减速器在未来的发展方向

我国减速器在未来的发展作者：杨松减速器是独立的封闭式传动装置，用来降低转速并相应地增 大转矩。减速器的应用范围广泛，在机械的传动系统中必不可少， 从船舶、汽车、机车、重型机具、机器人、无人驾驶设备等等 本文所描述的减速器是广义的减速器/包括各种减速机、变速箱、 变速齿轮、增速器等变速设备。减速器的发展已有数百年的历史， 从某种程度上来说，历代工业革命的发展就是装备制造业的发 展，而装备制造业的发展，离不开减速器的发展。我国未来减速 器的发展在很多程度上将由未来的机械装备需求和制造能力来 决定的。国机械制造发展现机械制造业是一个国家的基础 ,世界范围内的经济强国也是 制造业强国。据德勤有限公司全球消费与工业产品行业携手美国 竞争力委员会联合发布的2016 全球制造业竞争力指数报告 显示，2016 年中国制造业竞争力指数排名世界第一，我国已成 为世界第一制造大国。但报告认为，中国目前虽仍居全球制造业 竞争力大国之首，但同时也面临严峻挑战，如人口老龄化、本地 经济放缓与劳动力成本上涨、未来技术发展瓶颈等。受益于技术 创新的发展，预计未来五年，美国有望超越中国成为全球最具竞 争力的制造业大国。那我国目前的机械制造现状如何呢？笔者认 为可总结为以下几点：1、管理体制问题我国现行的管理体制,源于传统的计划经济模式.这种部门管 理思路在中国工业化初期曾起到积极作用，但随着经济的发展， 特别是改革开放以来，这种管理体制暴露出许多难以解决的弊 端。经过多年的改革虽取得一定成效 ,企业有了一些自主权，但 由于未从根本上解决体制问题，也就难以真正提高国有企业效 率.2、制造业受制于技术的落后 中国制造虽然发展快速，但仍然面临技术瓶颈问题 ,最突出 的表现是对国外技术的高度依存。我国的高端装备制造业中， 90高端数控机床依赖进口、 95高端数控系统依赖进口，智 能装备的对外依存度也高达 70，我国每年上万亿设备投资 中,60以上为进口设备。这些设备和系统几乎全部来自美国、 德国、日本和意大利。我国在“核心技术方面”具有独立自主知 识产权的产品较少，仿照产品较多。3、生产工艺和设备技术落后我国目前制造装备所使用的生产设备中，数控、精密、高效 设备比例较低,自动化制造程度低，工人技能水平偏低，质量技 术标准在实际执行过程中还有待提高。加工设备的技术落后和技 术标准的模糊导致我国的制造装备能力整体较发达国家落后。我国已注意到制造业所面临的种种挑战 ,并正在大力推动 “中国制造 2025”、“互联网+”和科技创新,政策的着力点更强 调支持企业的技术开发、可持续发展和技术创新 ,这些行动都将 提升中国在价值链上的地位.先进的制造业是将物料、能源、设备、资金、技术、信息和 人力等资源通过先进的制造技术、先进的管理技术和先进的制造 过程转变成人类需求产品的行业，与时俱进，能够满足现有生产 技术水平需求的产品被认为是最先进的产品。未来的信息科学、 材料科学、生命科学、纳米科学、管理科学和制造科学将是机械 制造发展的基础，机械制造将向精密化、自动化、信息化、智能 化、纳米制造、仿生制造学等方向发展，未来生产生活所必需的 机器人自动化、交通便捷化、过程无害化、航天航空的深度发展 将持续引领制造装备业发展。二、我1、我国减速器的发展水平机械工业被誉为国民经济的装备部，而减速器是装备制造业 实施机械传动不可缺少的关键部件，由于受装备制造技术的约 束，我国减速器只能生产中、低档产品，国家重大领域或重点项 目应用减速器一般只能依赖进口 ,国外的减速器以德国、丹麦和 日本处于领先地位，特别在材料和制造工艺方面占据优势 ,减速 器工作可靠性好，使用寿命长。截至2016年底,我国减速器规模以上生产企业约 450 家,行 业产品已从最初单一的摆线减速器发展到现在摆线减速器、无级 变速器、齿轮减速器、蜗轮蜗杆减速器等几大类，但从现状来看， 我国的齿轮减速器生产制造大部分仍停留在传统生产模式，技术 含量相对较低，而国外的许多齿轮减速器企业依靠技术、管理、 资金等方面的优势取得了独有的市场份额 .例如机器人用精密减 速器是机器人产业链中至关重要的应用环节，长期以来，机器人 用精密减速器技术一直由美国、德国、日本、捷克等国家掌控， 导致我国高端装备制造领域机器人产业发展缓慢，只能进口 RV 减速器,该类减速器目前的供应商主要是纳博特斯克和 Harmo nic两家，其中日本纳博特斯克公司生产的RA系列减速 器具有高可靠性、高刚性、高精度比、转矩大、轴向尺寸小等特 点，同时还具有寿命长、刚度好、减速比大、低振动、高精度、 保养便利等优点，全球市场占有率达 60,特别在中/重负荷机器 人市场占有率高达 90。我国的减速器与国外的差距较为明显， 尤其是在超大型和超小型减速器方面，主要表现为技术水平差距 和生产规模差距两方面。2、我国减速器未来的发展（1）目前的减速器加工已远远超出单一的传统机械加工范 畴，已不再是单一的齿轮箱加工装配，而是齿轮箱或其他变速设 备与计算机控制的合成设备，最典型的是汽车自动变速箱。变速 箱会根据汽车的速度、发动机转速、动力负荷等因素自动进行升 降档位，由车载电脑对变速过程进行系统控制 ,最新研究的无人 驾驶汽车，其关键技术也是计算机系统对传统变速设备的有效控 制。无论是传统机械产品的先进程度，还是未来产品的智能化程 度,其技术水平最终可归结为三个方面的影响：机械产品加工的 先进性、计算机系统的先进性和计算机系统对机械产品的控制能 力，最能体现这三方面影响的机械产品就是减速器。从某种程度 上来说，减速器的技术水平体现了一个国家的机械加工水平、计 算机发展水平和自动化控制水平。作为机械制造业不可缺少的关 键部件，未来机械制造业的发展需求必将影响减速器的发展，我 国应当依托目前高端制造业发展的契机，大力发展国产减速器 , 推动我国减速器的研发和创新。我国机械制造业虽然起步晚，但通过不断借鉴国外先进经验, 调整布局，目前已成为制造业大国，而促使我国制造业快速发展 的原因在于我国以高端装备带动制造业发展的思路 ,2016 年我 国制造业竞争力指数继续排名世界第一就是该战略的发展体现， 具备自主知识产权的载人航天、载人深潜、大型飞机、北斗卫星 导航、超级计算机、高铁装备、百万千瓦级发电装备、万米深海 石油钻探设备等一批重大技术装备相继取得突破 ,形成了若干具 有国际竞争力的优势产业和骨干企业。中国制造 2025提出了 中国从制造大国转变为制造强国“三步走”的战略 :第一个十年 进入世界强国之列，第二个十年要进入世界强国的中位 ,第三个 十年、即2045 年进入世界强国的领先地位，而未来机械制造业 将向精密化、自动化、信息化、智能化、纳米制造、仿生制造学 等方向发展，我国应该充分利用现有的工业基础和条件，以高端 装备制造业和未来机械制造业发展为手段，大力发展国产减速 器，打破国外的技术垄断限制。（2）未来发展国产减速器该如何实施呢？本文认为，在借 助高端装备制造业和新型机械制造业发展的同时，还应当对减速 器按类型有的放矢地进行发展。笔者认为可将目前我国的减速器 分为两大类，一类是国内市场已经成熟并已标准化的产品，例如： 圆柱齿轮减速器、蜗轮减速器、行星齿轮减速器、摆线针轮减速 器和谐波减速器等,另外一类是用于机器人自动化等高端产品的 谐波齿轮减速器、摆线针轮行星减速器、RV减速器、精密行星 减速器、滤波齿轮减速器、激波减速器、旋转作动器、纯滚动减 速器和等效椭圆谐波减速器等。参考我国以高端装备带动制造业 发展的思路，我国未来应当重点发展第二类减速器，以发展高端 减速器带动减速器技术水平的整体提升，在满足我国高端装备需 求的同时，缩短技术差距，有利提升我国的减速器研发水平，打 造培育出世界一流的减速器生产企业，获得更多结构简单紧凑、 传递功率大、噪声低、传动平稳、使用寿命长的高性能减速器 , 确保我国未来航空航天、机器人、医疗器械等新兴产业的发展。