齿轮行业急需发展抗疲劳制造技术
2012年2月24日,中国齿轮产业发展大会在天津召开。在这次大会上,中国工程院院士赵振业作了题为“发展抗疲劳制造技术,建设齿轮强国”的主题报告。他指出:“抗疲劳制造技术是高端齿轮的核心技术。抗疲劳制造是一场革命。中国要成为装备制造业强国,必须先成为齿轮工业强国。要成为齿轮工业强国,非攻克抗疲劳制造技术难关不可。”
齿轮是汽车变速器等高端机械装备的关键构件。所谓高端齿轮,就是体积小、重量轻、寿命长、可靠性高的齿轮。其制造技术几乎涵盖了当今最先进的机械制造技术。长期以来,国内高端齿轮基本依赖进口。因此,中国现在虽然已经发展成为齿轮生产大国,但还不是齿轮生产强国。赵振业院士指出:“要扭转高端齿轮依赖进口的被动局面,根本途径就是大力发展抗疲劳制造技术。”
所谓抗疲劳齿轮制造技术,就是控制齿轮表面完整性、以疲劳性能为主要判据、提高齿轮疲劳强度的制造技术。控制齿轮表面完整性就是控制加工形成的无损伤或强化的齿轮表面。其理论基础是“无应力集中”抗疲劳制造。抗疲劳制造是跨学科技术、涉及化学、物理、力学、摩擦、冶金、测量等多个学科,在产品形成的全过程系统科学地研究各个环节疲劳形成的规律、演化的规律和控制的规律,从而减少应力集中,提高齿轮抗疲劳能力。
赵振业院士提出:抗疲劳制造需要建立“材料、设计、制造”三位一体的思想与技术体系,构建高纯材料技术体系,涵盖低应力集中、疲劳载荷谱的抗疲劳细节设计技术体系,包括表面硬化、抗疲劳机械加工、表层组织再造、抗疲劳装配、长效腐蚀防护、整体制坯、精密热处理、抗疲劳评价与试验、检测等九大核心技术。因此,抗疲劳制造是一项极其复杂庞大的系统工程,需要耗费大量的人力、物力、财力和长时间的联合系统攻关。需要大量的科学试验。这离不开行业有社会责任感的企业家的坚定支持。离不开国家强有力的财政支持。离不开大量工程技术人员共同参与。
在市场经济条件下,中国赶超发达国家先进产业水平最好的方式就是组建产业联盟,用政府、企业和科学家团队的力量,解决一家企业或几家企业难以解决的共性问题。赵振业院士认为:“企业家、工程技术人员、管理者甚至各级政府领导都要具有全新的理念,从满足产品图样设计要求的制造转变为满足设计性能要求的制造。”
美国从20世纪40年代起用40年左右的时间完成了抗疲劳制造技术研究、实践和普及,成为工业强国。与运用传统成形技术制造的齿轮相比,运用抗疲劳制造技术制造的齿轮寿命能提高几倍、几十倍甚至上百倍,可靠性大幅提高。
20世纪80年代,国内以飞机起落架为典型产品开始抗疲劳制造技术研究,实现了抗疲劳飞机起落架技术赶超发达国家先进水平的突破。然而,在抗疲劳齿轮制造技术的研究、应用、推广方面,国内至今依然是一片空白。
发展抗疲劳齿轮制造技术,关系齿轮行业技术进步的全局,对提升齿轮行业核心竞争力、促进齿轮行业可持续发展、建设齿轮工业强国具有重大的现实意义和长远的历史意义。
抗疲劳制造技术的开发和应用已经在我国军工领域取得重大突破性成果。如果我国将军工领域的抗疲劳制造技术用于汽车齿轮等民品行业,就会大大提高国内汽车齿轮等民品的寿命和可靠性,就会为培育世界品牌打下坚实的产品基础。
温家宝总理高度重视赵振业院士倡导的抗疲劳制造,曾经作出重要批示。张德江副总理批示工信部、科技部等国家部委具体组织实施。
赵振业院士说:“只要我们认真贯彻国家领导人的批示,在国家部委支持下,发扬民族精神,坚持自主创新,就一定能够攻克疲劳齿轮制造技术难关,就一定能够把我国建设成为齿轮制造强国。