绿色制造在轴承制造业中的应用研究

一、绿色制造时代的轴承制造业

20世纪90年代以来，我国轴承工业在提高质量、优化结构、增进效益的基础上，逐步调整发展战略，使生产结构和地区布局不合理的状况有所改善，技术水平不断提高，已经形成系统比较完整的生产与技术体系，成为排名于日本、美国和德国之后的世界轴承生产第四大国。但是，轴承制造业在绿色制造技术方面研究甚少，高技术难度和高附加值的轴承品种少，产品质量低，企业虽多，但生产能力低下；在轴承设计与制造理论上，同西方发达国家相比还存在相当大的差距。而且，资源和原材料消耗较大，生产噪声也很高，切削液、冷却液、废气、废液的排放对环境的污染也比较严重，因而影响了我国轴承工业的可持续发展。鉴于此，轴承绿色制造可为轴承工业可持续发展提供保证。　

二、我国轴承工业绿色制造的基本特点

1．轴承工业绿色制造的主要内容　1)轴承工业的制造领域。包括产品生命周期全过程等；2)轴承工业的环境领域；3)轴承工业的资源领域。轴承工业的绿色制造就是这三大领域内容的交叉和集成。

2．轴承工业绿色制造　主要应考虑的是“五绿”问题，即轴承绿色设计、狭隘的轴承绿色制造、轴承绿色包装、轴承绿色运输、轴承绿色使用、轴承绿色维护。

3．轴承工业绿色制造的综合效益　首先，实施轴承工业绿色制造，最大限度地提高资源利用率，可直接降低轴承成本；减少或消除环境污染，全面改善或优化轴承企业员工的工作环境，提高工作安全性，减少不必要的开支，有助于提高员工的主观能动性和工作效率。

其次，轴承工业的绿色制造将使轴承企业具有更好的社会形象，为企业增添了无形资产。因此，我国轴承工业对待绿色制造，不应该被动地遵守政府或社会道德方面作出的规定，而应该把绿色制造看作是一种战略经营决策，即实施绿色制造对轴承企业是一种机遇。根据实际情况，对轴承绿色制造的效益与成本进行对比分析，从而确定轴承绿色制造的经济效益。

综上所述，轴承工业的绿色制造的效益是社会效益和经济效益的集成。

4．轴承工业绿色制造系统中的信息集成　绿色制造系统除了涉及普通制造系统的所有信息及集成外，还强调与资源消耗信息和环境影响信息等的集成处理，并且将制造系统的信息流、物料流和能量流有机地结合，系统地加以集成和优化处理。

5．轴承工业绿色制造的过程集成　轴承绿色制造覆盖了轴承产品生命周期的每一过程，是基于数据库及其数据交换标准的产品多生命周期的集成。

6．轴承工业绿色制造的集成功能目标体系　轴承绿色制造的功能目标模型简称ＴＱＣＳＥ模型，其中Ｔ表示时间，Ｑ表示质量，Ｃ表示成本，Ｓ表示服务，Ｅ表示环境。Ｅ是指采用绿色制造技术，能最大限度地消除环境负影响，提高环境效益。

7．轴承工业绿色制造的社会化集成特性　轴承企业要实施绿色制造，必须考虑轴承产品寿命终结后的回收和处理，这就可能形成轴承企业、轴承产品、轴承用户三者之间的新型集成关系。　

三、轴承工业绿色制造的战略体系和关键技术

1．轴承工业绿色制造的战略体系

它包括轴承绿色管理信息系统、轴承绿色设计系统、轴承绿色制造过程系统、轴承绿色质量保证系统、轴承绿色物能资源系统、轴承绿色环境影响评估系统等六个绿色功能分系统，计算机通信网络系统和数据库/知识库系统等两个支持分系统以及与外部的联系。为区分起见，广义的轴承绿色制造，简称为绿色制造；狭隘的轴承绿色制造，简称为绿色生产。在轴承产品的生命的全过程中，显然，轴承产品的绿色设计、绿色生产、绿色回收是至关重要的，因而就成了轴承工业的主要技术。

轴承绿色设计是在考虑产品的功能、质量、开发周期和成本的同时，优化各有关设计因素，使产品及其制造过程对环境的总体影响减到最小。绿色设计又称为面向环境的设计(Design for Environment, DFE)。

轴承绿色生产是可持续发展思想在制造领域的体现。主要表现为清洁生产，其理想工艺是纳米级制造技术基础上的从零件到产品的一次净成型。材料、产品生产制造的过程中，不但要采用环保节能型材料加工、零部件制造、装配工艺，还要考虑生产部门的工作环境对人们生理、心理的影响。这既符合法律法规(2002年5月1日施行《中华人民共和国职业病防治法》)的要求，又体现人类的道德伦理。

轴承绿色回收要求轴承生产企业，要密切联系废弃物处理部门与材料加工企业协同合作，探索符合可持续发展绿色观的物质流、能量流，使生态资本、经济资本、社会资本共同增值。

2．轴承工业绿色制造的关键技术

由于轴承属于精密的机械零部件，又是用硬质耐磨材料构成，其制造一般都需要经过车削、磨削等工序来完成，这就必然要使用切削液、磨削液等对环境具有污染的物质。随着切削刀具和切削技术的发展，目前国内、外对轴承采用干切削和硬切削已有很多的研究。但由于轴承是经受交变应力的部件，如何有效地控制其加工表面的残余应力状态，成为制约这一技术推广应用的关键。

目前国外已有先通过硬车削再对轴承滚道表面进行滚压的轴承加工工艺，据称这一方法除了使成本减少到原来的55%，寿命也提高了五倍。国内对轴承的硬车削技术还停留在实验的阶段，如何改进轴承的加工工艺，通过改变切削条件和方法，主动控制轴承加工表面的应力状态是当前我国轴承行业实现绿色制造的关键技术。