特大型高端轴承项目建设方案
一、市场分析与产品发展目标
特大型轴承是指外径400mm以上的滚动轴承，主要应用于各类型重大装备。近年来随着我国国民经济的增长，重大型装备发展迅速。2013年，我国重装企业4663家，工业总产值7182亿元；而2020年，我国重装企业增加到8952家，工业总产值16352亿元。
根据中国重型机械工业协会规划，十四五期间我国重机行业产销年增长目标是16%，5年累计复合增长率高达80%，重机行业快速发展将为特大型轴承提供强有力的市场需求。
特大型轴承的发展趋势:
为满足国内外重大新型装备快速发展需求，需要大量自主研发高、精、尖特大型轴承产品。
随着众多企业为降低生产成本缩短供货周期，特大型进口轴承的国产化替代将会是市场发展趋势，仅高端轴承年市场总需求量就高达70亿元，其中进口轴承约占有80%多的市场。
在各企业不断提高生产效率，扩大产能的情况下，高品质特大型轴承产品将会更加受市场青睐。
特大型轴承的发展目标与意义:
特大型轴承发展的产品目标，主要涉及风电主轴、水泥、冶金轧机、机床、医疗器械、军事装备、石油钻井、港机等行业。目标产量年产值4亿元，其国内市场占有率达5%，产品盈利水平达到15%～25%；
通过项目建设,提升高精度、高技术含量、高附加值、高市场容量的产品，拥有具备加工“四高产品”的设备、仪器和检测手段，加工产品精度均达到P5级以上，部分精度可达P2级。实现特大型产品国内第一，世界一流的目标。
二、特大型轴承项目概述
1.特大型轴承项目人员需求
人员280人，其中，一线操作工180人，管理20人，技术30人，辅助40人。
2特大型轴承项目产线配置
车生产线——滚子生产线——磨装生产线——精密生产线
管理部门配置
生产管理部——技术质量部——采购部——市场部——综合管理部
2.特大型轴承项目生产设备需求情况
生产加工设备105台，其中车工车间22台、磨装车间36台、滚子车间42台。
3.特大型轴承类型情况
主要加工内径φ500以上深沟球轴承、 调心滚子轴承、圆柱滚子轴承、角接触球轴承、推力球轴承、推力圆锥轴承、推力圆柱轴承、推力调心球轴承、推力调心滚子轴承、精密转盘轴承（四点接触球轴承、三排圆柱组合轴承、交叉圆柱滚子轴承、交叉圆锥滚子轴承）
4.特大型轴承事业部现有产品工艺水平情况
产品加工主要工序有轴承套圈车加工、磨加工、超精加工，滚子磨加工，工序间热处理，成品装配。高精度设备，加工产品精度可达P4级以上，其余普通国产设备加工产品精度为P5以上。
四、项目建设方案
（一）、生产纲领
根据特大型轴承的发展趋势和目标，特大型轴承项目主要加工产品代表型号生产纲领见下 表.其产品价格根据2020年不含税销售价下浮5%。
序号产品类型所属应用行业尺寸范围
（内径mm）产品发展目标产品盈利水平评价主要竞争对手备注
产量产值市场占有率%市场位次内部产品构成比例
%
套/ 年万元/年
1深沟球轴承通用机械340～25001700139410%FAG
INA
2调心滚子轴承风电行业
水泥行业340～230066501684036%SKF
NSK
3圆柱滚子轴承冶金、风电行业340～25002450924013.6%SKF
NSK
4圆锥滚子轴承风电、水泥行业340～32002450705113.6%NSK
SKF
5角接触球轴承通用机械340～20002003421.1%NTN
RotehErde
6推力球轴承机床主轴340～30005004123.3%SKF
NSK
7推力圆锥轴承机床行业340～20001502140.83%SKF
NSK
8推力圆柱轴承机床行业340～30001502320.83%SKF
NSK
9推力调心球石油钻井340～20001301400.72%SKF
NSK
10推力调心滚子港机、
矿山冶金340～20001804101%SKF
FAG
11四点接触球医疗器械
军工340～2000120021506.6%NTN
RotehErde
12三排圆柱组合YRT、
军工340～20002406601.33%RotehErde
13交叉圆柱滚子军工转台340～200060010003.3%SKF
RotehErde
14交叉圆锥滚子机床主轴340～20006009223.3%FAG
15其他精密轴承
附件等340～300080012004.44%
合计1800042157
(二)、设备（生产线）选型与工艺原则
1、生产线布局合理，充分体现人性化、智能化、信息化。
2、适应特大型轴承产品品种多、批量小，按照尺寸划分区域，按工艺流程布置现场设备，充分体现集群和流水线相结合的作业方式，提高生产效率；
3、根据现场6S管理进行区域划分，明确各区域的功能，各个工作区域便于操作人员作业，将作业区、存放区和辅助区合理配置；
4、为生产线每一个机台和区域配置网络，实现生产、技术、质量管理智能化和信息化。
5、设备和检测仪器选型适应轴承生产需要，确保产品的质量，储备设备精度，应选择国内外现有的先进、成熟、可靠的设备和检测仪器，并遵循以下原则：
6、主要配置应与产品的技术工艺及后期生产规模相适应，同时能够达到节能和清洁生产的各项要求，从中优选出专用设备和检测仪器等先进的环保节能型设备；
7、对标同行业先进生产厂家，选型必须以满足生产需要为本，技术先进，性能可靠，满足生产高质量产品要求。对比国内外轴承生产设备制造企业，选用具有一流技术能力、产品达到国际先进水平的设备制造厂家；
8、性价比合理，投资回报率高，并考虑后期设备的正常运转维护费用。
(三)、建设内容
项目建设面向产业机械配套轴承市场，以高起点、批量化、专业化的思路，结合特大型轴承事业部实际情况，着力提升产品的制造技术和质量水平，立足于前期投资的填平补齐，依据特大型产品的市场需求，达到降低成本、提高效率、释放产能的目的。在2021年特大型轴承产能需求基础上，确定项目建设目标为：年产内径φ340以上轴承1.8万套，预期产值4.2亿元（其中外径φ1600以上产品1000套，产值约19000万）。
1、预计设备、仪器总投资15076万元，其中新增生产设备105台价值1.1536亿左右；运输设备45台，价值735万元左右；检测设备49台，价值1805万元左右。
2、特大型轴承项目占地面积需求情况
需求生产面积：20000 m²，辅助面积：5750 m².
生产面积详表
项目车工车间生产面积磨装车间生产面积滚子生产面积精密车间面积辅助面积库房面积能源面积
面积3000m²12000m²2000m²3000m²
3000m²
1800m²
350m²
规划与市场相结合的要求，项目各生产线设计划分如下：
投料车生产线，尺寸段为φ500～3500mm；
滚子生产线， 尺寸段为φ20～250mm
以车代粗磨生产线，尺寸段为φ400～3500；
磨工生产线1按尺寸段划分为φ400～1250加工区，以风电齿箱和减速机轴承为主；
磨工生产线2按尺寸段划分为φ1000～3500加工区，以高精度转台轴承、风电主轴产品、风电大功率直驱电机轴承为主。
装配车间，尺寸段为φ400～3500。
精密生产线，尺寸段为φ400～1600；以军品和医疗器械轴承为主；
4、在各生产线设备规划上，按照对特大型高端产品精度等级的要求达到与磨加工产能相匹配的加工能力和精度。φ1600～3500尺寸段加工区以满足风电配套和大尺寸精密轴承加工能力为基础，适当增加该尺寸段齿、钻、淬火等设备，填平补齐特大型轴承国产化替代类型。
5、针对特大型目前市场状况，对项目生产现场布局、过程管理、技术工艺提升、设备管理、高效清洁能源使用情况进行分析，以期达到提升特大型轴承产品和现代生产技术的融合度，加大生产信息化、智能化、网络化管控，大幅度降耗、节能，提高劳动生产率，并坚持走绿色生产、可持续发展道路。现对后期项目规划做出以下几个方面提升：
5.1、改变过去老的轴承生产线布局，生产设备按产品尺寸段安装定位。在现场增加各工序产品流转区，加强产品流动过程控制管理。在每个流转区和机台放置人机交互终端，和生产、技术、设备等管理部门的主机共同组成特大型生产管理平台，实现各工序生产加工、工艺执行、产品质量、设备使用等环节的信息传递过程管控，数据量化。对磨加工工序、装配作业、仪器检测检定区域做恒温恒湿作业区，控制现场温湿度。改变作业环境，保证产品加工质量稳定性，达到现代化轴承生产线的要求。
5.2、在产品零件加工和产品工序间转运环节上，现在主要以天车及部分单台0.5-2T单臂吊来实现。大型天车除大量的设备采购成本、日常维保费用及天车操作人员薪酬投入外，在使用中还存在转运效率低、安全隐患及产品容易磕碰伤的缺陷。后期生产辅助设施布局中，设备加工主要使用壁型吊车和定位平衡吊来作业。用小型转运车或叉车配以专用托盘转运，装配及检测采用可移动带限位的平衡吊实现，彻底解决单工序长时间占用天车、工序间磕碰伤问题，每跨只配置2台大吨位地操天车，以满足设备安装维修及大型产品流转上下料的需要。
5.3、完善的测量手段是保证产品质量稳定的可靠保证，特大型产品的检验大多是通过鉴定站采用传统的桥尺或标准件对比测量，存在鉴定误差难以发觉导致批量超差的隐患，需后期增加三坐标测量和新型高精度检具及仪器，以先进的检测方法和控制手段保证本次技改产品等级提升。
5.4、附加回火部分以满足1.6-3.5米尺寸段的产品为主，使用台车炉，改变装出炉方式，解决产品磕碰伤问题，提高产品装炉量，最大方式节约动能。
5.5、成品轴承打标、组装、清洗、涂油、包装环节依靠手工操作，存在劳动强度高，生产效能低，且包装外观不统一。通过增加400mm—1000mm和1000mm—1800mm两个尺寸段的装配作业连线和配套设施，达到装配质量稳定，彻底改变前期特大型装配手段落后的现状，使该环节的能力达到国外同行水平。这也是特大型轴承项目在今后向高端市场发展的先决条件。
5.6、磨加工冷却液的设备设施问题，改变前期冷却液因温度变化明显和洁净度不理想对产品质量影响的现状，利用现在新型智能冷却液设备，即能控制温度、乳化液洁净度，又能自动加液，减少人员使用数量，提高磨加工零件的产品表面粗糙度 。延长使用周期减少换液和废水处理，有效降低生产成本。并能减少土建施工资金投入，降低投资成本。
特大型轴承项目建设完成后，达到国内一流的轴承生产线，拥有高精度的加工和检测设备，具备高效快速的生产反应能力。
4、主要产品工艺流程
4.1.项目建设后工艺流程如下
（1）深沟球轴承（角接触球轴承）
外圈：锻件→粗车→精车成型→热处理→精车/初磨两端面→硬车代初磨（外径、外内径、滚道、倒角）→稳定处理→终磨两端面→终磨（外径、外内径、滚道）→超精
内圈：锻件→粗车→半精车成型→热处理→初磨两端面→硬车代初磨（外径、外内径、滚道、倒角）→稳定处理→终磨两端面→终磨内径→终磨内外径→终磨滚道→超精
（2）调心滚子轴承
外圈：锻件→粗车→精车成型→热处理→两端面磨削→硬车代初磨（外径、光亮外径油槽、外内径、滚道、倒角）→稳定处理→终磨外径→终磨外内径→终磨滚道→超精
内圈：锻件→粗车→精车成型→热处理→两端面磨削→硬车代初磨（外径、外内径、滚道、倒角）→稳定处理→终磨内径→终磨内外径→终磨滚道→终磨挡边→超精
（3）圆柱滚子轴承（圆锥滚子轴承）
外圈：锻件→粗车→精车成型→热处理→初磨两端面→硬车代初磨（外径、滚道、挡边、油沟、倒角）→稳定处理→终磨两端面→终磨外径→终磨滚道→终磨挡边→超精
内圈：锻件→粗车→精车成型→热处理→初磨两端面→硬车代初磨（内径、滚道、挡边、油沟、倒角）→稳定处理→终磨两端面→终磨内径→终磨滚道→终磨挡边→超精
（4）推力球轴承（推力圆柱轴承）
轴圈：锻件→粗车→精车成型→热处理→初磨两端面→硬车代初磨（外径、内径、滚道、倒角）→稳定处理→终磨两端面→终磨外径→终磨内径→终磨滚道→超精
座圈：锻件→粗车→精车成型→热处理→初磨两端面→硬车代初磨（外径、内径、滚道、倒角）→稳定处理→终磨两端面→终磨内径→终磨外径→终磨滚道→超精
（5）推力圆锥轴承
外圈：锻件→粗车→精车成型→热处理→初磨两端面→硬车代初磨（外径、内径、滚道、挡边、倒角）→稳定处理→终磨两端面→终磨外径→终磨滚道→终磨挡边→超精
内圈：锻件→粗车→精车成型→热处理→初磨两端面→硬车代初磨（外径、内径、滚道、挡边、倒角）→稳定处理→终磨两端面→终磨内径→终磨滚道→终磨挡边→超精（6）推力调心滚子（推力调心球）
外圈：锻件→粗车→精车成型→热处理→初磨两端面→硬车代初磨（外径、内径、滚道、挡边、倒角）→稳定处理→终磨两端面→终磨外径→终磨滚道→终磨挡边→超精
内圈：锻件→粗车→精车成型→热处理→初磨两端面→硬车代初磨（外径、内径、滚道、挡边、倒角）→稳定处理→终磨两端面→终磨内径→终磨滚道→终磨挡边→超精
（7）四点接触球（交叉圆柱滚子、交叉圆锥滚子）
外圈：来料→车加工各表面→镗孔→配塞子、锥销→精车各表面及沟道→表面淬火→初磨两端面→精车各表面及密封槽→钻孔→稳定处理→终磨两端面→终磨外径→终磨滚道→超精
内圈：来料→车加工件→表面淬火→初磨两端面→精车各表面及密封槽→钻孔→铣齿→钻孔→稳定处理→终磨两端面→终磨齿顶圆→终磨滚道→超精
（8）三排圆柱组合
外圈：来料→车加工各表面→精车各表面台阶及滚道道→表面淬火→初磨大端面及贴合面→精车各表面→初磨（或硬车）滚道→精车密封槽→钻孔→稳定处理→终磨大端面→终磨外径→终磨贴合面→精车（或磨）引导面→终磨轴向、径向滚道→超精
内圈：来料→车加工各表面→精车各表面台阶及滚道道→表面淬火→初磨两端面→精车各表面→初磨（或硬车）滚道→精车密封槽→铣齿→钻孔→稳定处理→终磨两端面→终磨内径（或齿顶圆台阶）→精车（或磨）引导面→终磨轴向、径向滚道→超精
4.2艺过程改进后先进性分析：
4.2.1粗磨工序除平面外，均由原来的磨削加工改为硬车，提高了生产效率约300%；
4.2.2将原工艺淬火前车油沟改为淬火后硬车工序车油沟，对轴承小挡边外径、倒角、油槽等部位增加淬火后硬车，能够保证产品质量的一致性和提高外观质量，提升产品竞争力；
4.2.3滚道挡边的加工由原来的圆弧挡边改变为现在的直挡边，采用了硬车加超精，符合轴承行业先进的设计和制造水平；
4.2.4对粗糙度要求较高的滚道面挡边，增加超精工序，提高滚道的表面质量，延长轴承使用寿命；
4.2.5表面淬火产品主要是精密小转盘轴承，传统工艺的密封槽安排在淬火前加工，为了避免后工序对密封槽的挤压、磕碰，改进后密封槽工艺统一安排在淬火后加工；
6、特大型轴承事业部主要工艺设备及检测仪器
主要生产设备、检测仪器明细表
序号加工产品类型产品尺寸段设备名称设备加 数量（台）单价合计备注
工范围（万元）（万元）
1磨加工1m-3.5m数控双头立磨3.5M26001200
2磨加工1m -2.5m数控双头立磨2.5M2350700
3磨加工400mm-1.25m数控卧轴平面磨1.25M250100
4磨加工400mm-2.5m数控卧轴平面磨2.5M2150300
5磨加工400mm-1.6m数控立磨1.6M3200600
6磨加工400mm-1.6m高精度数控立磨2M2260520
7磨加工400mm-1.25m数控卧轴平面磨1.25M4100400
8磨加工400mm-1.26m数控卧轴平面磨1.26M4100400
9车加工3.5m数控双柱立车3.5M43001200
10车加工1m -2.5m数控双柱立车2.5M4180720
11车加工400mm-1.6m数控立车1.6M81251000
12车加工400mm-1.2m数控立车1.2M690540
13镗床400mm-1.6m数控镗床1.6M1100100
14钻孔80mm摇臂钻床80mm31236
15钻镗400mm -4m数控钻镗床4M1230230
16切割400mm数控下料400mm23060滚子
17车加工300mm普通数控卧车300mm820160滚子
18车加工300mm高精数控卧车300mm880640滚子
19磨加工200mm数控外圆磨200mm24590滚子
20磨加工200mm高精外圆磨200mm1260720滚子
21磨加工200mm滚子超精机200mm370210滚子
22磨加工100mm双端面磨床100mm16060滚子
23磨加工200mm球基面磨床200mm250100滚子
24磨加工200mm平面研磨床200mm260120滚子
25磨加工20-100mm滚子分选机100mm260120滚子
26装配400mm-3.5m成品清洗机400mm-3.5m3120360
28装配400mm-800mm装配连线400mm-800mm1150150
29装配800mm-1500mm装配连线800mm-1500mm1170170
30打标-激光打标机FX-2032060
31热处理400mm-3.5m台车炉3.5m445180
32热处理1000mm-3500mm淬火机3.5m1210210
33检测4M三坐标测量仪4M1350350
34检测2M三坐标测量仪2M1230230
35检测2.5M圆度仪2.5M1120120
36检测1M-3.5M荧光磁粉探伤机1M-3.5M560300含滚子
37检测3.5米 烧伤检测线3.5米1320320含水处理
38检测2.5M轮廓仪2.5M1120120
39检测3.5m球杆仪3.5m17070
40检测200mm圆度仪200mm12525滚子
41检测200mm-轮廓仪200mm-13030滚子
42检测1M-3.5M测长仪1M-3.5M630180
43检测1M/1.5/2M/3.5M高精度测量尺1M/1.5/2M/3.5M30260
44运输10-16T起重机10-16T1525375
45运输0.5-2T轻轨起重机0.5-2T3012360
46工装工位器具1000
47合计19915076
7、人员
特大型轴承项目生产线均为大型设备按人机1:1.5配备人员，两班运转所需人员测算如下表所示，需操作人员180人，技术人员30人，生产辅助40人， 管理20人
五、投资及经济效益
特大型轴承项目新增主要工艺设备及检测仪器所需资金： 15076万元
基建投资5150万元（25750平方*2000元/平方）
项目投资：20226万元
特大型轴承项目的经济效益分析：
项目建成后总产量：18000套/年
项目建成后总产值：4.2亿/年
项目建成后总利润：1亿/年
项目建设周期：1.5年
项目的投资回收期：3年 （不含建设周期）
总资产回报率：26.6%