为啥我国高端装备上的小小螺栓几乎100%进口?

快乐不锈2019-03-04 12:24:29

今年前八月,我国机械工业实现利润1.14万亿,顺差1021亿美元,交出了一份漂亮的数据。但是,中国机械工业联合会特别顾问蔡惟慈指出,在各地普遍存在着低端大量出口,高端不得不大量进口的现象,在机械工业由大到强的进程中,创新能力弱和基础不强仍然是主要制约因素。



1、何为螺栓?


螺栓:机械零件,配用螺母的圆柱形带螺纹的紧固件。螺栓有很多叫法,每个人的叫法可能都不同,有人叫成螺钉,有人叫成螺栓钉,有人叫成紧固件。虽然有这么多叫法,但意思都是一样的,都是螺栓。螺栓是紧固件的通用说法。螺栓是利用物体的斜面圆形旋转和摩擦力的物理学和数学原理,循序渐进地紧固器物机件的工具。


螺栓在日常生活当中和工业生产制造当中,是少不了的,螺栓也被称为工业之米。可见螺栓的运用之广泛。螺栓的运用范围有:电子产品,机械产品,数码产品,电力设备,机电机械产品。船舶,车辆,水利工程,甚至化学实验上也有用到螺栓。反正是超多地方都有用到螺栓的。特如数码产品上面用到的精密螺栓。DVD,照相机、眼镜、钟表、电子等使用的微型螺栓;电视、电气制品、乐器、家具等之一般螺栓;至于工程、建筑、桥梁则使用大型螺栓、螺帽;交通器具、飞机、电车、汽车等则为大小螺栓并用。螺栓在工业上负有重要任务,只要地球上存在着工业,则螺栓之功能永远重要。


2、我国高端装备上的小小螺栓几乎100%进口?为什么?


据报道,今年前八月份,我国机械工业实现利润1.14万亿,比去年同期增长14.12%;在进出口方面,2016年机械工业进口额2727亿美元,出口额3748亿美元,顺差1021亿美元。数据看似漂亮,但“老机械工业人”蔡惟慈却高兴不起来。


为什么高兴不起来?因为他说:“螺栓是连接零件的紧固件。但小小螺栓,在我国高端装备上几乎需要100%进口。”


10月28日在济南召开的智能制造发展研讨会上,蔡惟慈告诉记者:“低压电器、紧固件、轴承等量大面广的基础元器件和零部件虽大量出口,但其中高端产品却必须进口。几乎每个小行业都存在着低端大量出口,高端不得不大量进口的现实。”


为什么?


蔡惟慈认为,在“中国制造2025”所部署的五大工程中,各地普遍存在着智能制造热、工业强基冷、创新驱动难的现象,在机械工业由大到强的进程中,创新能力弱和基础不强仍然是主要制约因素。


国家973项目首席科学家、中国工程院院士谭建荣则从另一角度关注到这一问题,“高精度、大尺寸等关键零件的精密加工需要高端锻压机床,后者也是重大工程的基础,但随着我国高精度、深拉伸、超低速等极端工况的需求增加,我国锻压机床自主设计开发面临困难重重。”


他列出一组数据:2016年我国金属加工机床外贸逆差45亿美元,仪器仪表逆差126亿美元,汽车逆差更高达338亿美元,高端供给不足矛盾突出。他又以高速力机为例,在日本,这种广泛应用在小型精密零件的冲压加工的设备,在8mm冲程100KN压力下滑块速度可达每分钟4000次,而我国产品的最高速只有每分钟1200次。更宏观的事实是,欧美锻压机床数字控制化率可达80%,而我国只有不到30%。


谭建荣 图片来源:深圳CIO协会


蔡惟慈认为,“中国制造2025”要求的优质制造不仅仅取决于管理,更有赖于高水平的基础制造能力支撑。“没有高水平的基础零部件、基础材料、基础工艺及基础机械的支撑,就无法改变中国制造‘低档货’的形象。”他说。


3、日本哈德洛克工业株式会社的永不松动螺母


正如蔡惟慈老人所担忧,中国的高铁取得了令世界刮目相看的成绩,然而,小小的螺母却不得不采用进口的,那就是只有45名员工的小企业日本哈德洛克(Hard Lock)工业株式会社的永不松的螺母。国产的许多螺丝螺母很松,经常崩牙断裂。进口的螺丝能把国产扳手扳断,却依然完好...


高铁运营时,高速行驶的列车和铁轨不断接触,形成的震动非常大,一般的螺丝在这种震动中会被震松震飞。不想被震飞,那么就需要螺丝和螺母丝丝入扣,永不松动才行。这个要求看起来很简单,但是要满足它并不容易。


你想,世界上做螺丝螺母的企业可以说是多如牛毛,但是能生产这种永不松动的螺母的企业有几家呢?据说我国高铁就采用了这家名为日本哈德洛克工业株式会社的永不松动螺母。



其实,哈德洛克工业株式会社的社长若林克彦早在1961年就发明了不会回转的螺母U螺母。那是参加工作5年后,若林参观了大阪的一次国际工业产品展会,他在从展会中拿回的一袋子资料和样品中得到了灵感。在这些资料样品中有一种防回旋的螺母吸引了若林的注意力。


若林看到了这种螺母的市场潜力,但是这种螺母结构复杂,价格很高,于是他就想用更简单的结构来代替这种复杂的防回旋螺母。最终功夫不负有心人,没多长时间,若林就开发出了一种结构简单的防回旋螺母。


28岁的若林把这种防回旋螺母命名为U螺母,并为此创立了一家公司来生产和销售这种螺母。这是若林创立的第一家公司——富士精密制作所。若林开发出这种防回旋螺母只用了1个多小时,但是把它推广到市场上却用了两年多的时间。


随着销售额的增加,若林的信心也大大增加,打出“绝不松动的螺母”广告。没想到这句广告词给若林带来了麻烦。装配在挖掘机和打桩机上的U螺母因为震动太大而出现了松动的现象。一些客户就来起诉。


当时富士精密制作所每月销售已经达到1亿日元,出现松动的现象并不普遍,公司的很多人把那句“绝不松动的螺母”也仅仅当做一句广告词来看待,所以并没有把这些起诉当回事。但是若林不这么想。他说既然公开声明这种螺母是绝不松动的螺母,那就应该做得在任何条件下都不会松动。可是这点能做到吗?合作伙伴都持怀疑态度。


为了坚持自己的信念,若林不得已离开了自己创立的公司,带走的只是U螺母的专利。1974年,若林为了生产绝不松动的螺母又开始白手起家创立了第二家企业——哈德洛克(HardLock)工业株式会社。


若林从古代木结构建筑中的榫头上得到灵感,发明了螺母中增加榫头的永不松动的螺母。然而等待他的竟然是和第一次创业时一样的漫长而痛苦的推广之路。由于这种HardLock螺母的结构比一般螺母复杂,成本也高,所以销售价格比普通的螺母要高30%左右。这成了这种螺母推广的最大障碍。


在HardLock螺母没有销售额的时候,这家新公司除了靠U螺母的专利费之外,若林还不得不做一些其他工作来维持这家公司的运营。终于有一家铁路公司采用了若林的产品,证明了这种绝不松动螺母的实力。铁路公司非常需要耐震防松的螺母,而日本铁路公司又非常多,这给若林的新公司带来了发展机会,日本最大的铁路公司JR公司最终也采用了HardLock螺母,并且全面用于日本新干线。


HardLock螺母成了全世界唯一的绝不松动的螺母,不仅在日本得到广泛使用,而且在世界各地的主要桥梁和建筑物中也可以看到这种螺母的存在。当然,hardlock螺母的成功也会吸引很多的模仿者进行模仿。实际上hardlock螺母的原理结构都是比较简单。虽然模仿者很多,但成功者几乎没有。这就是技术的关键。虽然你知道这种加榫头的螺母的原理和结构,可是你就是生产不出绝不松动的螺母。这就是人家的拿手绝活。


从上面的介绍来看,好像这种螺母的发明并不困难,推广倒是很困难的事。实际上这是一种错觉。发明这样结构的螺母的确不是很难,但是,真正地把这种发明变成实实在在的绝不松动的螺母,还是需要在使用中不断地改进。从这家公司的设立到日本最大的铁路公司的全面使用,若林用了近20年的时间。这个20年中的不断技术改进,才使HardLock螺母成了世界上唯一的绝不松动的螺母。


哈德洛克公司在网页上特地注了一笔:本公司常年积累的独特的技术和诀窍(knowhow),对不同的尺寸和材质有不同的对应偏芯量,这是HardLock螺母无法被模仿的关键所在。看见了吧,人家把这种螺母的原理和结构都明白地告诉你了,但是实际的生产还需要特殊的经验,这就是技术,这就是诀窍(knowhow)。没有这种技术,你就是看懂了这种螺母的原理,也无法生产出来。日本的很多企业都有这种你怎样学也不会的独一无二的技术。


举以上例子主要是为了说明创新不是一蹴而就的事情,但是企业应该具有这种精神,心驰神往致力于此才能有所成就。否则,将如蔡惟慈老先生所讲的高端产品仍需进口,创新能力弱将主要影响我国机械工业由大到强的进程。


4、济南二机床,以数字化创新提升全球竞争力的行业典范


可喜的是,一些骨干企业与时俱进,不断破解上述难题。无论是谭建荣还是蔡惟慈都提到了一个国企——济南二机床集团。以上世纪50年代中国第一台龙门刨床、第一台机械压力机为肇始,“济二”先后研制出450余种中国首台(套),承担了11项国家科技重大专项,大型冲压冲备国内市场占有率达80%,直至成为世界三大数据冲压装备商之一。



“济南二机床是我国机床行业的一面旗帜,也是机床行业少有的常青树。他们依靠自主创新、服务型制造和开放式发展向外界展示了一个传统的机床骨干企业是怎样由大变强,成为行业领跑者的历程。”蔡惟慈说,这是一个值得借鉴的案例。

转自/金属加工 科技日报 家在济南