探秘巨型盾构机主轴承的背后故事:中国制造的全球领先之路

2023年10月12日,长沙下线一台直径8.61米、重达62吨的盾构机主轴承,标志着中国铁建重工集团取得了巨型盾构机主轴承的成功研制。这一成就被认为是电子信息领域芯片技术突破的等同。在现场,中国铁建重工集团首席科学家刘飞香激动地见证了这一历史时刻。

这台主轴承外观如一个巨大的光滑环,直径8.61米,重达62吨,是迄今为止全球最大、最重、最高承载能力的整体式盾构机主轴承。中国工程机械工业协会会长苏子孟指出,这一研制的成功为中国盾构机产业链自主化,特别是关键部件的自主研发,以及提升国产高端装备核心竞争力做出了杰出贡献。

盾构机在中国基础建设中发挥着不可替代的重要作用,但长期以来,巨型盾构机主轴承的关键技术一直由国外企业垄断,这一问题成为中国盾构机产业链自主化的最后一道关卡。

主轴承被形象地称为盾构机的“心脏”,因为盾构机的使用寿命主要依赖于主轴承的寿命。目前,盾构机的寿命通常为1万小时,因此主轴承必须具备至少1万小时的使用寿命。在地下工作环境中,盾构机面临着极端恶劣条件,如超重载、大偏载和频繁变化的工作负荷,而主轴承需要承受这一切。

刘飞香介绍,在主轴承的自主研发过程中,他们克服了四大技术难题,包括设计、材料、制造和验证。设计是首要任务,因为在大型、重载和低速轴承领域,中国缺乏自主设计的能力。因此,他们开发了主轴承高可靠性集成设计计算软件,实现了国产主轴承的自主设计。此外,为了解决特种轴承钢的问题,他们进行了材料成分优化和冶炼/锻造工艺提升,提高了钢材的性能。最后,为确保主轴承的性能,他们自主研制了全球最大的主轴承工况模拟综合试验台,解决了主轴承可靠性和疲劳寿命验证难题。

中国铁建重工集团通过多年的努力和不断突破,逐步积累了经验,实现了多个型号主轴承的成功制造,从3米、4.8米、6米、7.6米到8.61米。这不仅解决了国内对于巨型盾构机主轴承的依赖问题,还降低了产品价格,使中国盾构机在国际市场上具备更强的竞争力。

中国工程机械工业协会副秘书长王金星表示,盾构机主轴承有着广泛的应用前景,包括每年约需600至700台的盾构机以及大型起重设备、海上工程装备和风电装备对这类主轴承有需求。他认为,下一步的目标应当是将盾构机主轴承产业推向国际市场,让中国高端产品在全球范围内获得更大的市场份额。

(来源:湖南日报)

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