科技日报记者 张蕴
轴承之于工业，犹如关节之于人体。被誉为机械“关节”的轴承，在机械装备领域发挥着无可替代的作用。小到一只手表、大到航空发动机，都离不开规格各异的轴承元件。在传统制造业界，轴承的性能与质量直接关乎重大装备及主机产品的性能、质量及可靠性。
在我国制造业转型升级的关键时期，轴承产业如何守正创新？
近日，在2024辽宁黄海实验室轴承产业学术论坛现场，国内权威高校院所、轴承行业、政府单位等专家学者各抒己见，17场精彩的学术报告和6场深入的专题探讨，围绕轴承产业如何积极拥抱新技术、贡献更加强劲的“关节”力量展开热烈讨论，为产业未来指明了方向。
轴承与润滑薄弱环节亟待攻坚
在全球经济一体化和工业4.0大背景下，轴承产业作为机械工业的重要组成部分，正面临着转型升级的历史机遇。
大连理工大学教授、黄海实验室轴承团队负责人孙清超介绍，我国轴承产业规模位居世界第三，当前正处于由大变强的关键时期。尽管我国已具备先进的轴承零件加工能力，但在创新设计、材料热处理等领域，与国际顶尖水平相比仍存在明显差距。其中，轴承试验及应用技术长期以来一直是我国轴承产业发展的软肋。
“守正创新，是轴承产业发展的关键所在。我们既要坚守轴承制造的基石，保证产品质量和性能，又要积极拥抱高端轴承材料、数字孪生等新技术，以支撑我国轴承产业创新发展及智能化转型升级。”孙清超坦言。
固体润滑则是提升“关节”性能的重要手段。中国科学院兰州化学物理研究所胡永乐常年致力于固体润滑轴承技术科研攻关。他表示，我国在固体润滑轴承的研发、生产及应用方面，与世界领先水平相比仍有较大提升空间，高端轴承市场更是被国际大型跨国公司垄断。
“近年来，我国固体润滑轴承技术领域取得了一系列进展，如洛阳轴承研究所与中国科学院兰州化学物理研究所合作，实现了轴承套圈滚道上二硫化钼的溅射喷涂，并将其应用于人造卫星太阳能帆板的驱动机构中。”胡永乐说。
固体润滑技术，特别适用于高负荷、高真空、极端温度、强辐射及强腐蚀等特殊环境下的润滑问题，机械装备极端化发展，将进一步引领固体润滑轴承技术研究与应用。
大连工业大学机械工程与自动化学院副院长副教授温保岗认为，测试技术的发展，将为轴承产业数字化、智能化转型升级提供重要的数据支撑。
技术应用环节仍面临挑战
轴承发展水平不仅是衡量一个国家在先进基础工艺、关键基础材料以及产业技术基础方面综合实力的标尺，更是国民经济发展和国防安全重大装备制造的基石。现阶段我国轴承产业在技术应用环节仍面临挑战。
金风科技股份有限公司专业总工程师杨炯明向科技日报记者介绍，风电装备风电产业发展的基础和保障，它们需在高低温、高海拔、复杂地形、海上高盐雾及强台风等极端恶劣的气候条件下服役，同时还需应对风速风向变化所带来的冲击、耦合振动、频繁启停以及电网波动等多种复杂工况的考验。
“这些轴承安装于高空，一旦出现故障失效，维护更换费用极高。因此，风电轴承最大的难题在于强环境适应性和高可靠性，试验及评价技术是保障风电轴承可靠性的关键环节之一，也是我国风电轴承产业的短板环节。”杨炯明表示，“面对风电机组大型化和海上风电装机量高速增长的趋势，我国必须加强测试试验能力建设，并需从轴承材料、轴承研制到应用等全链条环节进行系统性的考虑与规划。”
大连重工装备集团瓦轴公司（以下简称瓦轴公司）高级工程师郝旭坦言，仿真的核心不在于软件操作，而在于对轴承工况、载荷、结构与性能要求的理解，仿真技术人员需建立扎实的轴承设计、制造以及应用技术基础。
“专业化轴承仿真及优化设计软件缺失，是制约我国轴承产业发展的关键因素之一。”郝旭认为，如果单纯依赖仿真技术，其结果往往难以达到准确。轴承仿真涉及众多复杂的摩擦、传热等问题，其关键参数的获取离不开试验的支持。因此，必须实现仿真与试验的有机统一与融合。目前，瓦轴公司与辽宁黄海实验室正携手致力于开发通用及专用的轴承设计软件。
海克斯康Romax公司是机电系统仿真分析国际软件咨询公司，Romax中国区售前技术总监姜立学表示，仿真技术的发展离不开广大行业用户的应用与认可，从以应力/寿命为基础的仿真到考虑轴承、齿轮、轴、箱体的系统级柔性仿真。瓦轴公司作为首批引进Romax软件的国内头部轴承供应商，在与Romax合作的十余年中，为Romax轴承仿真注入了大量工程经验和开发建议。Romax软件与国内外轴承企业的协作与提升，也为我国基础零部件设计制造软件发展提供了借鉴。
“关节”永续发展 多要素缺一不可
一方面是企业对先进技术的迫切需求，另一方面是科研成果亟待转化的现状，政府如何做好“红娘”是关键。瓦房店市科工局局长曲连军表示，良好营商环境是实现轴承产业可持续、高质量发展的活水。
“科技创新是慢功夫、精细活，耗时、耗资、风险大。近年来，瓦房店市一直在积极探索推进企业创新发展的有效路径。我们剖析产业链条，识别产业堵点，匹配相关要素，并积极争取配套政策，力求将这些元素巧妙地融合在轴承产业这个大熔炉中，为轴承产业注入新的活力与生机。”曲连军说。
有“中国轴都”美誉的瓦房店市，近年来积极推动区域龙头企业瓦轴公司创新发展。该市科技部门全力配套各级政策，给予高端人才支持，推动区域内产业协同，发挥龙头企业的带动效应。此外，瓦房店市提升民营企业创新理念，通过宣传和政策引导，不断提升企业创新意识和理念，涌现了一批如瓦房店冶金轴承、大连瑞谷科技、大连光扬轴承等研发实力较强的专精特新企业。
曲连军介绍，瓦房店市组织22家重点企业与大连工业大学以现场座谈的形式开展技术、人才对接，推动政校企全面合作；推动大连瑞谷科技与大连交通大学建立联合实验室；与东北财经大学开展创新创业合作；与大连海洋大学开展横向课题研究和企业技术提升课程。此外，建立轴承钢采购平台降低企业轴承钢采购成本，推进企业智能化改造提升企业产业竞争力，引入和培育优质中介机构加大政策引导和成果转化力度。
“只有多方引入各类创新人才，通过各项元素的共同发力，才能全力为轴承产业的创新发展提供肥沃的土壤。”曲连军说。
辽宁黄海实验室拥有依托大连理工大学的两院院士、杰青等高端人才为核心的雄厚科研队伍。黄海实验室副主任刘永刚介绍，近年来，实验室在高端轴承领域开展国际前沿基础科学研究、关键技术攻关和产业化应用，为轴承产业提供持续强化科技支撑和引领作用，深化产学研合作，促进科技成果转化，推动轴承产业高质量发展。
