木質(zhì)材料成形制備的滑動軸承應(yīng)用可行性分析

張浩然，石 旭，鄭博文

（中南林業(yè)科技大學(xué)，湖南 長沙 410000）

對林業(yè)加工剩余物加以循環(huán)利用或回收利用，有利于充分利用森林資源，符合國家“可持續(xù)發(fā)展”的戰(zhàn)略目標(biāo)，這對于增強“綠水青山就是金山銀山”的意識與堅持節(jié)約資源和保護(hù)環(huán)境的基本國策具有重大意義。實際上，我國在林業(yè)加工剩余物循環(huán)利用方面還未取得較大的進(jìn)展，主要表現(xiàn)為林業(yè)加工剩余物資源不夠集中、對剩余物進(jìn)行加工轉(zhuǎn)換的技術(shù)不夠成熟、林業(yè)市場化發(fā)展模式單一。本研究以楊木粉末為研究對象，通過機械加工等方式，生產(chǎn)無膠溫壓成形木質(zhì)材料。楊木的質(zhì)地較差，雖然本身價值不高，但是通過溫壓成形技術(shù)可以極大地提高其附加值。利用相關(guān)設(shè)備制成的楊木粉末滑動軸承、竹塑滑動軸承等具有自潤滑、高強度、耐磨損、塑性韌性好等特點，有望部分代替機械設(shè)備中的普通軸承。

1 軸承的市場分析

軸承屬于軸系零部件產(chǎn)品中標(biāo)準(zhǔn)化的精密產(chǎn)品，其生產(chǎn)制造不但需要力學(xué)、數(shù)學(xué)和材料學(xué)的綜合理論支持，還需要各種加工成型技術(shù)如熱處理技術(shù)、金屬工藝技術(shù)、溫壓成形技術(shù)等技術(shù)支持。我國很多軸承需要進(jìn)口，主要原因為：企業(yè)的研發(fā)資金投入、創(chuàng)新體系建設(shè)運行、人才培養(yǎng)等均比較落后；高端滑動軸承對技術(shù)和精度的要求更為苛刻，在精度、壽命、噪音等方面還不能充分滿足市場要求。這一問題突出反映在航空航天、高鐵等領(lǐng)域的高端裝備上。根據(jù)新思界產(chǎn)業(yè)研究中心公布的《2018-2023年自潤滑軸承行業(yè)市場深度調(diào)研及投資前景預(yù)測分析報告》，經(jīng)課題組調(diào)查研究分析，提出了我國自潤滑軸承企業(yè)應(yīng)在以下幾個方面主動適應(yīng)行業(yè)的主要發(fā)展趨勢。

（1）提高產(chǎn)品技術(shù)含量、工作效率、可靠性和精度，用高質(zhì)量、高技術(shù)水平的高端軸承逐步填補國內(nèi)空白。根據(jù)我國目前的軸承產(chǎn)業(yè)情況可知，大批量高效的制造普通軸承已不是問題，而對于制造能滿足特殊要求和在特殊環(huán)境下工作的高性能軸承仍還有很大的提升空間。只有切實提高產(chǎn)品質(zhì)量和技術(shù)水平，著力提高高端軸承的技術(shù)含量、工作效率、可靠性和精度，才能逐步填補國內(nèi)空白并替代進(jìn)口產(chǎn)品。

（2）提升研發(fā)、設(shè)計和制造能力，切實提高滑動軸承的技術(shù)含量、可靠性、效率和精度。滑動軸承生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)抓住機遇，在國家出臺新政策大力扶持我國裝備制造業(yè)快速發(fā)展的背景下，著力提升研發(fā)、設(shè)計和制造能力，通過提高軸承產(chǎn)品的精度、性能、壽命及可靠性，提升企業(yè)的競爭力。

（3）我國滑動軸承企業(yè)應(yīng)根據(jù)細(xì)分市場進(jìn)一步明確產(chǎn)品定位，走專業(yè)化分工的道路。滑動軸承特別是自潤滑軸承的應(yīng)用非常廣泛，根據(jù)不同的用途可分為很多品種和很多規(guī)格，形成滑動軸承的各個細(xì)分市場。不同種類的滑動軸承對熱處理水平、車加工精度、表面處理方式、生產(chǎn)裝置自動化程度以及制造工藝等要求不同，因此滑動軸承企業(yè)應(yīng)專注某一細(xì)分市場，進(jìn)一步明確產(chǎn)品定位，走專業(yè)化分工的道路。實際上，國際軸承行業(yè)經(jīng)過上百年的發(fā)展已經(jīng)形成了穩(wěn)定的專業(yè)化分工。國際軸承巨頭已經(jīng)在各自的細(xì)分市場領(lǐng)域組織專業(yè)化生產(chǎn)并取得了一定成效，如專業(yè)從事自潤滑軸承生產(chǎn)的美國GGB公司、日本Oiles公司等。

（4）我國滑動軸承企業(yè)應(yīng)著力打造自主知識產(chǎn)權(quán)品牌，逐步提高高端軸承的市場份額，替代進(jìn)口產(chǎn)品。根據(jù)中國軸承工業(yè)協(xié)會出具的《全國軸承行業(yè)“十三五”發(fā)展規(guī)劃》可知，我國目前每年仍存在一個約40億美元的進(jìn)口替代市場空間。我國軸承企業(yè)應(yīng)通過加大研發(fā)投入、提高工藝水平、提升自主創(chuàng)新能力，生產(chǎn)制造具有自主知識產(chǎn)權(quán)的高端軸承產(chǎn)品，努力打造知名品牌，加速傳統(tǒng)產(chǎn)品的轉(zhuǎn)型升級并逐步替代進(jìn)口產(chǎn)品。

2 木材加工產(chǎn)業(yè)的現(xiàn)狀

隨著經(jīng)濟(jì)的增長，人們對生活品質(zhì)的要求也隨之提升。在生活中人們越來越推崇木制用品，市場對木材的需求量與日俱增。從采伐一棵原始樹木到制成成品，木材的利用率并不高。在此過程中，產(chǎn)生了大量的剩余物，比如采伐剩余物、木材加工剩余物、廢棄木質(zhì)材料等。林業(yè)剩余物中，林業(yè)采伐和造材剩余物約占40%。截至2017年，我國商品木材和非商品木材總量為10 729.38萬立方米。根據(jù)濕材密度為1.168 t/m3，可計算出林木采伐和造材剩余物的質(zhì)量為5 012.77萬噸。

高效綜合利用楊木，可減小對其他礦產(chǎn)資源的開采，能有效降低不可再生資源的消耗。將楊木作為機械工程材料應(yīng)用到工業(yè)生產(chǎn)中，既能提高楊木的附加值，又能節(jié)約資源和保護(hù)環(huán)境，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略目標(biāo)。

另一方面，在改革開放后的幾十年里，我國各行各業(yè)的工業(yè)技術(shù)迅猛發(fā)展，達(dá)到了一個新的高度。這對各種軸系零部件的性能也提出了更為嚴(yán)苛的要求。軸承是機器的重要組成部分，其品質(zhì)直接影響了機器的性能。影響軸承品質(zhì)的主要因素有強度、硬度、塑性、抗腐蝕等性能。軸承根據(jù)其結(jié)構(gòu)通常分為滾動軸承和滑動軸承兩種。相對于滾動軸承，滑動軸承結(jié)構(gòu)更簡單，制造更容易，且成本也較低。從性能上來講，滑動軸承更能承受沖擊和振動載荷，使用壽命也較長；滾動軸承不宜承受較大的沖擊和振動載荷，且噪音大。相比之下，滑動軸承的應(yīng)用范圍更大。

3 粉末滑動軸承的優(yōu)勢

（1）前景廣闊。目前，傳統(tǒng)軸承被廣泛使用。粉末滑動軸承作為一種新技術(shù)產(chǎn)品，具有保護(hù)環(huán)境和實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的優(yōu)勢，應(yīng)用前景廣闊。

（2）環(huán)保節(jié)能。生產(chǎn)木質(zhì)粉末滑動軸承時，以竹木剩余物、雜草藤條、農(nóng)作物秸稈等為原材料，可降低對化石能源、礦石與森林資源的依賴程度，與傳統(tǒng)軸承相比更加環(huán)保。與礦石材料相比，制造木質(zhì)粉末滑動軸承的材料可再生性強，更有利于社會的可持續(xù)發(fā)展。同時，以木質(zhì)粉末為材料能有效利用部分農(nóng)產(chǎn)品的廢料，在一定程度上為服務(wù)“三農(nóng)”做出了貢獻(xiàn)。

（3）成本優(yōu)勢突出。以木質(zhì)粉末為原材料，能夠大幅度降低生產(chǎn)成本。我國東北楊木原木價格為500～600元/立方米。在木材加工中原木利用率不高，從木屑中獲得的木材粉末價格比原木更低。相比金屬粉末，木質(zhì)粉末的價格低且重復(fù)利用率高。在軸承生產(chǎn)中使用木質(zhì)粉末，成本優(yōu)勢明顯。

（4）貯存和運輸便利。木質(zhì)粉末具有良好的抗沖擊強度和韌性。木質(zhì)粉末的貯存和運輸安全且便利。

4 結(jié)語

綜上所述，滑動軸承在我國具有十分廣闊的應(yīng)用前景。楊木粉末滑動軸承具有可承受較大載荷、抗磨損、自潤滑等性能，在未來的市場競爭中具有一定的優(yōu)勢。同時，楊木粉末滑動軸承的制造以楊木粉末為材料，可以降低人類對不可再生礦產(chǎn)資源的依賴性，有利于構(gòu)建資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會，為人民創(chuàng)造良好的生活環(huán)境，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。