我國工業齒輪技術的20年

深度觀察："以超帶趕"新思維

GM記者 胡志強

編者按： 在 2005變速傳動技術研討會上，來自南京高精齒輪股份有限公司（以下簡稱南高齒）的副總工程師李釗剛先生做了《我國工業齒輪技術的20年》的報告，引起了強烈的反響。他提出中國企業新的發展思路："幾十年來國內企業努力追趕世界先進水平，而一直趕不上，原因就在"趕"字上，"趕"造成的結果是永遠跟在人家身后。要趕上，必須在某一方面先超過。基于這個理念，經過一定的技術沉積之后，必須邁出一大步超出，以超出保證達到世界同步水平。"下面，本刊記者將整理的報告內容介紹給讀者，希望能給您提供發展的思路。

一、 工業齒輪技術發展

20 世紀 70 年代以來，世界齒輪技術有了很大的發展，發展中最引人注目的是硬齒面技術、功率分支技術和模塊化設計技術。 80 年代末，國外硬齒面技術日趨成熟，采用優質合金鋼鍛件滲碳淬火磨齒的硬面齒輪為承載能力是中硬齒面調質齒輪的 4 倍，是軟齒面齒輪的 5 ～ 6 倍。一個中等規格的硬齒面減速機的重量僅為傳遞同樣功率的調質齒輪減速機的 1/3 左右。

中國工業齒輪技術的蓬勃發展也集中在 80 年代到現在這 20 多年間。 70 年代末，中國的改革開放政策使國內企業相繼引進了許多大型成套項目，使我國的齒輪界開始接觸國外先進的齒輪傳動裝置。如武鋼 1 700mm 軋機中的通用和軋鋼機減速機；英國 23 000kW 燃氣輪機發電機組負荷齒輪箱； 30 萬 t/a 合成氨中的高速齒輪裝置。進入 80 年代，中國從國外引進了多項齒輪技術，如由南高齒和鄭州機械研究所（以下簡稱鄭機所）等 4 單位聯合美國費城齒輪公司引進全套高速重載齒輪設計制造技術。此后，南高齒和鄭機所聯合對齒輪的彈性變形和熱變形修形等高速重載齒輪的共性技術開展了專題研究。通過這兩項工作，使中國的高速重載齒輪技術產生了質的飛躍，有了較完整的理論，有了設計制造規范，有了系列產品。 80 年代末，中國工業齒輪行業就真正跨入了能夠獨立設計、制造高速重載齒輪傳動設備的階段。

在中國齒輪工業發展的過程中，水泥磨的傳動設備是低速重載齒輪技術兩大難題之一。中心傳動水泥磨主減速機是典型的功率分支結構。 80 年代，中國水泥企業曾經采用丹麥史密斯的輸出大齒輪懸浮式和日本川崎彈性軸式兩種均載方式。經過齒輪傳動專家的探討、比較，最終采用了更簡單可靠的彈性軸式均載，大功率已達 4 000kW 。目前，中國的大功率水泥磨減速機裝置基本實現了全部國產化。

除了水泥磨的傳動齒輪箱，軋鋼齒輪箱是低速重載齒輪技術的另外一個大難題。 90 年代后，中國以市場換技術的政策，提出"聯合設計，合作除了水泥磨的傳動齒輪箱，軋鋼齒輪箱是低速重載齒輪技術的另外一個大難題。 90 年代后，中國以市場換技術的政策，提出"聯合設計，合作制造"等方式同外方合作，在重大項目上更多采用德、日等國公司提供技術，國內廠家制造，外方監制。這樣促進了中國工業齒輪行業在技術、管理水平和質量控制方面大幅提高。

此外，當今工業齒輪技術發展日趨成熟，這還表現在：①理論研究（如強度計算、修形計算、優化設計等現代方法的應用、新結構的應用等）更完善、更接近實際。②普遍采用各種優質合金鍛件，提高材料和熱處理質量控制水平。③結構設計更合理。④加工精度普遍提高到 ISO 的 4 ～ 6 級。⑤提高軸承質量和壽命。⑥提高潤滑油質量。⑦提高加工裝備和監測手段。

二、 通用齒輪減速機市場

在各類減速機的市場競爭中，通用減速機的競爭無疑是最激烈的。競爭促進了技術的不斷發展和性價比的提高，使得當今的通用減速機已成為最能夠體現齒輪技術水平的一類產品。以承載能力為例，國際一流的硬齒面減速機的齒面載荷系數 K 值已經由 20 世紀 80 年代不到 6MPa 提高到現在的 16MPa ，此值遠高于大多專業減速機的載荷水平。

80 年代，僅有德國弗蘭德等少數國外公司進入了中國市場，雖然它們在技術上占有優勢，但對于迅猛發展起來的中國硬齒面減速機行業來說，尚構不成太大的威脅。 90 年代，隨著經濟全球化的到來，國外公司開始大舉搶占中國市場，僅天津就有德國 SEW 、德國弗蘭德、日本住友等多家國外公司獨資辦廠。這些公司不僅是全球經營，而且是全球制造。它們憑借裝備、技術、資金和生產規模的優勢同國內企業展開了激烈競爭，并很輕易就占有了優勢。到 90 年代末，中國工業齒輪行業雖然在中低檔通用減速機市場具有充足的生產能力和競爭力，但是在高檔減速機市場卻是多年空缺，這一市場已經完全被國外壟斷。

在技術上， 90 年代國外的產品普遍經歷了一次新的更新換代，使得承載能力又有大幅提高，模塊化設計程度更高，更容易實現零件的批量化生產，并進一步采取降噪措施，進一步改進了密封和外觀，許多減速機都像工藝品一樣漂亮。相比之下，國內的產品已是 10 多年不變，只相當于國外七八十年代的水平，不但在產品性能上又拉大了差距，而且也失去了價格上的優勢。可以說，從 1995 年開始，中國的硬齒面通用減速機就沒有能與國外相抗衡的產品，眼看著中國需求的高檔通用減速機的市場基本上已全被國外公司一個一個地占去，中國的通用減速機行業已面臨嚴重的危機。

如何應對國外企業的挑戰，出路在哪里，中國的企業曾經有過困惑和彷徨。但是，那些經歷過市場經濟大潮洗禮過的國內企業正在走向成熟，它們一直在注視著國內外齒輪技術發展的動態，努力創新，不斷開發新產品。經過艱苦創業，這其中的許多企業正在成為新產品開發和科研的主力軍。

三、 "以超代趕"新思維

從 80 年代初到現在，中國工業齒輪的發展經歷了不平凡的 20 年。硬齒面技術從無到有，然后迅猛發展，并成為中國齒輪技術發展的主趨勢，只要中國企業認真去學習、研究，吸取眾家之長，針對不足解決、完善，結合國情賦予產品新的特點，就一定能開發出能與國外媲美的產品。多年的實際證明，中國企業產品比國外產品差的根本原因，不在技術差，也不在裝備差，而在于以下 3 方面。

（ 1 ） 短期行為，觀念落后，設計思想落后，制造質量意識陳舊。

（ 2 ） 管理水平差距，造成質量控制漏洞多，產品質量難以穩定在一個高的水平上。

（ 3 ） 國家或行業制訂和推行的產品標準更新慢，不能適應市場經濟條件下產品競爭的需求。

目前，中國的工業齒輪減速機行業正面臨空前未有的大好發展形勢與機遇，中國強大的市場后盾和成本優勢是企業的先天優勢；中國的崛起正在使世界制造業向中國轉移，這對工業齒輪行業來說是挑戰，更是機遇。和國外知名企業在同一個舞臺上展示，更有利于使中國企業國際化。把握機遇，把握企業定位，每一個企業都應該找準自己的位置。在這個過程中，一定會造就成一批國際化的企業，也一定會打造出一批擁有國際化品牌的產品。

"要與狼共舞，不被吃掉，自己就要變成狼。"海爾張瑞敏的這句名言值得深思。國內企業向國外學習了 20 多年，競爭了 20 多年，也終于悟出了一個為什么"幾十年來國內企業努力追趕世界先進水平，而一直趕不上，原因就在"趕"字上，造成的結果是永遠跟在人家身后面。要趕上，必須在某一方面先超過。基于這個理念，經過一定的技術沉積之后，必須邁出一大步超出，以超出保證達到世界同步水平。

中國的工業齒輪技術總體上仍與國外先進水平有較大差距，要達到發達國家的水平，尚需多年努力，任重道遠。當前，在市場經濟大潮的沖擊中，總會出現一些負面的東西，有兩點非常值得業內人士警惕。

（ 1 ） 在世界制造業向中國轉移過程中，要謹防垃圾工廠的轉移；做翻牌的生意不應成為企業的最終倚靠點。

（ 2 ） 盲目投資，超越需求地增加齒輪加工設備的能力，只會引起低價位的惡性競爭，與齒輪業的良性發展不利，到頭來大的輸家往往還是決策失誤者自己。

四、南高齒發展軌跡

"一個成功企業的卓越之處在于使自身始終置于上升通道，并把每一次機遇化作前行的基石。" 這就是南高齒發展的原動力。在市場大潮的洗禮中，南高齒也是從痛苦掙扎的階段中奮力突圍的。 90 年代的南高齒處在夾縫中求生存的境地，不進則退，迫使企業更新觀念，逐步確立了開發世界上一流產品，誓與國外比高低的決心和信心。南高齒 1986 年設計了 MS6001B 燃氣輪機發電機組 42 900kW 負荷齒輪箱， 1989 年制造成功后提高到 44 000kW 。此后，南高齒設計制造的產品最高轉速達 67 000r/min ，圓周速度達 170m/s 。

90 年代初，南高齒為上鋼五廠成功設計制造 l30 萬 t/a 棒材軋機齒輪箱拉開了軋鋼機齒輪箱國產化的序幕；為武鋼二熱軋制造了直徑 3m 多幅板焊接結構的滲碳淬火齒輪。該項目是世界第三大熱軋項目，其中的難度和風險令一些發達國家的制造商望而卻步，南高齒完成該項目，成為世界第三家能夠制造這么大減速機的企業。

進入 21 世紀，為了迎接國外市場的挑戰，在 1993 年南高齒完成了 YNK 減速機的開發和推廣后，經過 8 年艱苦的努力，在中硬齒輪減速機領域內實現新突破，開發出上規模、上檔次、高技術附加值的 DNK 、 DQJ 、 DZQ 系列通用和起重機用點線嚙合齒輪減速機，把點線嚙合齒輪的科技成果轉化成生產力；在硬齒面齒輪減速機領域開發出具有世界一流水平可與國外任何公司的產品相抗衡的 PR 系列模塊式齒輪減速機。在 8 年的 PR 減速機研制中，曾用了 3 年多時間作了 10 多臺樣機的疲勞壽命試驗；從樣機到最后定型，減速機的外形已經過 3 次大的改型；并完成" PR2000 "用戶選型專家系統編制，為用戶方便、正確、合理地選型提供好幫手。 PR 減速機具有完全自主的知識產權，水平不比任何企業差，因此，可以自豪地稱其為"中國自己的重載齒輪減速機"。 PR 減速機的問世，意味著無力抗衡國外挑戰的局面結束。

PR 減速機經過 4 年多的生產，現在已經穩定過了技術關和質量關，有上千臺覆蓋全系列的大、中、小不同類型的產品在冶金、礦山、碼頭、煤礦、化工、造紙、發電和起重機運輸等許多工業部門成功地運行使用。

◎鏈接：南京高精齒輪股份有限公司

南高齒是國家機械工業的大型企業，專業研制設計生產各類高速、重載、精密、硬齒面齒輪箱及鼓形齒聯軸器，產品廣泛用于發電、冶金、礦山、建材、造船、石油化工、航空航天、起重運輸、輕紡造紙、通用機械以及國防科研等領域。

2005年2月，南高齒與"世界500強"美國GE（即美國通用電氣公司）建立了戰略合作關系。南高齒已成功躋身美國GE的"國際采購鏈"，為其供應齒輪和齒輪箱，今年的合同額預計達2 000萬美元。