齒輪行業急需發展抗疲勞制造技術
2012年2月24日,中國齒輪產業發展大會在天津召開。在這次大會上,中國工程院院士趙振業作了題為“發展抗疲勞制造技術,建設齒輪強國”的主題報告。他指出:“抗疲勞制造技術是高端齒輪的核心技術。抗疲勞制造是一場革命。中國要成為裝備制造業強國,必須先成為齒輪工業強國。要成為齒輪工業強國,非攻克抗疲勞制造技術難關不可。”
齒輪是汽車變速器等高端機械裝備的關鍵構件。所謂高端齒輪,就是體積小、重量輕、壽命長、可靠性高的齒輪。其制造技術幾乎涵蓋了當今最先進的機械制造技術。長期以來,國內高端齒輪基本依賴進口。因此,中國現在雖然已經發展成為齒輪生產大國,但還不是齒輪生產強國。趙振業院士指出:“要扭轉高端齒輪依賴進口的被動局面,根本途徑就是大力發展抗疲勞制造技術。”
所謂抗疲勞齒輪制造技術,就是控制齒輪表面完整性、以疲勞性能為主要判據、提高齒輪疲勞強度的制造技術。控制齒輪表面完整性就是控制加工形成的無損傷或強化的齒輪表面。其理論基礎是“無應力集中”抗疲勞制造。抗疲勞制造是跨學科技術、涉及化學、物理、力學、摩擦、冶金、測量等多個學科,在產品形成的全過程系統科學地研究各個環節疲勞形成的規律、演化的規律和控制的規律,從而減少應力集中,提高齒輪抗疲勞能力。
趙振業院士提出:抗疲勞制造需要建立“材料、設計、制造”三位一體的思想與技術體系,構建高純材料技術體系,涵蓋低應力集中、疲勞載荷譜的抗疲勞細節設計技術體系,包括表面硬化、抗疲勞機械加工、表層組織再造、抗疲勞裝配、長效腐蝕防護、整體制坯、精密熱處理、抗疲勞評價與試驗、檢測等九大核心技術。因此,抗疲勞制造是一項極其復雜龐大的系統工程,需要耗費大量的人力、物力、財力和長時間的聯合系統攻關。需要大量的科學試驗。這離不開行業有社會責任感的企業家的堅定支持。離不開國家強有力的財政支持。離不開大量工程技術人員共同參與。
在市場經濟條件下,中國趕超發達國家先進產業水平最好的方式就是組建產業聯盟,用政府、企業和科學家團隊的力量,解決一家企業或幾家企業難以解決的共性問題。趙振業院士認為:“企業家、工程技術人員、管理者甚至各級政府領導都要具有全新的理念,從滿足產品圖樣設計要求的制造轉變為滿足設計性能要求的制造。”
美國從20世紀40年代起用40年左右的時間完成了抗疲勞制造技術研究、實踐和普及,成為工業強國。與運用傳統成形技術制造的齒輪相比,運用抗疲勞制造技術制造的齒輪壽命能提高幾倍、幾十倍甚至上百倍,可靠性大幅提高。
20世紀80年代,國內以飛機起落架為典型產品開始抗疲勞制造技術研究,實現了抗疲勞飛機起落架技術趕超發達國家先進水平的突破。然而,在抗疲勞齒輪制造技術的研究、應用、推廣方面,國內至今依然是一片空白。
發展抗疲勞齒輪制造技術,關系齒輪行業技術進步的全局,對提升齒輪行業核心競爭力、促進齒輪行業可持續發展、建設齒輪工業強國具有重大的現實意義和長遠的歷史意義。
抗疲勞制造技術的開發和應用已經在我國軍工領域取得重大突破性成果。如果我國將軍工領域的抗疲勞制造技術用于汽車齒輪等民品行業,就會大大提高國內汽車齒輪等民品的壽命和可靠性,就會為培育世界品牌打下堅實的產品基礎。
溫家寶總理高度重視趙振業院士倡導的抗疲勞制造,曾經作出重要批示。張德江副總理批示工信部、科技部等國家部委具體組織實施。
趙振業院士說:“只要我們認真貫徹國家領導人的批示,在國家部委支持下,發揚民族精神,堅持自主創新,就一定能夠攻克疲勞齒輪制造技術難關,就一定能夠把我國建設成為齒輪制造強國。