木质材料成形制备的滑动轴承应用可行性分析

张浩然，石 旭，郑博文

（中南林业科技大学，湖南 长沙 410000）

对林业加工剩余物加以循环利用或回收利用，有利于充分利用森林资源，符合国家“可持续发展”的战略目标，这对于增强“绿水青山就是金山银山”的意识与坚持节约资源和保护环境的基本国策具有重大意义。实际上，我国在林业加工剩余物循环利用方面还未取得较大的进展，主要表现为林业加工剩余物资源不够集中、对剩余物进行加工转换的技术不够成熟、林业市场化发展模式单一。本研究以杨木粉末为研究对象，通过机械加工等方式，生产无胶温压成形木质材料。杨木的质地较差，虽然本身价值不高，但是通过温压成形技术可以极大地提高其附加值。利用相关设备制成的杨木粉末滑动轴承、竹塑滑动轴承等具有自润滑、高强度、耐磨损、塑性韧性好等特点，有望部分代替机械设备中的普通轴承。

1 轴承的市场分析

轴承属于轴系零部件产品中标准化的精密产品，其生产制造不但需要力学、数学和材料学的综合理论支持，还需要各种加工成型技术如热处理技术、金属工艺技术、温压成形技术等技术支持。我国很多轴承需要进口，主要原因为：企业的研发资金投入、创新体系建设运行、人才培养等均比较落后；高端滑动轴承对技术和精度的要求更为苛刻，在精度、寿命、噪音等方面还不能充分满足市场要求。这一问题突出反映在航空航天、高铁等领域的高端装备上。根据新思界产业研究中心公布的《2018-2023年自润滑轴承行业市场深度调研及投资前景预测分析报告》，经课题组调查研究分析，提出了我国自润滑轴承企业应在以下几个方面主动适应行业的主要发展趋势。

（1）提高产品技术含量、工作效率、可靠性和精度，用高质量、高技术水平的高端轴承逐步填补国内空白。根据我国目前的轴承产业情况可知，大批量高效的制造普通轴承已不是问题，而对于制造能满足特殊要求和在特殊环境下工作的高性能轴承仍还有很大的提升空间。只有切实提高产品质量和技术水平，着力提高高端轴承的技术含量、工作效率、可靠性和精度，才能逐步填补国内空白并替代进口产品。

（2）提升研发、设计和制造能力，切实提高滑动轴承的技术含量、可靠性、效率和精度。滑动轴承生产企业应抓住机遇，在国家出台新政策大力扶持我国装备制造业快速发展的背景下，着力提升研发、设计和制造能力，通过提高轴承产品的精度、性能、寿命及可靠性，提升企业的竞争力。

（3）我国滑动轴承企业应根据细分市场进一步明确产品定位，走专业化分工的道路。滑动轴承特别是自润滑轴承的应用非常广泛，根据不同的用途可分为很多品种和很多规格，形成滑动轴承的各个细分市场。不同种类的滑动轴承对热处理水平、车加工精度、表面处理方式、生产装置自动化程度以及制造工艺等要求不同，因此滑动轴承企业应专注某一细分市场，进一步明确产品定位，走专业化分工的道路。实际上，国际轴承行业经过上百年的发展已经形成了稳定的专业化分工。国际轴承巨头已经在各自的细分市场领域组织专业化生产并取得了一定成效，如专业从事自润滑轴承生产的美国GGB公司、日本Oiles公司等。

（4）我国滑动轴承企业应着力打造自主知识产权品牌，逐步提高高端轴承的市场份额，替代进口产品。根据中国轴承工业协会出具的《全国轴承行业“十三五”发展规划》可知，我国目前每年仍存在一个约40亿美元的进口替代市场空间。我国轴承企业应通过加大研发投入、提高工艺水平、提升自主创新能力，生产制造具有自主知识产权的高端轴承产品，努力打造知名品牌，加速传统产品的转型升级并逐步替代进口产品。

2 木材加工产业的现状

随着经济的增长，人们对生活品质的要求也随之提升。在生活中人们越来越推崇木制用品，市场对木材的需求量与日俱增。从采伐一棵原始树木到制成成品，木材的利用率并不高。在此过程中，产生了大量的剩余物，比如采伐剩余物、木材加工剩余物、废弃木质材料等。林业剩余物中，林业采伐和造材剩余物约占40%。截至2017年，我国商品木材和非商品木材总量为10 729.38万立方米。根据湿材密度为1.168 t/m3，可计算出林木采伐和造材剩余物的质量为5 012.77万吨。

高效综合利用杨木，可减小对其他矿产资源的开采，能有效降低不可再生资源的消耗。将杨木作为机械工程材料应用到工业生产中，既能提高杨木的附加值，又能节约资源和保护环境，实现可持续发展的战略目标。

另一方面，在改革开放后的几十年里，我国各行各业的工业技术迅猛发展，达到了一个新的高度。这对各种轴系零部件的性能也提出了更为严苛的要求。轴承是机器的重要组成部分，其品质直接影响了机器的性能。影响轴承品质的主要因素有强度、硬度、塑性、抗腐蚀等性能。轴承根据其结构通常分为滚动轴承和滑动轴承两种。相对于滚动轴承，滑动轴承结构更简单，制造更容易，且成本也较低。从性能上来讲，滑动轴承更能承受冲击和振动载荷，使用寿命也较长；滚动轴承不宜承受较大的冲击和振动载荷，且噪音大。相比之下，滑动轴承的应用范围更大。

3 粉末滑动轴承的优势

（1）前景广阔。目前，传统轴承被广泛使用。粉末滑动轴承作为一种新技术产品，具有保护环境和实现可持续发展的优势，应用前景广阔。

（2）环保节能。生产木质粉末滑动轴承时，以竹木剩余物、杂草藤条、农作物秸秆等为原材料，可降低对化石能源、矿石与森林资源的依赖程度，与传统轴承相比更加环保。与矿石材料相比，制造木质粉末滑动轴承的材料可再生性强，更有利于社会的可持续发展。同时，以木质粉末为材料能有效利用部分农产品的废料，在一定程度上为服务“三农”做出了贡献。

（3）成本优势突出。以木质粉末为原材料，能够大幅度降低生产成本。我国东北杨木原木价格为500～600元/立方米。在木材加工中原木利用率不高，从木屑中获得的木材粉末价格比原木更低。相比金属粉末，木质粉末的价格低且重复利用率高。在轴承生产中使用木质粉末，成本优势明显。

（4）贮存和运输便利。木质粉末具有良好的抗冲击强度和韧性。木质粉末的贮存和运输安全且便利。

4 结语

综上所述，滑动轴承在我国具有十分广阔的应用前景。杨木粉末滑动轴承具有可承受较大载荷、抗磨损、自润滑等性能，在未来的市场竞争中具有一定的优势。同时，杨木粉末滑动轴承的制造以杨木粉末为材料，可以降低人类对不可再生矿产资源的依赖性，有利于构建资源节约型、环境友好型社会，为人民创造良好的生活环境，实现可持续发展。