强度研发投入突破技术瓶颈、依托地域文化构建产业生态。尽管面临行业内卷、国际竞争等挑战,但企业展现出的自主创新能力与 “工匠精神”,为 “制造强国” 战略下的产业升级提供了实践样本。对于机械专业学生而言,本次实践明确了 “理论 - 实践 - 创新” 的成长路径,未来需以行业需求为导向,夯实专业基础、积累实践经验,为国产轴承技术突破贡献力量。

参考文献

[1] 慈兴集团有限公司。企业发展白皮书(2024)[Z]. 内部资料,2024.

[2] 中国轴承工业协会。中国轴承行业发展报告(2024)[R]. 北京:机械工业出版社,2024.

[3] 慈兴集团技术研发中心。新能源汽车轴承研发报告 [R]. 内部资料,2025.

[4] 宁波慈溪市地方志编纂委员会。慈溪市工业发展史 [M]. 杭州:浙江人民出版社,2023.

简介:丁锋(2001 年)男,甘肃天水人,汉族,学生,本科,轴承设计及制造。