通用零部件機械工業
零部件工業範圍與特點
通用零部件工業,包括齒輪、軸承、液壓液力和氣動元件、緊固件、密封件、鏈條、彈簧、粉末冶金和製品、模具等九個製造業。
機器總是在運動中工作的。齒輪、鏈條、液壓液力和氣動元件都是傳遞力和控製運動的裝置,而軸承則用來支承運動件、保證運動精度和克服運動阻力。彈簧對機件賦能、緩衝、吸震,緊固件和密封件在機器中起連接、貫通、鎖緊、緊固、定位、密封等作用。它們不僅是機器的組件、配件,而且形似機器的心髒瓣膜或關節。它們用於主機的傳動與控製係統,直接決定著主機的質量穩定性和工作可靠性,影響主機品種的發展和水平的提高。它們不僅能消除油、氣、水的“跑、冒、滴、漏”,節約資源,提高效率,保護環境,而且是主機能正常、穩定、安全運行的保證。采用滾動軸承、液力偶合器還能取得顯著的節能效果。
通用零部件廣泛用於各類機械產品中,應用範圍包括民用工業、國防工業和日常生活各個領域。通用零部件的生產是跨部門的,除機械工業部外,其他許多部門也生產一定數量的通用零部件。
通用零部件品種規格繁多。如軸承到一九八五年有720個係列、6000個品種、1.3萬個規格。緊固件已有300多個品種約10萬個規格。
通用零部件生產量很大,如液壓元件年產約200萬件,齒輪年產約2000萬件,密封件年產約1億件,軸承年產3億套,緊固件年產500億件。為組織大批量生產,需要使用高精度高效率自動化設備和生產線,要求在大批量生產的條件下保證產品質量性能的一致。
通用零部件雖然廣泛應用於各類機械產品中,但是作為專業化生產的通用零部件工業,是在機械工業發展到一定水平時才從各主機製造業中分離出來的。中國通用零部件工業的各個製造業一般都比主機製造業形成行業的時間短,而且曾經不同程度地被人們所忽視,以致於普遍存在著底子薄、裝備水平低、技術改造任務重的問題。通用零部件生產量大,使用麵廣,搞好通用零部件的生產,可以獲得很大的技術經濟效益。
新中國建立初期,通用零部件生產廠集中在沿海地區和大城市。隨著內地工業的興起,通用零部件工業也在內地迅速發展起來。
由於通用零部件工業大部分是從主機製造業中逐步分離出來形成獨立的製造業,所以行業的生產管理曾經比較分散。一九八二年機械工業部成立了軸承工業局和通用基礎件工業局,一九八五年十二月,兩局合並成立通用零部件工業局,對軸承、液壓液力和氣動元件、緊固件、密封件、鏈條、彈簧、粉末冶金和製品、模具等製造業進行歸口管理。到一九八五年底,共有企業867個,職工近46萬人,固定資產原值約41.5億元,工業總產值40億元。
產品發展與成就
一、齒輪
齒輪是由各主機製造業分別組織生產的。齒輪生產多附屬於各主機生產廠。一九八五年,機械工業係統生產齒輪的主要企業有590個,其中專業齒輪廠有94個。據行業調查統計,一九八二年共生產齒輪1680萬件,產值3.24億元,其中高速齒輪2125件,重載齒輪10萬件,通用齒輪10萬件,機床齒輪200萬件,汽車齒輪614萬件,農機齒輪846萬件。
機械工業係統共擁有各類齒輪加工機床5萬台。其中進口機床500多台。擁有加工直徑為5米和8米的大型滾齒機,加工直徑為1.8米和3.6米的大型磨齒機,加工直徑為1.1米和1.6米的大型錐齒輪加工機床。可以製造直徑為3.6米、精度為6級的船機齒輪,直徑為5米、精度為8級的重載齒輪。可以生產直徑3.2米、精度為3級的精密分度渦輪。“六·五”期間,還研製出1700熱連軋機壓下機構用6頭環麵渦杆副和冷連軋機五機架傳動齒輪。
齒輪製造業經曆了一個由小到大、由低級到高級的發展過程。經過第一、第二兩個五年計劃,齒輪製造業隨著一些重點機械製造廠的建成,蓬勃發展起來。到一九六三年,基本上形成了為機械工業發展配套的製造能力。哈爾濱汽輪機廠、上海汽輪機廠可以生產6級精度的大型船機齒輪和高速齒輪。洛陽礦山機器廠、第一重型機器廠等可以生產9級精度的直徑5米到8米的重載齒輪。沈陽第一機床廠可以生產5級精度的機床齒輪。第一汽車廠、第一拖拉機廠生產汽車拖拉機齒輪。沈陽鼓風機廠、杭州汽輪機廠等,能生產高速圓弧齒輪。第一重機廠、蘭州通用機器廠,能生產環麵渦杆減速器。武漢重型機床廠、重慶機床廠、天津齒輪機床廠,可以生產加工直徑8米、5米、3米的滾齒機以及中小型滾齒機和小型插齒機。上海工具廠、哈爾濱第一工具廠,能生產各種齒輪刀具。
在齒輪製造業迅速發展、生產點分散、設備不配套、工人沒有經過嚴格訓練的條件下,出現過齒輪製造質量差、使用壽命短、效率低的情況。一九六三年,一機部召開第一屆齒輪技術會議,重點討論提高齒輪質量的問題。會後,在齒輪製造業中開展了齒輪製造技術基本功訓練,包括材料和熱處理,齒輪機床精度和調整,刀具精度和安裝精度,檢驗量儀和質量控製,傳動性能試驗等方麵的基本功。並且在齒輪製造業中開展以提高齒輪質量為中心的各種行業活動,使齒輪製造質量有明顯的提高。還逐步建設專業齒輪廠,發展專業化生產。一九六三年到一九七○年,先後建成了北京齒輪廠、南昌齒輪廠、杭州齒輪箱廠、上海傳動機械廠、天津減速機廠等專業生產廠。主要生產汽車和拖拉機齒輪、通用齒輪減速器、船用齒輪箱、擺線針輪減速器等。
到七十年代,為了適應從國外引進的軋鋼、化肥、石油化工、電站等大型成套設備配套高速齒輪的需要,又新建了南京高速齒輪箱廠、沈陽鼓風機廠和杭州汽輪機廠齒輪車間三個高速齒輪生產點。同時充實了鄭州機械研究所齒輪傳動試驗研究基地。加上上海汽輪機廠、哈爾濱汽輪機廠、東方汽輪機廠,中國已經擁有加工直徑0.32—3.6米高精度磨齒機係列。重型礦山機械廠也引進了一批加工直徑1.6—5米的精密滾齒機,加工直徑1.6米的直齒和1.1米的弧齒錐齒齒輪機床。同時還從美國、聯邦德國等國家引進了高速齒輪、硬齒麵錐齒輪和行星齒輪的設計、製造技術,進一步提高了齒輪製造業的技術水平。在“六·五”期間,研製成功相當於聯邦德國德馬克公司技術水平的1700毫米冷連軋板軋機用齒輪,相當於美國七十年代水平的1700毫米熱連軋板軋機壓下環麵蝸杆副,精度為3級、直徑為3.2米的天文望遠鏡用精密蝸輪副和齒輪副,線速度118米/秒、負荷係數160牛頓/平方厘米的高速雙圓弧齒輪,以及線速度152米/秒、負荷係數200牛頓/平方厘米的高速漸開線齒輪副等。
在齒輪製造業的發展過程中,圓弧齒輪曾發揮了重要的作用。到“六·五”時期在高速齒輪中,圓弧齒輪的產量占80%以上。大型軋機用圓弧齒輪,使用壽命比原來的漸開線齒輪提高一倍以上。抽油機圓弧齒輪得到石油部門的好評。鞍山鋼鐵公司24英寸連軋機采用圓弧齒輪後,主電機從3000千瓦改換成5000千瓦。
一九八五年,機械工業部有專業齒輪研究機構14個,科研人員300人。這些研究機構承擔了機械工業部主要的齒輪技術研究工作,其中包括齒輪基礎技術研究,齒輪新產品開發,齒輪標準化、係列化、通用化以及新工藝、新技術的開發和推廣應用等科學研究和行業技術工作。一九七七年成都工具研究所工程師黃潼年等提出了齒輪整體誤差測量理論,研製出圓柱齒輪整體誤差測量儀和錐齒輪整體誤差測量儀,這套測量理論和測量技術在國際上是首創的。
“六·五”時期,根據積極采用和等效采用國際先進標準的原則,有關研究所和工廠參照國際標準化組織的有關標準,先後製訂了漸開線齒輪基準齒形、模數、強度計算、精度、齒輪滾刀雙圓弧齒輪基準齒形、模數、精度、齒輪滾刀和齒輪材料熱處理質量檢驗等國家標準和機械工業部標準。一九八五年機械工業部在鄭州機械研究所建立了齒輪質量監督檢測中心,以加強齒輪產品質量監督。
二、軸承
軸承是機械工業使用廣泛、要求嚴格的配套件和基礎件,被人們稱為機械的關節。由於使用範圍廣泛,決定了軸承品種的多樣性和複雜性。由於要求嚴格,決定了軸承質量和功能的重要性。軸承製造業是一種精密的基礎件製造業,普通機械零件的製造公差一般以0.01毫米計算,而軸承零件則以0.001毫米甚至0.0005毫米計算。電機的噪聲和振動,在很大程度上取決於軸承質量。高精度機床主軸的擺差和工作溫升,更是與軸承質量息息相關。如果通訊衛星消旋裝置中的軸承性能不佳,則衛星的通訊效果就受到影響。航天、航空中關鍵軸承發生故障,就會造成嚴重事故。總之,軸承與工業、農業、國防、科學技術和家用電器等方麵有關設備的精度、性能、壽命是緊密關聯的。
舊中國隻能製造少量的簡單軸承。機械設備配套和維修用的軸承,基本上依賴進口。當時,僅在遼寧省瓦房店、上海、沈陽、山西省長治等地有一些軸承廠(點)生產和維修軸承。其中,瓦房店軸承廠的規模最大。瓦房店軸承廠是日本為侵華戰爭的需要於一九三八年建立的,一九四一年投產,有職工461人,機床30多台,隻能生產軸承套圈,從日本運來鋼球和保持架裝配軸承,最高年產量有80萬套。上海的軸承修配廠(點)較多,他們收集廢舊軸承采取拆東補西的方法,裝配少量軸承。其中,秦福興機器廠於一九三七年做出雙列調心球軸承。一九三九年建立的三凱軸承廠(現沈陽軸承廠的前身)和一九四五年建立的武建鐵工廠(現長治軸承廠的前身),生產規模和能力都很小,年產幾百套軸承。舊中國的軸承最高年產量是一九四四年的110萬套。後來由於戰爭的影響,到一九四九年,軸承年產量僅有13.8萬套。
新中國的軸承製造業,經曆了一個規模從小到大、品種由少到多、性能從低到高的發展過程。早在一九四五年十月,東北人民自衛軍就接收了遼寧省瓦房店軸承廠,在恢複生產過程中,製造科科長兼軸承分廠主任金德源和保持架車間主任徐萬雙,組織宋世發、馬洪圖等分別試製成功5/16、3/8英寸鋼球和衝壓浪形保持架,為軸承製造做出了貢獻。抗美援朝期間,瓦房店軸承廠部分北遷哈爾濱,於一九五一年四月建成哈爾濱軸承廠並投入生產。蘇聯援建的洛陽軸承廠,於一九五八年七月建成投產。瓦房店、哈爾濱、洛陽軸承廠的恢複與興建,為中國軸承製造業的發展奠定了基礎。瓦房店軸承廠生產大中型軸承,哈爾濱軸承廠生產中小型軸承和精密軸承,洛陽軸承廠大中小型軸承都生產,並發展了特大型軸承。
“一·五”期間,軸承製造業為重要主機配套的新產品發展較快,一九五三年開始生產精密軸承。一九五四年生產汽車萬向節滾針軸承、磁電機軸承、機床主軸軸承,試製了航空發動機軸承和坦克軸承。一九五六年開始試製鐵路機車、軋鋼機、重型和礦山機械、冶金和石油工業所需要的部分配套軸承。
五十年代末和六十年代初,為適應農業機械化而建立的成都、杭州、合肥、無錫、濟南、煙台、上海滾動、上海紅星、上海微型、北京、廣州、雲南、長沙等軸承廠和上海鋼球廠,都已成為行業中的重要企業。特別是上海軸承製造業產品發展較快,以生產微型和中小型軸承為主,品種規格較多。其中上海微型軸承廠生產的D1000084和F23型軸承,上海滾動軸承廠生產的4G7002136L型柴油機配套軸承,都獲得國家優質產品銀質獎。
在六十年代中期開始的“三線”建設中,先後在西南、西北和中南地區,興建了貴州虹山、貴陽、蘭州、甘肅海林、陝西海紅、寧夏西北、青海海山和湖北襄陽等一批軸承廠,進一步改善了企業的布局,提高了邊遠地區的軸承配套能力。其中一九七○年動工興建的襄陽軸承廠,以生產汽車軸承為主,該廠基本建設與第二汽車廠同步進行,是一個新興的汽車軸承生產基地。七十年代,軸承製造業適應“大打礦山之仗”的需要,圓柱滾子軸承、球麵滾子軸承、圓錐滾子軸承等都有很大發展。
“六·五”時期,特大型軸承、精密機床主軸軸承、精密儀表軸承、各種特殊工況(高溫、低溫、高真空、強輻射等)下使用的軸承的品種規格逐漸齊全。在此期間,瓦房店軸承廠生產的777/650型軋鋼機軸承,壽命達到國際先進水平,獲得國家優質產品銀質獎。哈爾濱軸承廠生產的B、C級3182120—3182122和2268120—2268122機床主軸軸承,獲得國家優質產品銀質獎。洛陽軸承廠李延明等五人設計的B3—706和B3—707型精密光學坐標鏜床主軸軸承,獲得國家優質產品金質獎。
“六·五”期間,軸承製造業在大力采用國際標準、改造老產品和開發新產品方麵,取得顯著成績。等同采用或等效采用的國際標準數達到ISO/TC4現有標準數的97.8%,軸承產品的標準體係基本形成。發展新產品1200多種,如研製出密封軸承、關節軸承、直線運動軸承、組合軸承、轉臂軸承、諧波傳動軸承等新型品種。完成了三個軸承類型產品的改造,淘汰了圓錐滾子軸承中的126個落後品種。完成了0類型軸承中4個係列111個規格的優化設計,軸承結構設計水平逐步達到國外同類產品的先進水平。科研水平不斷提高,其中洛陽軸承研究所王希舜、郭靜民等研製的高速圓度測量儀和摩擦力矩測量儀,一九八○年獲得國家科委頒發的國家發明三等獎。
經過三十多年的發展,軸承製造業逐步建立起瓦房店、哈爾濱、洛陽和襄陽軸承廠以及上海軸承製造行業五個各具特色的生產基地,以及星羅棋布的中小軸承企業。並建立了綜合性的科研和工廠設計機構——洛陽軸承研究所和第十設計研究院,行業內還有工藝裝備和測試儀器專業廠。逐步形成布局基本合理,科研、生產和後勤保障較完善的軸承製造業。
一九八五年,全國縣以上軸承企業共有273個,其中機械工業係統259個,職工總數23.7萬人,年產軸承3億多套,除能生產10大類型滾動軸承、關節軸承、直線運動軸承外,還能年產4000多台軸承專用儀器和300多台專用機床。到“六·五”時期,軸承製造業已能提供國內主機配套和維修軸承總需要量的90%以上,提供進口大型成套設備維修所需軸承品種的75%。還為國家關鍵科研項目和重點建設工程,提供了一批接近或達到國外先進技術水平的產品。如外徑5.082米、重量達9.503噸的特大型軸承,內徑0.207毫米、重17毫克的微型軸承,套圈最小壁厚為0.275毫米的薄壁柔性軸承,DN值(軸承平均直徑與轉速的乘積)達2×l06毫米轉/分的高速軸承以及其他特殊工況軸承等。中國的軸承產品,已經進入國際市場。
三、液壓、液力、氣動元件
(一)液壓元件。新中國的液壓元件製造業是從無到有,從仿製蘇聯產品起步,附屬於機床、農機、工程機械等主機製造業逐步發展起來的。“一·五”期間,在蘇聯援建的項目中,為機床配套陸續測繪研製了一係列液壓元件。如一九五三年,上海機床廠開始生產平麵磨床的配套液壓部件,沈陽第一機床廠開始仿製蘇聯徑向柱塞泵。一九五四年,上海機床廠開始仿製蘇聯定量葉片泵,沈陽第一機床廠生產液壓仿形刀架。一九五六年,天津鍛壓機床廠開始生產仿蘇、仿捷的高壓柱塞泵和液壓閥,供液壓機配套。一九五八年,第一拖拉機廠開始生產拖拉機液壓懸掛係統,上海港口機械廠試製1立方米液壓裝載機,還有機床製造業也自行設計新係列磨床液壓係統。一九五九年,長沙機床廠生產的液壓元件在插床、拉床、刨床上開始使用。一九六○年,北京起重機器廠開始試製5噸液壓汽車起重機。當時沒有液壓元件專業生產廠,隻是由各主機廠設置液壓車間或液壓工段兼業生產,產量很低。從一九五二年到一九六一年十年間,累計生產液壓元件5.3萬件。
液壓元件製造業的統一規劃組織工作,是從一九六三年開始的。當時,工程機械的發展,需要大量的中高壓液壓元件。一九六三年九月,一機部技術司副司長陶亨鹹,帶領中國液壓工業考察團赴日本考察。十一月,一機部組織全國液壓生產調查及規劃小組,提出規劃意見書。同年一機部五局成立液壓處。一九六五年中國同日本油研公司和紡錠公司簽訂技術引進合同,引進日本液壓元件製造技術,興建專業生產液壓元件的榆次液壓件廠。同時進口液壓元件樣機,進行消化研製。一九六七年榆次液壓件廠建成投產,並陸續向10個液壓件廠擴散技術。一九六九年,廣州熱帶機床研究所組織完成了中低壓液壓元件聯合設計並相繼投產。六十年代末期,中國液壓元件製造業出現迅速發展的局麵,從原來的主機廠兼業生產發展為專業生產,從附屬於主機製造業發展為獨立的液壓元件製造業,產品從仿蘇產品發展為引進技術與自行設計相結合的門類齊全的新一代產品,應用領域迅速擴大。一九六八年全國液壓元件的產量已接近20萬件。到一九七三年,中國已有100多個液壓元件專業生產廠,年產量超過100萬件。但是,由於“文化大革命”的幹擾,管理機構癱瘓,這段時間液壓元件製造業的發展帶有一定的盲目性,造成生產分散、產品質量差、工藝落後、標準混亂等嚴重問題。