河南日报客户端记者 田宜龙 范坤鹏 通讯员 高月 姚虎
12月15日,记者从洛阳新强联回转支承股份有限公司(下称:洛阳新强联)获悉:我国首台套盾构机用超大直径主轴承日前在洛阳研制成功。该主轴承直径8米、重达41吨,是目前我国制造的直径最大、单重最大的盾构机用主轴承,将安装在直径16米级的超大型盾构机上,用于隧道工程挖掘。
盾构机是国民经济建设的重大装备,承载着穿山越岭、过江跨海的重任。我国已实现盾构机的国产化,作为其刀盘驱动系统的核心关键部件——主轴承却依赖进口。
“直径8米的主轴承在运转过程中承载的最大轴向力达到10万千牛(相当于轴向受到2500头亚洲象重力的作用)、径向力达1万千牛、倾覆力矩达10万千牛·米。”中科院金属研究所李殿中研究员介绍,为保证主轴承的高承载能力和高可靠性,特别要求制造主轴承的轴承钢要高纯净、高均质、高强韧、高耐磨,同时,对主轴承成套设计、加工精度、润滑脂等都提出了很高的要求。
2020年,中国科学院启动“高端轴承自主可控制造”战略性先导科技专项,中国科学院金属研究所等7家院内科研单位组成建制化团队,联合洛阳新强联等20余家单位协同攻关,先后解决了主轴承材料制备、精密加工、成套设计中的12项核心关键技术问题,开发出直径3米级到8米级的盾构机主轴承共10套。
“要制造高纯净、高均质、高强韧、高耐磨的轴承钢材料,一定要从源头解决材料制造问题。”李殿中说。攻关团队将目光瞄准了稀土轴承钢,他们通过控制氧含量,制备出性能优越、稳定性好的低氧稀土钢,研制出的稀土轴承钢拉压疲劳寿命提高40多倍,滚动接触疲劳性能提升40%,并制订了多项稀土钢标准。
目前,该超大主轴承已顺利通过国家轴承质量检验检测中心检测和专家组评审。李殿中说,超大直径主轴承的研制成功,标志着我国已掌握盾构机主轴承的自主设计、材料制备、精密加工、安装调试和检测评价等集成技术。为我国高端基础零部件攻关提供了良好的范式,是“贯通技术链、打造创新链、对接产业链”的积极实践,是发挥新型举国体制优势,开展“政、产、学、研、用”协同创新的生动体现。