3.3 我国高端链传动产业与世界先进国家的主要差距

我国的链传动产业比世界先进工业国家起步晚，新中国成立后才开始起步。经过几十年的发展，特别是改革开放的40年，我国链传动产业取得了几次飞跃式的发展。从链传动广度上讲，新中国成立至今，我国已成为世界链传动大国，各种链传动产品除满足本国需求外，还远销世界各国。近几年，我国链传动产业调结构、促转型、上水平、增效益取得了良好成效，行业地位明显提升。我国的链传动产品为国民经济、国防、科技重大装备提供了具有自主知识产权的关键零部件，已成为我国战略性新兴产业的必不可少的重要基础件。

虽然我国的链传动产品性能有了很大提升，但与世界先进工业国家的名优产品相比还存在差距，主要差距表现在高精、高速、高强度、高疲劳、耐高温、耐低温、耐磨损、低噪声等服役于严酷工况条件下的高端链条的高性能上。先进工业国家的名优链条企业，如英国的瑞诺德公司，美国的莱克斯诺工业集团、岱盟德公司、博格华纳公司，德国伊维氏公司、沃尔夫公司、舍弗勒集团，法国塞迪斯传动件有限公司，日本株式会社椿本链条、大同工业株式会社、日立金属株式会社等，它们一方面组成跨国集团采购团队，收购我国高性价比链条，另一方面直接在我国建厂生产销售耐复杂环境的高档特殊链。例如，在钢铁冶金、矿山开采、水泥制造、石油钻探、造船和港机、重载工程与道路机械、城市环保、停车装备与轨道交通等领域，高价推销它们的名优链条。它们以品牌优势和技术优势，以高于我国同类产品数倍或数十倍的价格抢占我国高端链传动市场。虽然我国的高端链传动产品，在改革开放后已取得了较优异的业绩，但与世界名牌相比，在精度、可靠性、使用寿命以及品牌效应等方面还存在较大差距。

3.3.1 主要差距概述

总体而言，我国高端链传动产业与世界先进国主要差距有以下8个方面。

（1）原材料可选择性

对一些要求链条具有高强度、高抗疲劳、高耐冲击性能的领域所用链条，国外原材料材质选择范围比国产原材料材质选择范围广，可适合链条不同使用工况。比如园林机械用于伐木的锯链切齿链片选用美国镍铬钢SAE8660，其非金属夹杂物含量控制较低，通过等温淬火热处理后，抗拉强度达到1707MPa，疲劳强度达到350MPa，强韧性高。另外一些使用耐久性要求高的链条，相关链条零件材质也会选用进口材料才能满足性能要求。

（2）链板冲裁模具技术对链条精度的影响

链条行业国际标准ISO 606中的传动用短节距精密滚子链，链长精度的极限偏差要求是测量长度尺寸的0～0.15%。而在一些高精度链传动应用领域如印刷机械、食品包装机、发动机正时链等，链长精度的极限偏差要求控制在0～0.12%，有些使用场合要求更高，这对链条链板冲裁模具结构的合理性与模具加工精度提出了较高要求。模具冲孔易损件寿命直接影响冲裁链板孔心距精度，要求链板冲裁后孔心距尺寸散差控制在0.01mm。如德国一家链条制造商提供给海德堡四色印刷机的链条，其长度精度＜0.1%。我国高端高精度链条链长公差＜0.12%。国外链条企业对1.6mm厚度的链板冲裁速度达到600件/min，生产效率高。同时根据模具易损件寿命对冲裁加工件实现计数控制，确定易损件保养时间，使得零件尺寸精度稳定可靠，保证了链条长度的高精确性，满足一些特定行业对链条的苛刻要求。

（3）滚子冷挤压成形技术

在一些对耐冲击性要求高的链条使用场合，滚子碎裂是链条失效模式之一，经分析滚子冷挤压成形机器及模具是滚子加工成形和质量保证的关键，设备精度及模具结构直接影响滚子成形后的耐冲击性能。虽然我国高端链条（如汽车发动机正时链）滚子冷挤压设备可以从日本进口，但由于滚子冷挤压成形模具技术原因，我国链条企业生产的滚子与德国、美国、日本的链条制造商生产的滚子相对比，滚子耐冲击性还有一定差距，影响了一些高端链条项目拓展。

（4）有缝套筒卷制机技术

国外高端链条套筒卷制采用德国威夫斯公司生产的卷制机或德国比勒公司生产的多功能弯曲机，国外的卷制机卷制套筒圆度的制造误差能达到＜0.005mm，卷制速度可达400件/min，而国产卷制机卷制同类型套筒圆度的制造误差为＜0.01mm，卷制速度为300件/min。套筒的圆度公差大小直接影响链条的链长精度。

（5）热处理技术

链条零件的热处理直接影响链条的使用寿命。目前在高端链条高耐磨性方面，我国销轴表面硬化热处理技术与国外先进链条制造商相比仍有一定差距。如国外R公司推出的高耐磨链条，其销轴表面经过特殊硬化处理，表面硬度达到约880HV，有效硬化层深度达0.35mm，经台架试验，在正常润滑条件下抗磨损性能非常好，400h试验链条伸长量为0.15mm，伸长率为0.03%。按R公司产品样本介绍，此链条寿命是竞争对手的6倍以上。

（6）链条免维护技术

由于链条在一些特殊使用场合无法进行润滑，因此部分链条采用了特殊含油套筒结构，由此开发的免维护链条满足了此类应用场合。我国链条企业也有开发生产此类链条，然而受到特殊含油套筒的材质、含油率、密度、含油种类等技术难点制约，直接影响到此类链条的耐磨损寿命。

（7）组装设备技术

目前我国链条组装线由装配机、铆头机、预拉机等主要设备组成，装配机有链板孔定位与外形定位两种结构。一般是一台设备只能组装一种规格链条，链条通过组装后整链控制扭曲量＜10°/10ft（1ft=0.3048m）。国外链条制造商的组装机一般以链板孔定位，组装模具采用模块化结构，通过快速更换模具，能组装几种规格链条，组装机适应性强，整链控制扭曲量＜7°/10ft。

（8）防锈润滑油品技术

国外链条制造商对链条用油品研发比较重视，视链条不同使用场合开发不同油品，对提高链条使用寿命起了较大作用。如日本株式会社椿本链条推出的G8系列链条，采用新研发成功的防锈润滑脂，在其他条件不变的情况下耐磨损寿命提高20%。我国生产的链条在一些特殊环境使用时，客户仍会指定选用国外克鲁勃公司、福斯公司开发的链条专用防锈润滑脂，以提高链条使用寿命。

3.3.2 汽车链和扶梯链与世界先进国家存在的主要差距

汽车用链条（包括发动机链条、变速器链条等）、自动扶梯及自动人行道用链条（驱动链、梯级链等）是两大类大批量生产的高端链传动产品，下面着重介绍我国这两大类高端链传动产品与先进工业国家存在的主要差距。

1.汽车用链条

我国汽车用链条经过20年的发展，具备了满足汽车发动机及变速器使用的技术储备和制造能力，并占领了越来越多的国内市场份额。截至2018年，我国汽车用链条中国产链条的市场占有率已经由2000年的不足5%增加到20%以上。但是，与先进的工业国家相比，我国在很多方面仍存在一定差距，主要体现在以下方面。

（1）研发能力

国内汽车链制造企业极少有设计或工艺方面的自主改进，原始创新全部来自先进工业国家的链条企业。这主要是由于国内链条企业只注重市场开发和产品生产环节，在基础研究方面很少投入相应的人力、物力和财力。先进工业国家的链条制造企业都具备很强大的基础研究手段，并成立专门的研发团队对新工艺、新材料、新设计进行试验研究。比如美国博格华纳公司，仅上海的一个发动机链系统研究中心，就有一个几十人的研发团队，这个团队的研发能力和研发投入，超过国内全部汽车链条生产制造企业的总和。汽车链传动研发能力的短板，是国内汽车链制造企业与先进工业国家竞争对手的最大差距。

（2）制造工艺

经过多年的发展，我国链条行业已经具备了汽车链制造的完整工业体系和工艺流程，但限于资金实力、技术储备和人才素质的差距，在制造工艺上较先进工业国家仍有一定差距。冲制、卷制、冷挤压、热处理、表面处理、装配是链条制造的核心制造工艺，这些环节上的差距如下：

1）冲制工艺：最近几年精密慢走丝设备的进口和国产化使模具的制造公差提升到3μm以内，从而确保国内的链条零件的冲制精度与国际一流水平差距极小，但由于国内高精度的压力机普及度极低，导致模具寿命较国外仍有较大差距，同样的模具在普通压力机上平均寿命约3万次，但在高精度压力机上平均寿命可以达到10万次以上。

2）卷制工艺：国内最近两年在弹簧卷制机基础上改进的高速高精度卷制机，具有极高的性价比。生产速度可达300件/min，圆度由原来的40μm提升到15μm，已经与国外的卷制水平非常接近。

3）冷挤压工艺：2015年以来，国内冷挤压件生产厂家开始陆续引进日本阪材公司的冷挤压机及模具技术提升高端冷挤压零件的产品质量，使国内生产的冷挤压套筒、滚子零件的质量有了质的提升，内孔台阶问题得以消除，内孔和外圆的同轴度误差由原来的50μm减少到15μm。汽车用高端链条的冷挤压质量也与国外的水平接近。

4）热处理及表面处理工艺：国内高端链传动系统与国外高端链传动系统工艺水平的差距，主要体现在热处理及表面处理工艺上，热处理的产品质量是由一系列过程参数保证的，这些过程参数之间存在交叉影响因素。国内企业一方面限于热处理设备过程参数的控制精度，另一方面在工艺研究时受制于试验数据积累不充分，导致国内链条厂家的热处理质量与国际一流水平仍有较大差距。

（3）可靠性

可靠性是国内企业与西方先进工业强国企业在高端链传动领域的主要差距之一。2015年之前，美国、日本和德国的汽车链售用PPM通常都在10以下，国内企业的售后PPM平均超过了300。最近3年来，国内企业把产品质量可靠性放在了突出重要的位置，通过大量技改、防错措施和在线全检的应用，部分企业的售后PPM降低到了50以内。但高端链传动客户对产品质量提出了更加苛刻的要求，国内汽车主机厂把售用PPM指标逐步由2005年的300PPM降低到2015年的50PPM，现在更是直接提出售后零缺陷的质量要求。

2.自动扶梯驱动链和梯级链

扶梯驱动链（见图3-1）一般参照GB/T 1243/ISO 606标准设计、制造，其互换性尺寸与普通标准滚子链一致，可以与标准滚子链链轮良好啮合。另外，GB/T 1243/ISO 606标准没有明确规定滚子链的耐磨损性能指标，但为了达到自动扶梯苛刻的磨损使用寿命要求，驱动链还需进行模拟自动扶梯实际使用工况的台架试验，以验证其耐磨损性能。

现在市场上的自动扶梯及自动人行道设施中的驱动链通常采用节距尺寸为25.4mm、31.75mm和38.1mm的标准滚子链A系列或B系列规格双、三排滚子链互换性尺寸相同的高性能精密滚子链。随着国内外环保要求的不断提高，驱动链已越来越多地采用绿色环保滚子链（自润滑链）。在自润滑驱动链方面，日本株式会社椿本链条走在了世界前列，而国内还没有很好地开发出高端重载型自动扶梯、恶劣环境使用的室外自动扶梯用免维护、耐腐蚀的自润滑粉末冶金套筒驱动链。

梯级链尚未有国外标准可循，我国是最早、也是目前世界上唯一对梯级链产品进行标准化的国家。我国在1997年就发布了JB/T 8545—1997《自动扶梯梯级链、附件及链轮》这项机械行业标准，对梯级距分别为400mm和406.4mm的17种链号规格的梯级链产品要求做出了规定。随着各电梯主机厂家自动扶梯新品的不断开发，对配套的梯级链产品的种类及其他要求越来越高，JB/T 8545—1997旧标准已远远不能适应梯级链新品生产的需要，为解决旧标准滞后的问题，我国修订发布了第二版的JB/T 8545—2010《自动扶梯梯级链、附件及链轮》标准。

JB/T 8545—2010标准规定了自动扶梯用梯级链条的结构型式、基本参数和尺寸、抗拉强度和链长精度，以及与这些链条相配的附件和链轮的技术要求。其中抗拉强度要求是衡量梯级链整链强度和安全性能的重要指标，链长精度则是链传动产品的重要精度指标。就标准规定的梯级链总的链号规格数而言，第二版标准比JB/T 8545—1997旧版标准增加了8个，第二版标准规定了梯级距分别为400mm、405mm、406.4mm、407.2mm和410.4mm的25个链号规格的梯级链，这25个链号规格的梯级链涉及的链条节距尺寸有66.67mm、67.73mm、68.40mm、100mm、101.60mm、101.25mm、133.33mm、135mm、135.46mm、135.73mm、136.80mm（共11档尺寸），包含了现市场上各种普通自动扶梯所配套的绝大多数梯级链产品，国内各大自动扶梯梯级链制造企业生产的许多链号规格的梯级链已被编入第二版标准中。

梯级链是专门供在自动扶梯上使用的，均为两挂链条平行使用，所以，要特别注意两挂梯级链间的同步性，同步性能越好，链条工作时平稳性越好。为满足市场上日益升级换代的自动扶梯设备运行的需求，体现标准制修订不断进步的原则，第二版标准比旧版标准对梯级链链长精度提出了更高要求。JB/T 8545—2010标准规定：梯级距同步精度、配对使用的链条的链长同步精度均为“不应超过0.3mm”要求（JB/T 8545—1997标准为“不应超过0.4mm”）；第二版标准还增加了“梯级距精度”要求，规定梯级距长度公差为其公称长度值的0.1%，取消了旧版标准中“链长偏差”规定。需要说明的是，目前国内各大自动扶梯链制造企业生产的梯级链产品通常是按主机厂对自动扶梯使用要求设计开发的，这些链条的链长精度要求多数还高于第二版标准要求，所以有条件的梯级链制造厂家应制定并实施链长精度要求高于第二版JB/T 8545标准要求的企业内控工艺标准。

近年来，国内外市场所需的自动扶梯梯级链已不限于JB/T 8545—2010标准规定的产品，各种带自润滑套筒的免维护梯级链、带油杯梯级链、带密封结构（内外链板间装配密封件）的梯级链、带防转动块装置的梯级链、侧（外）置滚轮中装配轴承的梯级链、套筒采用耐磨损聚合物（工程塑料）的长寿命梯级链等新型高性能、超重载或环保型自动扶梯梯级链不断开发出来，呈现出百花齐放的景象，满足了各种自动扶梯产品开发的迫切需求，图3-2、图3-3所示就是国内外开发的两种新型梯级链，是在高升程重型自动扶梯上使用的带防转块装置梯级链和链板外缘结构单向防弯梯级链（链条承载时，不会出现塌弯现象，确保了梯级链运行时有足够的刚度）。

需要指出的是，尽管国外还没有自动扶梯梯级链产品的专业标准，但国际知名链条生产商对梯级链产品的企业内部生产技术、质量要求是远高于JB/T 8545—2010标准规定的，且国外新型高端扶梯链产品和生产技术是在不断开发、提升中，即使近年来我国扶梯链产品发展迅速，但与发达国家的高质量的扶梯链产品和先进制造技术还是存在一些差距的，需要全行业不断加以改进、提高。

3.3.3 我国链传动产业在链传动理论研究、生产经营方面与世界先进国家存在的主要差距

1.先进工业国家注重强化基础理论研究，不断开发市场需求的链传动产品，以丰富的经验和技术能力生产出全球领先的高品质链传动产品

从1880年英国人汉斯·瑞诺德（Hans Renold）发明套筒滚子链开始，欧洲、美国和日本的全球链传动名优企业就开始建立“技术中心”和高等院校、研究所，跨行业“产、学、研”紧密结合。企业“技术中心”始终贯穿于从产品开发、设计、制造、销售到维护的各个阶段，“质量”第一优先，并统一管理。

在全球环境保护意识日益增强的社会背景下，世界先进工业国家的名优链传动企业开始认识到保护地球环境是全人类共同关注的课题，继而进行绿色生产和开发绿色产品（如可循环使用的塑料链），提供节能环保的链条及避免污染环境的链传动产品。

2.从集约化精益生产发展到全球营销与服务模式，世界先进工业国名优链传动企业走在我国链传动行业的前面

虽然经过40年的改革开放，我国链传动行业的产品从小五金到农机链，快速发展到品种齐全的工业链；从原有计划经济逐步发展到社会主义市场经济；企业的产权模式从国有、集体到逐步形成以民营为主体的产权结构。同时，我国链传动企业不断追求技术进步，提升出口创汇能力，加强精益化生产管理，从而提高企业的经济效益。我国从一个链传动产业的弱国，通过近70年的努力奋斗，已发展成为全球链传动大国，这在世界上是罕见的。但从产品的档次，全球营销与服务的模式，我国链传动产业还不是全球链传动强国，目前仍是一个发展中的大国。概括地说，世界先进工业国的名优链传动企业，一是它们建立了完整的产品体系，产品的开发、生产、市场与服务体系，目前依然领先我国链传动行业；二是高性能高端链传动产品关键技术，仍需我国链传动行业攻克；三是企业集约化管理，全球网络化管理，绿色精益生产，以及环境保护的意识与法规，仍有待我们去努力学习。