高端机械或零件国产化的严重隐患，第一篇，高端轴承

近些年，在制造业有一个词非常时髦，那就是“国产化”，也就是用国内厂家生产的零件来复 制、取代从欧美进口的零件，从而减少成本。对于那些技术含量一般的零件，其实国外品牌早就被国内产品给取代了，现在国产化是的方向是那些高、精、尖的零件，比如轴承、螺栓、力矩扳手、机床、测试设备以及涉及到预紧安装的整机设备等。

其中轴承作为所有机械产品中必不可少的核心零部件之一，由于适用面极广、用量极大、附加值高，一直就是国内厂家学习、消化、模仿、对标的重点。并且在不涉及到人员安全或低价值的产品上国产轴承已经全部取代了欧美进口轴承。目前只在航空航天、轨道交通、重型设备等重点领域国产化还是正在进行或准备进行当中。这是目前轴承市场的现状。

但是我认为过早、过快、过急地国产化高端轴承存在很大的隐患，弊大于利。因为，产品是知识的具体表现形式，好的产品必然是优秀的工程师对知识的突破而自然而然的水到渠成。否则，知其然而不知其所以然，即使造出外观一模一样的零件，它的质量也是差十万八千里。

如某矿用车辆需要一款内径180，外径250，宽度45的轮边轴承，轴承内圈转速为50转每分，轮胎满载时半径为R=0.7米，要求使用寿命L=20万公里，其中轴承可以在大修期间更换三次。在产品设计和样件生产阶段都是采用的SKF的轴承，选择32936和另外一款圆锥滚子轴承配对使用。由于32936位置更靠近车轮，因此它的受载荷更恶劣，作为重点计算。

第一步，通过卡车的载重等设计要求计算出此轴承受到的当量动载荷为210 kN。

因为在此车的服役周期内有三次大修，大修可以更换轴承，因此，5（万公里）X4=20（万公里），满足整车的使用寿命要求。

第五步，综上，此SKF轴承32936满足使用要求。

这是采用SKF轴承的使用寿命和抗冲击能力计算。但是现在主机厂在强调降本，降调零部件国产化率。在这个背景下，便有很多企业采用国产轴承代替SKF或Schäffler轴承。如果工程师不进行仔细比对和计算，那就会想当然地认为国产轴承其实也一样用，因为从从样本上可以看到，国内轴承厂家的32936和SKF的32936圆锥滚子轴承外形尺寸完全一样，甚至轴承代号都相同，因此两者使用时无区别。

其实这是大错特错。因为，除了外形尺寸外，还有更重要的参数需要我们工程师严格检查，比如额定静载荷Cor和额定动载荷Cr。通过比较我们发现了差别，如下表所示：

在主机厂用国产的32926来代替进口的32926之后，产品的寿命就不知不觉改变了，

可见，此轴承国产化后，即使产品的受力状态不变，轴承和其它零件的尺寸都不变，甚至轴承代号都保持一致，但产品的寿命变为采用进口轴承时的2.3万公里/5万公里=46%，连原来的一般都不到。而我们的设计人员还根据没有意识到这一点。 这就完美地解释了为什么很多企业在样件阶段采用进口轴承表现很好，一旦量产采用国产轴承替代后就批量的问题不断。

因此，对于高端轴承国产化，我们需要持谨慎的态度。需要首先从知识和能力上投资，那么产品的国产化则是水到渠成。绝不可反其道而行之。这也是为什么我一直在国内进行《德国工程师协会螺栓设计计算学科VDI2230》、 《德国机械研究委员会应力强度分析评价学科FKM》、 《德国标准委员会过盈压配学科DIN》这三门课国产化的原因。因为只有企业的工程师都熟练掌握了这些基础的、核心的、前沿的知识之后，才有了高端设备和零件国产化的知识储备和能力支撑，国产化的这条路才不至于半途而废、功败垂成。

可能有细心的朋友会问，轴承的额定动载荷和额定静载荷由轴承的几何参数决定，那么既然所有的几何尺寸都一样，那为什么国产轴承的额定动载荷会比进口轴承小那么多呢？ 对于这个问题，我会在本公 众号的后续文章中单独进行解释。