近期,由中國(guó)科學(xué)院金屬研究所李殿中研究員、李依依院士團(tuán)隊(duì)牽頭攻關(guān)的超大型盾構(gòu)機(jī)用直徑8米主軸承研制成功。該主軸承重達(dá)41噸,是目前我國(guó)制造的首臺(tái)套直徑最大、單重最大的盾構(gòu)機(jī)用主軸承,將安裝在直徑16米級(jí)的超大型盾構(gòu)機(jī)上。其中,伊萊特為該盾構(gòu)機(jī)主軸承提供了8件直徑7-8米的稀土鋼軸承環(huán)。
盾構(gòu)機(jī)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)的重大裝備,被廣泛應(yīng)用于各類隧道工程。其中,主軸承被稱為盾構(gòu)機(jī)“心臟”,是刀盤驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的關(guān)鍵部件。在盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)過程中,主軸承“手持”刀盤旋轉(zhuǎn)切削掌子面,并為刀盤提供旋轉(zhuǎn)支撐。再加上需要面對(duì)復(fù)雜的地質(zhì)條件,掘進(jìn)過程只能前進(jìn),不能倒退,主軸承一旦失效,將會(huì)造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。
目前,我國(guó)已實(shí)現(xiàn)了盾構(gòu)機(jī)的國(guó)產(chǎn)化,但其核心部件——主軸承卻依賴進(jìn)口,亟需打通自主可控制造的“最后一公里”。直徑8米的主軸承,相當(dāng)于50個(gè)人坐的圓桌那么大,在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中承載的最大軸向力達(dá)到105千牛(1千牛約等于0.1噸物體的重力,一頭成年亞洲象的體重按4噸算的話,這相當(dāng)于軸向受到2500頭亞洲象重力的作用)、徑向力達(dá)104千牛、傾覆力矩達(dá)105千牛·米。
2020年,中國(guó)科學(xué)院?jiǎn)?dòng)了“高端軸承自主可控制造”戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項(xiàng),由中國(guó)科學(xué)院金屬研究所、中國(guó)科學(xué)院蘭州化學(xué)物理研究所等7家院內(nèi)科研單位組成建制化團(tuán)隊(duì),聯(lián)合伊萊特能源裝備股份有限公司在內(nèi)的20余家單位進(jìn)行協(xié)同攻關(guān),先后解決了主軸承材料制備、精密加工、成套設(shè)計(jì)中的12項(xiàng)核心關(guān)鍵技術(shù)問題,開發(fā)出直徑從3米級(jí)到8米級(jí)的盾構(gòu)機(jī)主軸承共10套。
在接到訂單任務(wù)后,伊萊特迅速組織專門的技術(shù)攻關(guān)團(tuán)隊(duì),對(duì)工藝流程進(jìn)行了反復(fù)驗(yàn)證和嚴(yán)苛跟蹤。項(xiàng)目為保證主軸承的高承載能力和高可靠性,采用了高純凈、高均質(zhì)、高強(qiáng)韌、高耐磨的軸承鋼材料,這為后續(xù)加工帶來了許多難題。其中,在熱處理階段,由于對(duì)產(chǎn)品的均勻性、硬度、淬透層等要求非常高,需要嚴(yán)格控制好冷卻時(shí)間以確保產(chǎn)品性能符合技術(shù)要求。最后,在各部門的通力合作下,伊萊特成功交付41件直徑從3米級(jí)到8米級(jí)的稀土鋼軸承環(huán)。
盾構(gòu)機(jī)用超大直徑主軸承的研制成功,為我國(guó)高端基礎(chǔ)零部件攻關(guān)提供了良好的范式,是發(fā)揮新型舉國(guó)體制優(yōu)勢(shì),開展政、產(chǎn)、學(xué)、研、用協(xié)同創(chuàng)新的生動(dòng)體現(xiàn)。下一步,伊萊特將不斷提升自身科技創(chuàng)新水平,在國(guó)家高端裝備制造領(lǐng)域持續(xù)發(fā)力,力爭(zhēng)取得更多的重大突破!