Les roulements sont les composants de base essentiels et l'industrie des roulements est une industrie stratégique nationale qui joue un rôle de soutien important dans le développement de l'économie nationale et la construction de la défense. Depuis la fondation de la République populaire de Chine, en particulier depuis le développement continu et rapide de la réforme et de l'ouverture, l'industrie chinoise des roulements a formé un système industriel indépendant et complet. La Chine est devenue le troisième plus grand pays producteur de roulements au monde en termes de ventes et de production. Et s'oriente vers le statut de puissance mondiale des roulements. Au cours de la période du 13e Plan quinquennal, de nombreuses entreprises de l'industrie chinoise des roulements ont travaillé dur, surmonté les difficultés et sont allées à contre-courant pour maintenir un développement stable et rapide de l'ensemble de l'industrie, posant ainsi de bonnes bases pour la construction d'une puissance mondiale des roulements.
En 2022, l'industrie comptait plus de 1 300 entreprises de plus de 100 000 tonnes, avec un chiffre d'affaires de 223,2 milliards de yuans et une production de roulements de 21,2 milliards d'ensembles. En 2022, les recettes d'exportation cumulées de la Chine se sont élevées à 7,255 milliards de dollars américains, les roulements importés à 4,564 milliards de dollars américains et les roulements importés à 2,721 milliards d'ensembles.
La Chine est déjà un producteur majeur de roulements dans le monde, mais elle n'est pas encore une puissance mondiale dans ce domaine. Il existe un écart important entre sa structure industrielle, ses capacités de recherche et développement, son niveau technologique, la qualité de ses produits, son efficacité et ses avantages et le niveau avancé international. Il existe près de 10 000 entreprises nationales liées aux roulements et aux produits de roulement, dont la proportion de produits de milieu et bas de gamme est supérieure à 80 %. Parmi les capacités du marché mondial des roulements haut de gamme, les entreprises chinoises ne représentent que 5 %.
1. Les rouleaux sont un maillon essentiel de la chaîne de l'industrie des roulements
Les roulements à rouleaux sont un type important de produits de roulement, notamment les roulements à rouleaux cylindriques, les roulements à rouleaux cylindriques et les roulements à rouleaux auto-aligneurs. La gamme de tailles comprend principalement des roulements de grande taille, extra-larges et robustes, qui sont principalement utilisés dans les industries hôtes telles que les machines de construction, la métallurgie et l'exploitation minière, l'automobile, le train à grande vitesse et l'énergie éolienne. Les rouleaux sont des composants clés des roulements à rouleaux, et leur précision, leurs performances, leur durée de vie et leur fiabilité ont un impact significatif sur la précision, les performances, la durée de vie et la fiabilité des ensembles complets de roulements. Par conséquent, la fabrication de rouleaux est un maillon clé de la chaîne de l'industrie des roulements. En raison des limitations de la technologie et des capacités de l'équipement, l'industrie des roulements n'est actuellement pas en mesure de produire en masse des rouleaux de précision de classe 0 et de classe I. Que ce soit du point de vue de l'appariement indépendant des roulements haut de gamme ou de la sécurité et de la contrôlabilité de la chaîne de l'industrie des roulements, la fabrication de rouleaux de précision n'est pas compatible avec les exigences de développement des roulements à rouleaux et est devenue un goulot d'étranglement pour la prise en charge d'équipements majeurs tels que les roulements haut de gamme.
Français Selon le rapport statistique, le volume des importations de roulements en Chine de janvier à décembre 2022 était de 2720775600 ensembles, avec une consommation de devises étrangères de 3686268600 dollars américains. Parmi eux, la quantité importée de roulements à rouleaux cylindriques et de roulements à rouleaux coniques était de 144141400 ensembles ; Représentant 5,3 % du volume des importations nationales de roulements ; Devises étrangères importées pour les roulements à rouleaux cylindriques et les roulements à rouleaux coniques : 1219,2722 millions de dollars américains ; 33,07 % du total des devises étrangères utilisées pour les importations de roulements dans le pays ; On peut constater que la proportion de roulements à rouleaux cylindriques et coniques importés est relativement élevée, ce qui indique que la valeur ajoutée des roulements à rouleaux importés est élevée et appartient aux roulements de précision haut de gamme. C'est-à-dire qu'il existe encore une quantité considérable de roulements à rouleaux de précision haut de gamme en Chine qui doivent être importés, tels que les roulements de broche d'éolienne.
Depuis le 13e Plan quinquennal, l'industrie des roulements a accordé une grande importance à la recherche et à la fabrication de rouleaux, en particulier au cours des deux premières années qui ont suivi le lancement du 14e Plan quinquennal. De nombreuses entreprises ont réalisé des progrès en introduisant et en intégrant des lignes de meulage de rouleaux avancées et en soutenant activement les hôtes haut de gamme.
Les instituts de recherche et les universités du secteur des roulements, ciblant les entreprises et se concentrant sur les difficultés, ont continuellement exploré le domaine de l'usinage et de l'équipement de très haute précision pour la convexité des rouleaux coniques et ont achevé le projet général de la Fondation nationale des sciences naturelles de Chine ; La recherche sur le mécanisme et les lois de l'entraînement de très haute précision de type traversant de la convexité des rouleaux coniques a obtenu des résultats de recherche scientifique. La technologie clé de la recherche sur l'usinage de très haute précision de type traversant de la convexité des rouleaux coniques a remporté le deuxième prix du China Machinery Industry Science and Technology Award et a obtenu en conséquence un brevet d'invention national.
En commençant par répondre à la demande de roulements haut de gamme, les entreprises de fabrication d'équipements établissent des lignes de production de rouleaux entièrement automatiques grâce à la recherche et au développement d'équipements, formant progressivement une opération entièrement automatisée du traitement à l'emballage ;
L'entreprise leader dans la production de rouleaux s'autofinance pour introduire des lignes de production avancées en provenance de l'étranger, adhère à la combinaison de l'introduction et de la digestion et explore la voie d'amélioration des performances des rouleaux qui convient à ses propres caractéristiques en fonction de la situation réelle de l'entreprise.
2. Situation actuelle et problèmes existants dans la production de rouleaux dans l'industrie chinoise des roulements
(1) À l'heure actuelle, les principaux fabricants professionnels de rouleaux dans l'industrie des roulements en Chine sont :
a. Jiangsu Lixing Steel Ball Co., Ltd. a récemment introduit des lignes de production de rouleaux en provenance d'Italie et d'Allemagne et dispose actuellement de 12 lignes de production. Elle produit des rouleaux coniques d'un diamètre de 6 mm à 80 mm et des rouleaux cylindriques d'un diamètre de 20 mm à 80 mm. La capacité de production mensuelle atteint 1050 tonnes/mois et la capacité de production annuelle est de 12680 tonnes/an.
Actuellement, les rouleaux coniques d'un diamètre inférieur à 25 mm ont la capacité de production des rouleaux de grade I et II, et le rapport de production des rouleaux I et II est exécuté selon les exigences de dessin du client. À l'heure actuelle, les rouleaux de grade I représentent 25 %. Les produits actuellement fabriqués par des rouleaux cylindriques sont principalement des produits éoliens, principalement de grade G1A, représentant 80 %, tandis que l'offre de rouleaux cylindriques ferroviaires est principalement de grade G1, représentant 20 %. Les rouleaux coniques produits sont principalement utilisés dans l'énergie éolienne, les poids lourds, le transport ferroviaire, les véhicules commerciaux, etc.
b. Zhejiang Wuzhou Xinchun Group Co., Ltd. produit des rouleaux cylindriques pour roulements à pas variable d'éoliennes et certains rouleaux coniques pour arbres principaux depuis 2019. Son principal équipement de production est de fabrication nationale, mais le profil de surface et le processus de traitement thermique ont été optimisés techniquement (trois nouvelles lignes de fours à bain de sel ont été ajoutées). Le nombre de rouleaux coniques pour roulements d'arbre principal d'éoliennes est d'environ 60 000 par mois, et la plupart des produits ont atteint ou sont proches de la précision de niveau I. Le nombre de rouleaux cylindriques pour roulements à pas variable est d'environ 1,5 million par mois, ce qui répond essentiellement aux exigences de qualité des produits de roulement. Avec l'augmentation du nombre de roulements éoliens, elle modernise et construit également en permanence des lignes de production pour augmenter la capacité de production.
c. Shandong Dong'a Steel Ball Group Co., Ltd. produit également des rouleaux cylindriques et coniques depuis 2009, avec des rouleaux cylindriques capables de produire une précision de 0 ; Rouleaux de grade I et II. Les rouleaux cylindriques sont principalement de grade II ou supérieur. Les rouleaux coniques peuvent produire des rouleaux de précision de grade II et III, certains projets atteignant une précision de grade I. Les rouleaux de grade III représentent environ 60 %, tandis que le reste est de grade II et I. Le testeur de rondeur britannique avancé Taylor est désormais introduit et contrôlé selon les normes de jugement de rondeur et d'ondulation de Schaeffler. L'apparence adopte généralement un équipement de détection automatisé intelligent et une technologie de vision IA est introduite pour obtenir une détection efficace, stable et précise des défauts de surface des rouleaux. Cela a jeté des bases solides pour l'exportation d'équipements et de pièces de rouleaux haut de gamme.
d. Wafangdian Weiyuan Rolling Element Manufacturing Co., Ltd. produit principalement des rouleaux cylindriques, sphériques et coniques de taille moyenne et grande, qui sont utilisés comme roulements de support pour les laminoirs, la métallurgie minière et l'énergie éolienne. Certains d'entre eux sont exportés vers les marchés européens et américains, avec une capacité de production annuelle d'environ 10 millions de pièces, dont les rouleaux cylindriques et sphériques représentent plus de 85 %.
e. Ningbo Haiyat Roller Co., Ltd. a actuellement une production annuelle de 120 millions de rouleaux cylindriques et de 936 millions de rouleaux coniques (avec une proportion d'exportation d'environ 35 %). Elle dispose de 4 lignes de production de rouleaux cylindriques et d'une capacité de production de 73 millions de rouleaux cylindriques en 2022 ; Il y a un total de 33 lignes de production de rouleaux coniques avec une capacité de production de 572 millions de pièces en 2022, dont 15 rouleaux coniques de taille moyenne avec une capacité de production annuelle de 114 millions de pièces et 18 petits rouleaux coniques avec une capacité de production annuelle de 458 millions de pièces ; La production annuelle est d'environ 640 millions de pièces, la part de marché intérieure se classant au premier rang du pays. Actuellement, la plupart des rouleaux cylindriques et coniques produits répondent aux exigences techniques des rouleaux de classe II. La précision de la plupart des produits est similaire aux exigences des rouleaux de classe II.
Il existe également des usines de production de rouleaux professionnelles telles que Xinchang Chengben, Ningbo Rongcheng Huasheng et Luoyang Hongsheng qui produisent des rouleaux cylindriques et coniques. En plus des fabricants professionnels, les principaux fabricants de roulements tels que Wazi, Luozi, Renben, Tianma, Gansu Hailin Zhongke, Xiangzhou, Northwest Axis, Daye Axis et Luoyang Xinqianglian produisent également eux-mêmes des rouleaux cylindriques et coniques, ce qui peut essentiellement répondre à la demande actuelle du marché. Bien entendu, ces fabricants de roulements doivent également acheter des rouleaux de haute précision auprès de certains grands fabricants d'éléments roulants.
D'après la situation ci-dessus, la situation actuelle de la production de rouleaux cylindriques et coniques dans l'industrie des roulements en Chine est principalement dominée par les rouleaux de grade II et III, représentant environ 8 % ; les rouleaux de grade I représentant environ 5 % et les rouleaux de grade 0 représentant moins de 5 %.
Il existe un certain écart entre les équipements de fabrication de rouleaux nationaux et le niveau avancé international, mais ces dernières années, les fabricants d'équipements de rouleaux nationaux ont obtenu certains résultats dans le développement d'équipements basés sur l'apprentissage des équipements étrangers de pointe. Par exemple, le développement réussi de machines de frappe à froid à rouleaux à grande vitesse, de rectifieuses sans centre à rouleaux CNC, de rectifieuses de surface à billes à rouleaux CNC, de machines de précision à rouleaux et d'autres équipements a amélioré le niveau technique des équipements de rouleaux nationaux. Les équipements d'inspection de rouleaux nationaux, en particulier les équipements d'inspection visuelle, ont déjà été comparables ou dépassés par les équipements étrangers, tels que l'inspection d'apparence en ligne des rouleaux. Les équipements produits localement ont largement dépassé l'Europe, l'Amérique et le Japon en termes de parts de marché.
Cependant, par rapport à la demande de roulements haut de gamme dans l'industrie hôte, il existe encore un certain écart dans les indicateurs de performance des rouleaux au stade actuel. La percée effective de ce goulot d'étranglement nécessite les efforts conjoints des personnes compétentes de l'industrie, le progrès technologique et la mise à niveau de la transformation des entreprises de pièces de roulement, et une coopération étroite entre les entreprises de production de roulements et les entreprises de fabrication de rouleaux. La percée de ce goulot d'étranglement est devenue un lien clé important pour que l'industrie chinoise des roulements favorise la transformation et la mise à niveau d'une grande à une forte.
(2) Il y a des problèmes
a. Les indicateurs techniques ne peuvent pas répondre aux exigences
Les normes nationales de la République populaire de Chine GB/T25767-2010 « Rouleaux coniques pour roulements » et GB/T4661-2015 « Rouleaux cylindriques pour roulements » définissent clairement les paramètres et les indicateurs de précision des rouleaux coniques et des rouleaux cylindriques.
Cependant, le niveau de production actuel de l'industrie est limité par diverses conditions, et les entreprises chinoises de roulements ne peuvent produire en masse que des rouleaux cylindriques de qualité G2 et des rouleaux coniques de qualité III, ce qui ne peut pas répondre aux exigences d'adéquation des roulements haut de gamme. En partant de la nécessité de développer des roulements haut de gamme, le niveau de qualité de la technologie des rouleaux de roulement doit atteindre : la capacité de produire en masse des rouleaux cylindriques de qualité G1, des rouleaux coniques de qualité I et des rouleaux sphériques de qualité II.
b. En termes de matériaux
La qualité des matériaux en acier pour roulements joue un rôle crucial dans la qualité d'usinage, la durée de vie et la fiabilité des produits de roulement. Avec l'introduction de technologies et d'équipements de pointe, le niveau de fusion et la qualité métallurgique de l'acier pour roulements en Chine ont atteint un nouveau niveau, atteignant ou approchant le niveau avancé des pays étrangers dans certains indicateurs techniques et de qualité. Cependant, il existe encore un écart important entre le niveau de qualité global et celui des pays développés, qui se manifeste par :
1) En termes de normes
Dans les normes actuelles relatives aux matériaux en acier pour roulements, la qualité de la taille des particules de carbure et l'état de distribution sont spécifiés.
Français Le manque de contenu dans la situation de contrôle entraîne des différences significatives dans la taille et la distribution des particules de carbure entre les pays étrangers, ce qui est également l'une des principales raisons pour lesquelles la durée de vie et la fiabilité des produits de roulement en Chine sont inférieures à celles des produits étrangers similaires. De plus, les méthodes d'inspection et d'évaluation des inclusions non métalliques dans « l'acier pour roulements à haute teneur en carbone et chrome » (GB/T18254) ont actuellement certaines limitations pour l'acier pour roulements à faible teneur en oxygène et à haute pureté, et ne peuvent pas évaluer avec précision les inclusions non métalliques dans l'acier pour roulements. D'autres méthodes d'inspection ont été adoptées pour l'évaluation dans les pays étrangers. Par conséquent, ce n'est qu'en faisant des percées dans les aspects ci-dessus que la qualité de l'acier pour roulements et des produits de roulement en Chine peut être améliorée. La matière première des rouleaux en acier pour roulements à haute teneur en carbone et chrome d'un diamètre supérieur à 60 mm n'a pas d'exigence de carbures de maille dans GB/T18254, ce qui rend difficile le contrôle de la microstructure du traitement thermique.
2) La stabilité de la qualité métallurgique de l’acier à roulement est relativement faible.
La teneur en oxygène dans la production d'acier pour roulements dans notre pays s'est rapprochée du niveau des pays avancés dans la production d'acier pour roulements à l'étranger. Cependant, la taille des particules et la répartition des inclusions non métalliques dans l'acier pour roulements sont très inégales. Certains champs de vision n'ont aucune inclusion non métallique, tandis que d'autres en ont un grand nombre. Les inclusions ponctuelles non déformées ont non seulement une forte probabilité d'apparition, mais ont également une grande taille de particules.
La plasticité des matières premières, la stabilité de la composition des éléments chimiques, la pureté et la structure des particules sont actuellement les facteurs de goulot d'étranglement qui limitent le développement de notre industrie des rouleaux et limitent également la durée de vie des roulements.
c. L'écart entre le niveau technologique des rouleaux de roulement de la Chine et le niveau avancé international est mis en évidence dans l'équipement de traitement des rouleaux de roulement.
Actuellement, le traitement étranger est principalement basé sur l'agencement des fils, tandis que le traitement des rouleaux de roulement nationaux adopte principalement un traitement à une seule machine, à plusieurs processus et à plusieurs étapes. Certaines machines-outils de traitement ont une précision et une stabilité médiocres, et les rouleaux de roulement traités présentent des problèmes tels qu'une grande dispersion dimensionnelle, une précision géométrique incohérente et une instabilité, ce qui entraîne des états de roulement incohérents et une durée de vie instable. Parmi eux, le formage par rouleaux est adopté par les grandes entreprises de roulements en Chine, tout comme dans les pays étrangers, en utilisant le formage par frappe à froid. Cependant, l'équipement de frappe à froid utilisé est obsolète par rapport aux pays étrangers (machines de frappe à froid multi-stations) et la taille du rouleau applicable est beaucoup plus petite.
Avec l'amélioration progressive du niveau de fabrication de base, les capacités de fabrication et d'imitation des équipements de traitement des rouleaux nationaux ont été renforcées et, par rapport aux pays étrangers, elles se situent à un niveau différent. Les principes de conception des machines-outils, ainsi que les matériaux et les techniques de traitement utilisés, limitent toujours les performances des équipements. Dans le même temps, les équipements d'usinage auxiliaires pour la réparation et le meulage des dispositifs sont également l'un des principaux facteurs limitant les performances des machines-outils. Les fabricants d'équipements nationaux sont encore plus préoccupés par la manière dont les machines-outils peuvent réaliser des fonctions de meulage, et la protection de la durée de vie des machines-outils n'a pas encore été mise à l'ordre du jour de la conception. Actuellement, l'assemblage modulaire des machines-outils nationales n'a pas été réalisé, ce qui ne peut garantir la précision de l'équipement.
En raison du manque de développement révolutionnaire dans la digestion, l'absorption et l'innovation des équipements importés, il est impossible de produire de manière stable des rouleaux de haute précision de qualité 0 et de qualité I pour les roulements haut de gamme en vrac.
1) Procédé de fabrication des rouleaux cylindriques :
Frappe à froid - Canalisation douce - Rectification douce diamètre extérieur - Rectification douce face avant - Traitement thermique - Grenaillage - Polissage - Production connectée dans l'atelier de rectification dure - Rectification grossière diamètre extérieur - Double face avant 1- Rectification fine diamètre extérieur - Double face avant 2- Polissage/rectification de précision face avant - Rectification finale 1- Rectification finale 2- Ultra précision - Nettoyage - Contrôle d'aspect optoélectronique - Tri - Revêtement d'huile - Conditionnement.
2) L'équipement principal comprend : une machine de frappe à froid, une machine de finition, une rectifieuse de diamètre extérieur, une rectifieuse de précision de face d'extrémité et une machine d'ultra précision.
3) Technologie de traitement à rouleaux coniques :
Frappe à froid - Canalisation douce - Rectification douce diamètre extérieur - Rectification douce face d'extrémité - Traitement thermique - Grenaillage - Décoration légère - Production connectée dans l'atelier de rectification dure - Rectification diamètre extérieur (rectification grossière, rectification fine) - Rectification surface base bille (rectification grossière, rectification fine) - Rectification finale diamètre extérieur (1-3 fois) - Diamètre extérieur ultra précision - Nettoyage - Contrôle d'aspect (photoélectrique, manuel) - Revêtement d'huile - Codage matière - Emballage.
Les principaux équipements comprennent des machines de frappe à froid, des rectifieuses de diamètre extérieur et des rectifieuses de surface à billes. Parmi elles, il existe de nombreuses formes de rectification de surface à billes, principalement la rectification à disque et la rectification par génération. La rectification par génération a une précision relative légèrement supérieure, mais une efficacité inférieure, et convient aux rouleaux plus gros. Bien entendu, il existe également d'autres méthodes de rectification. Machine de précision ultra-précise pour le diamètre extérieur des rouleaux, équipement de nettoyage, inspection d'apparence photoélectrique, emballage de revêtement d'huile, etc.
Machine de frappe à froid multi-stations à rouleaux
La machine de frappe à froid à rouleaux Su, utilisée depuis de nombreuses années, est très obsolète et doit être complètement éliminée. La machine de frappe à froid à plusieurs postes à rouleaux introduite a une précision et une efficacité de traitement élevées, mais elle est chère et la plupart des entreprises ne peuvent pas se permettre de l'acheter. Ces dernières années, certaines entreprises nationales de fabrication d'équipements ont fait de gros efforts pour digérer, absorber et innover les machines de frappe à froid à plusieurs postes à rouleaux introduites, réalisant certains progrès, mais il existe encore un grand écart par rapport au niveau avancé international.
Rectifieuse cylindrique à rouleaux
Les caractéristiques techniques de la rectifieuse cylindrique à rouleaux CNC de haute précision importée, telles que le servo CNC, le support rigide de la meule et de la roue de guidage, la meule de grand diamètre et large, la meule de grand diamètre et large, l'application de la meule combinée, la double interpolation servo et la compensation automatique de la meule, et l'auto-réparation de la roue de guidage sur la machine, ont été profondément étudiées, digérées, absorbées et innovées, et une rectifieuse cylindrique à rouleaux CNC de haute précision avec un niveau avancé international a été développée et appliquée.
Machine de précision ultra-précise pour cercle extérieur de rouleau et rectifieuse spécialisée de rouleaux de guidage de précision ultra-précise
Mener des recherches approfondies sur les caractéristiques techniques de la machine de précision ultra-précise CNC à cercle extérieur de rouleau de haute précision importée, telles que l'application de rouleaux de précision ultra-larges et de grand diamètre, de grands oscillateurs alternatifs et de petites oscillations, digérer, absorber et innover, et développer et appliquer des machines de précision ultra-précises CNC à cercle extérieur de rouleau de haute précision qui ont atteint le niveau avancé international.
Recherche et développement d'une rectifieuse à rouleaux de guidage ultra précise spécialisée, qui forme un profil spécial pour le support des rouleaux après la rectification, permettant aux rouleaux d'atteindre la convexité ou le profil de courbe logarithmique requis grâce à une ultra précision.
Rectifieuse plane à billes
Actuellement, divers types de rectifieuses à billes à commande numérique par ordinateur importées de plusieurs pays ont une précision d'usinage élevée mais une faible efficacité d'usinage, tandis que d'autres ont une efficacité d'usinage élevée mais une faible précision d'usinage. Nous devons mener des recherches approfondies sur les différents types de rectifieuses à billes à commande numérique par ordinateur introduits, apprendre des points forts des autres, nous concentrer sur l'innovation indépendante et développer des rectifieuses à billes à commande numérique par ordinateur adaptées aux conditions nationales de la Chine, avec une précision et une efficacité de traitement élevées et un bon rapport coût-efficacité.
Équipement de détection automatique et de contrôle non destructif de l'apparence des rouleaux en ligne
Actuellement, les instruments de test nationaux sont relativement en retard, tandis que les équipements de test étrangers suivent le rythme du temps et s'appuient davantage sur un jugement contrôlé par ordinateur. Cependant, les technologies et équipements de test en ligne matures et basiques en Chine ne sont pas largement utilisés, et beaucoup dépendent encore d'un contrôle d'apparence manuel, ce qui affecte l'efficacité de la production et la qualité des produits.
Ligne de production ultra-automatique de meulage de rouleaux
Actuellement, la plupart des fabricants de rouleaux professionnels ou des usines de roulements en Chine ont modernisé leurs équipements ces dernières années et installé de nombreuses lignes de meulage de rouleaux super automatiques. Cependant, en raison des problèmes de précision de l'équipement lui-même, la plupart d'entre eux ont de longues lignes de connexion, occupent une grande surface et affectent l'efficacité de la production et la qualité du produit des rouleaux.
Instruments de test numériques
Développer des instruments et équipements numériques spécialisés pour des tests complets des principaux indicateurs techniques des surfaces de roulement des rouleaux, des surfaces de base des billes, des cavités des faces d'extrémité et des chanfreins.
Cependant, il existe un écart important entre la stabilité des performances et la conservation de la précision des équipements, ainsi que la technologie de connexion et les capacités d'intégration des systèmes, et le niveau avancé international. En particulier, il n'y a pas eu de percée dans l'introduction, la digestion, l'absorption et l'innovation des équipements clés pour le traitement des rouleaux, ce qui a entraîné l'incapacité de produire en série de manière stable des rouleaux cylindriques de classe I et des rouleaux coniques de classe I pour les roulements haut de gamme.
3. Objectifs de développement et principales mesures
(1) Le marché de la technologie des roulements à rouleaux dans les années à venir
Les roulements à rouleaux sont un type structurel important dans les roulements à rouleaux et l'un des composants importants des roulements haut de gamme. Il joue un rôle irremplaçable dans le domaine des grandes machines et des charges lourdes. En particulier dans les industries des chemins de fer à grande vitesse, des machines de creusement de tunnels blindés et de la production d'énergie éolienne, la demande de localisation des roulements à rouleaux devient de plus en plus urgente. Le niveau de développement des rouleaux de roulement n'est pas seulement lié à la percée haut de gamme des produits de l'industrie des roulements, mais également à des problèmes majeurs tels que la sécurité et la contrôlabilité de la chaîne industrielle hôte. Selon le « 14e Plan quinquennal » pour le développement de l'industrie nationale des roulements d'ici 2025, l'objectif de développement est de produire 25 milliards d'ensembles de roulements et de générer un chiffre d'affaires de 250 (2237-2583) milliards de yuans. On s'attend à ce que la demande mondiale totale de produits de roulement atteigne 150 milliards de dollars américains d'ici 2025, dont une demande totale de rouleaux de 15 milliards de dollars américains.
Selon les statistiques de 111 entreprises de l'industrie des roulements en 2021, la valeur de production des roulements à rouleaux (ici cylindriques et coniques) représentait 19,27 % de la valeur de production totale des roulements en 2021. En particulier pour les roulements à rouleaux haut de gamme qui sont adaptés aux moteurs clés, leurs exigences de niveau de tolérance correspondantes sont également de niveau I ou même de niveau O. Voici quelques domaines clés du marché des roulements à rouleaux au cours des une ou deux dernières années :
a. Palier principal du système de tête de coupe de la machine à bouclier
Les exigences en matière de roulements pour les tunneliers à bouclier sont relativement élevées. La tête de coupe est un élément clé des tunneliers à bouclier et joue un rôle important dans le processus d'excavation du tunnel. Le roulement principal du système de tête de coupe est le composant central qui transmet la puissance et le mouvement d'excavation. Il supporte d'énormes forces axiales, des moments de renversement et certaines forces radiales pendant le fonctionnement, et ses performances, sa durée de vie et sa fiabilité affectent directement la progression de la construction, la sécurité et le kilométrage d'excavation de la machine à bouclier.
Français La demande annuelle de rouleaux d'arbre principal de tunneliers à bouclier est d'environ 140 millions de yuans. La demande de tunneliers à bouclier dans les métros nationaux est d'environ 2000 unités, avec une demande annuelle d'environ 400 unités (dont environ 300 unités produites dans le pays). Il y a également plus de 1800 tunneliers à bouclier en service en Chine, et les paliers principaux de ces machines doivent être réparés et remplacés après avoir dépassé leur durée de vie de conception. L'arbre principal du tunnelier à bouclier a deux valeurs principales, avec un prix fixe d'environ 3 millions de yuans. On s'attend à ce que la demande annuelle de paliers d'arbre principal de tunneliers à bouclier atteigne 400 ensembles, soit environ 1,2 milliard de yuans, les rouleaux représentant 10-15%. Calculée à 12 %, la demande annuelle du marché en rouleaux d'arbre principal de tunneliers à bouclier est d'environ 140 millions de yuans.
b. Roulements de l'arbre principal de l'éolienne et roulements de l'arbre principal de la boîte de vitesses
Français À l'heure actuelle, le taux de localisation des roulements d'arbre principal d'éolienne est de 33,0%, essentiellement 3,0 MW et moins. L'industrie des roulements vient d'entrer dans ce domaine et doit accroître ses efforts dans la recherche technologique et le développement du marché. Le taux de localisation des roulements de boîte de vitesses n'est que de 0,58 %, et le taux de localisation des roulements de générateur n'est que de 0,2 %. Il faut dire que l'industrie des roulements n'a pas vraiment franchi le seuil de ces deux domaines. Les roulements d'arbre principal d'éolienne et les roulements de boîte de vitesses sont principalement des roulements à rouleaux cylindriques et à rouleaux coniques, avec des exigences de précision de niveau P5 ou supérieur. La plupart d'entre eux dépendent encore des importations, et la précision des éléments roulants et la forme des jeux de barres sont également l'une des principales raisons affectant la précision des roulements. Heureusement, des progrès ont été réalisés dans la recherche et le développement de roulements d'arbre principal d'éoliennes de grande puissance, et l'optimisation technique des rouleaux d'éoliennes repose principalement sur le troisième niveau. Le paysage concurrentiel du marché des rouleaux est divisé en quatre niveaux. Français Le premier niveau se compose de marques étrangères avec de fortes capacités techniques, qui peuvent être fabriquées par leurs soins mais ont des coûts élevés. Certaines entreprises ont commencé à s'approvisionner sur le marché intérieur ; Le deuxième niveau concerne les principales entreprises nationales de roulements, qui peuvent produire des broches d'entreprise adaptées aux rouleaux, des boîtes de vitesses et d'autres produits, mais le coût des rouleaux représente 10-15 % du coût total des roulements. Cependant, les investissements en recherche et développement de rouleaux sont importants et les équipements ne sont pas adaptés aux bagues de roulement et autres équipements. Par conséquent, l'efficacité et l'enthousiasme d'investissement des principaux fabricants nationaux de roulements ne sont pas élevés ; Le troisième niveau est celui des usines de production de rouleaux professionnelles, avec un investissement efficace dans la recherche et le développement de rouleaux. Le quatrième niveau est celui des usines de rouleaux de roulements industriels ordinaires, qui sont de petite taille et de grande quantité, avec plus de 1050 usines nationales. La technologie de processus ne peut pas répondre aux exigences techniques des rouleaux de premier et deuxième niveaux.
La technologie des rouleaux nationaux a atteint le niveau international de pointe, accélérant le processus de remplacement des rouleaux importés de grande puissance. Wuzhou New Year et Lixing peuvent fournir des rouleaux d'éoliennes d'une capacité de plus de 4 MW, accélérant ainsi le processus de localisation des gros mégawatts.
La différence de taille entre les rouleaux et les bagues est importante, et les fabricants de roulements nationaux sont peu enthousiastes à l'idée d'améliorer la technologie des rouleaux. La taille des rouleaux des roulements d'éoliennes varie de 15-30 cm et le diamètre de la bague de roulement d'éolienne dépasse 1 m. Cependant, cette différence de taille est importante et les équipements ne peuvent pas être partagés dans les processus de traitement thermique et de meulage. De plus, le traitement des lignes de contour et le processus de meulage des rouleaux d'éoliennes nécessitent des exigences élevées et les entreprises doivent investir beaucoup d'énergie dans la recherche et le développement. À l'avenir, le marché national des rouleaux d'éoliennes devrait être principalement monopolisé par des usines de rouleaux professionnelles.
c. Roulements EMU à grande vitesse
Les exigences de performance des roulements des trains à grande vitesse sont élevées. À l'heure actuelle, la plupart des roulements des trains à grande vitesse en Chine sont importés de l'étranger. Les trains à grande vitesse CRH1 et CRH5 utilisent des roulements SKF, le train à grande vitesse CRH2 utilise des roulements NTN et NSK, et le train à grande vitesse CRH3 utilise des roulements FAG. Les roulements des trains à grande vitesse fonctionnent principalement dans des conditions de mouvement à grande vitesse et à forte charge, avec des conditions de service extrêmement difficiles et des exigences élevées pour les roulements. En prenant le CRH5 comme exemple, la capacité portante moyenne estimée de chaque ensemble d'arbres est d'environ 68,7 kN, la charge de l'élément roulant est d'environ 7,6 kN, la contrainte de contact entre le chemin de roulement intérieur et les rouleaux est d'environ 810 MPa et la vitesse du roulement est d'environ 1730 tr/min.
Les roulements pour trains à grande vitesse servent de marché de remplacement pour les stocks existants. Pour les roulements dont la vitesse de fonctionnement ne dépasse pas 200 km/h, la période de garantie est de 900 000 kilomètres (ou 4 ans). Les roulements dont la vitesse de fonctionnement dépasse 200 km/h font l'objet d'un entretien régulier et doivent être mis au rebut après 2,4 millions de kilomètres. Il existe près de 700 millions de rouleaux de roulement pour trains à grande vitesse sur le marché.
d. D'autres roulements à rouleaux haut de gamme tels que les roulements de métro pour trains urbains, les roulements d'arbre de machines-outils et les roulements de moyeu de camions lourds ont également un large marché.
(2) Objectifs de développement
Actuellement, il existe encore un écart important entre le niveau technologique des roulements à rouleaux en Chine et le niveau avancé international, avec certaines lacunes dans l'acier des roulements, les équipements de traitement, les processus de production, les instruments de test et la gestion. Afin de réduire cet écart le plus rapidement possible, la Chine doit accroître ses investissements dans la recherche scientifique dans ces domaines, afin que l'industrie des roulements en Chine puisse passer de la quantité à la qualité le plus rapidement possible et résoudre le problème de la dépendance à long terme vis-à-vis des roulements haut de gamme importés.
Selon le « 14e Plan quinquennal » pour l'industrie des roulements, l'objectif de développement est de « adhérer à l'orientation vers les problèmes, utiliser l'innovation technologique comme moyen, optimiser l'itinéraire du processus, commencer par améliorer la qualité des produits, combler les lacunes de développement et améliorer régulièrement les performances des produits des rouleaux de roulement grâce à l'application complète de la technologie, du talent, de la gestion et d'autres mesures, répondre aux besoins de développement de haute qualité dans l'industrie des roulements et répondre aux exigences stratégiques des principaux équipements de support des roulements haut de gamme.
(3) Principales mesures
a. Augmenter les efforts de soutien
L'industrie dans son ensemble doit comprendre en profondeur l'importance des rouleaux de roulement dans la chaîne industrielle d'accueil, examiner l'amélioration du niveau de fabrication des rouleaux de roulement dans le contexte de la base industrielle avancée et de la modernisation de la chaîne industrielle, et reconnaître sa position importante dans une chaîne industrielle sûre et contrôlable. Le pays doit accroître davantage son attention et son soutien aux composants mécaniques de base, y compris les roulements et les rouleaux. En particulier pour l'innovation indépendante, la recherche et la production qui remplacent les importations doivent recevoir le soutien politique et financier nécessaire. Donner la priorité à l'approbation des grands projets nationaux de recherche scientifique et se concentrer sur les percées en matière de force organisationnelle.
b. Optimiser le mode de fabrication
Les rouleaux de roulement présentent de multiples indicateurs techniques, une grande précision de produit et une production spécialisée, avec des caractéristiques à la fois technologiques et à forte intensité de main-d'œuvre. Encourager les entreprises à améliorer leurs processus de fabrication et à optimiser leurs modèles de fabrication en fonction de leurs propres caractéristiques. Grâce à 3-5 années d'efforts, 2-3 des entreprises de roulement à rouleaux de premier plan ayant une certaine influence dans l'industrie des roulements et des indicateurs techniques de produits atteignant le niveau avancé international devraient être formées au sein de l'industrie. Dans le même temps, nous devons également encourager les entreprises leaders de l'industrie des roulements à créer leurs propres usines de roulement à rouleaux, à établir leurs propres chaînes industrielles de produits et à répondre aux besoins de soutien de leurs propres produits. En mettant en œuvre le plan de marche sur deux jambes, nous pouvons obtenir des avantages complémentaires et promouvoir ensemble le développement durable de la fabrication de rouleaux de roulement.
c. Mettre en place un système d’innovation
L'innovation est le moteur principal du développement industriel. Chaque département doit encourager les universités et les instituts de recherche à accroître leurs recherches sur l'application des fondations de roulements à rouleaux et à utiliser une pensée innovante pour résoudre les problèmes difficiles de l'innovation technologique des entreprises. Soutenir activement les entreprises de fabrication de roulements à rouleaux pour établir des centres technologiques d'entreprise de niveau national, établir des plateformes d'innovation technologique d'entreprise et cultiver en permanence de nouvelles forces motrices. Déployer des chaînes d'innovation autour de la chaîne industrielle et agencer la chaîne industrielle autour de la chaîne d'innovation. Intégrer efficacement la chaîne industrielle et la chaîne d'innovation.
d. Accélérer la formation des talents
Français La concurrence sur le marché se résume en fin de compte à la concurrence pour les talents, et le cœur de la concurrence pour les talents est l'éducation. Nous devons renforcer la culture et la formation des talents professionnels dans le domaine des rouleaux de roulement par diverses formes, adopter la méthode d'invitation à entrer et à sortir et permettre aux entreprises de communiquer avec les experts des établissements d'enseignement supérieur. En créant des postes de travail universitaires et des postes de travail postdoctoraux, nous pouvons améliorer la communication et l'interaction entre le personnel technique de première ligne et les apprenants experts, permettant aux experts de découvrir les problèmes en première ligne et de résoudre les problèmes pour la première ligne. Grâce à la création de la « Classe spéciale sur la technologie et l'application de la fabrication des rouleaux de roulement » par le Comité des ressources humaines de l'Association chinoise de l'industrie des roulements, en s'appuyant sur l'Université des sciences et technologies du Henan, nous visons à explorer la culture des talents en technologie des rouleaux de roulement, dans le but de former un vivier de talents pour les éléments roulants dans l'industrie des roulements qui intègre la théorie à la pratique.
e. Analyse comparative des technologies avancées
Cibler les indicateurs techniques et la durée de vie des rouleaux de roulement haut de gamme à l'étranger, comparer la précision et les performances des produits, saisir les liens clés et s'efforcer de réaliser des percées ; comparer les rouleaux de roulement traités par les machines-outils nationales et importées, identifier les faiblesses, identifier les problèmes et développer des solutions ciblées. Prendre les « rouleaux coniques pour roulements à rouleaux » GB/T25767-2010 et les « rouleaux cylindriques pour roulements à rouleaux » GB/T4661-2015 comme exigences de base pour les entreprises de production, améliorer les spécifications des processus et les méthodes de test, et réaliser la transformation et la modernisation de la fabrication des rouleaux de roulement.
f. Améliorer la capacité des équipements de traitement
Les outils tranchants font du bon travail. Pendant longtemps, il y a eu un écart important entre les équipements spécialisés de laminage produits localement et le niveau avancé international, ce qui a entravé l'amélioration de la qualité de la technologie des rouleaux. Pour améliorer les produits de laminage, les équipements doivent prendre les devants.
1) Procédé et équipement de frappe à froid
La frappe à froid, en tant que processus préalable dans la fabrication de rouleaux de roulement, a un impact significatif sur l'efficacité d'usinage et le niveau de qualité des rouleaux. Essayez d'organiser les unités et départements concernés pour analyser et comparer les processus et équipements de frappe à froid à poste unique, à double poste et à postes multiples existants, et d'intégrer la progressivité, la praticité, l'économie et d'autres facteurs pour éliminer progressivement la station unique, populariser la station double et promouvoir la station multiple dans l'application de la technologie de frappe à froid. En prenant l'optimisation de la technologie de frappe à froid comme point de départ, nous développerons une machine de frappe à froid à plusieurs postes à rouleaux adaptée aux conditions nationales de la Chine, avec une précision et une efficacité de traitement atteignant le niveau avancé international, et un faible coût et une utilisation ultérieure. Nous la lancerons sur le marché, formant une technologie de frappe à froid à rouleaux de roulement avancée, pratique et fiable basée sur des équipements de traitement, et promouvant le processus de formage des rouleaux et le niveau d'équipement de l'industrie chinoise des roulements pour atteindre le niveau avancé international.
2) Rectifieuse cylindrique à rouleaux
Ces dernières années, la Chine a introduit successivement des rectifieuses CNC de haute précision en provenance de l'étranger pour le traitement des rouleaux. Certains fabricants d'équipements ont fait des tentatives initiales pour digérer, absorber et innover ces appareils importés. Sur cette base, les fabricants d'équipements nationaux doivent poursuivre leurs recherches approfondies sur la technologie et l'équipement de traitement de rectification des rouleaux, afin d'améliorer efficacement les indicateurs clés tels que les performances d'alimentation des systèmes servo CNC, les performances de rectification et de dressage des meules et des roues de guidage, et la stabilité du traitement des machines-outils. Développer des rectifieuses cylindriques à rouleaux CNC de haute précision qui ont atteint des niveaux avancés internationaux.
3) Machine de précision ultra-précise à cercle extérieur à rouleaux et rectifieuse à rouleaux de guidage ultra-précise spécialisée
Grâce à des recherches approfondies sur les caractéristiques techniques de la machine de ultra-précision CNC à cercle extérieur de rouleau de haute précision importée, nous visons à digérer, absorber et innover et à développer de manière indépendante des machines de ultra-précision CNC à cercle extérieur de rouleau de haute précision qui ont atteint le niveau avancé international ; Mener des recherches approfondies sur la technologie et l'équipement de façonnage des rouleaux, développer des rectifieuses de rouleaux de guidage ultra-précises spécialisées et explorer des moyens efficaces pour améliorer la durée de vie des rouleaux dans la pratique.
4) Rectifieuse de surface à billes
Une analyse approfondie est menée sur les caractéristiques de divers types de rectifieuses de surface à billes CNC à rouleaux introduits dans plusieurs pays, et l'accent est mis sur l'innovation indépendante pour développer des rectifieuses de surface à billes CNC à rouleaux adaptées aux conditions nationales de la Chine, avec une précision et une efficacité de traitement élevées et une bonne rentabilité.
5) Equipements de test en ligne et de contrôle non destructif
Promouvoir l'application d'équipements de détection automatique d'apparence photoélectrique de rouleaux en ligne et de tests non destructifs qui sont sans fuite, sans erreur, efficaces et fiables.
6) Ligne de production ultra-automatique de meulage de rouleaux
L'intégration des équipements CNC avancés développés indépendamment dans la liste ci-dessus dans un système avec des moyens de traitement automatique, une fonction de détection automatique, un mode de rétroaction automatique et un mode de statistiques automatiques permet d'obtenir un nettoyage, un graissage, un emballage automatiques et un rythme coordonné de l'ensemble de la ligne de production super automatique de meulage de rouleaux. En établissant des lignes de fabrication spécialisées, nous pouvons stabiliser davantage la qualité des produits, améliorer l'efficacité de la production, standardiser l'outillage et les moules et promouvoir l'amélioration de la qualité des rouleaux.
7) Application du renforcement de surface
Développer une technologie et un équipement de renforcement de surface de rouleau qui atteint un niveau avancé international de recherche et d'application, avec un état de contrainte de surface précis et contrôlable.
En bref, avec le développement de haute qualité de l'industrie des roulements, des exigences plus élevées seront imposées à la qualité des rouleaux de roulement. J'espère que grâce aux efforts conjoints de l'industrie des roulements au cours de la période du 14e Plan quinquennal, le niveau de fabrication des rouleaux de roulement pourra atteindre un nouveau niveau et répondre aux exigences de soutien des équipements haut de gamme du pays.
2024 Août4èmeRecommandation de produit WBM de la semaine :
Penne:
WBM produit des matrices à rouleaux coniques avec une efficacité et une automatisation élevées. Les rouleaux sont formés sur une seule presse à frappe à froid automatique et sont introduits, découpés et poinçonnés dans la matrice en cinq étapes.
Nous pouvons produire différents types et tailles de matrices à rouleaux coniques avec assurance qualité, notamment : poinçon combiné, manchon extérieur, lame, poinçon combiné, cylindre d'alimentation, matrices combinées, manchon double couche, insert.
