近期,由中國科學院金屬研究所李殿中研究員、李依依院士團隊牽頭攻關(guān)的超大型盾構(gòu)機用直徑8米主軸承研制成功。該主軸承重達41噸,是目前我國制造的首臺套直徑最大、單重最大的盾構(gòu)機用主軸承,將安裝在直徑16米級的超大型盾構(gòu)機上。其中,伊萊特為該盾構(gòu)機主軸承提供了8件直徑7-8米的稀土鋼軸承環(huán)。
盾構(gòu)機是國民經(jīng)濟建設的重大裝備,被廣泛應用于各類隧道工程。其中,主軸承被稱為盾構(gòu)機“心臟”,是刀盤驅(qū)動系統(tǒng)的關(guān)鍵部件。在盾構(gòu)機掘進過程中,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。再加上需要面對復雜的地質(zhì)條件,掘進過程只能前進,不能倒退,主軸承一旦失效,將會造成嚴重的經(jīng)濟損失。
目前,我國已實現(xiàn)了盾構(gòu)機的國產(chǎn)化,但其核心部件——主軸承卻依賴進口,亟需打通自主可控制造的“最后一公里”。直徑8米的主軸承,相當于50個人坐的圓桌那么大,在運轉(zhuǎn)過程中承載的最大軸向力達到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,這相當于軸向受到2500頭亞洲象重力的作用)、徑向力達104千牛、傾覆力矩達105千牛·米。
2020年,中國科學院啟動了“高端軸承自主可控制造”戰(zhàn)略性先導科技專項,由中國科學院金屬研究所、中國科學院蘭州化學物理研究所等7家院內(nèi)科研單位組成建制化團隊,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、成套設計中的12項核心關(guān)鍵技術(shù)問題,開發(fā)出直徑從3米級到8米級的盾構(gòu)機主軸承共10套。
在接到訂單任務后,伊萊特迅速組織專門的技術(shù)攻關(guān)團隊,對工藝流程進行了反復驗證和嚴苛跟蹤。項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,由于對產(chǎn)品的均勻性、硬度、淬透層等要求非常高,需要嚴格控制好冷卻時間以確保產(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米級到8米級的稀土鋼軸承環(huán)。
盾構(gòu)機用超大直徑主軸承的研制成功,為我國高端基礎零部件攻關(guān)提供了良好的范式,是發(fā)揮新型舉國體制優(yōu)勢,開展政、產(chǎn)、學、研、用協(xié)同創(chuàng)新的生動體現(xiàn)。下一步,伊萊特將不斷提升自身科技創(chuàng)新水平,在國家高端裝備制造領(lǐng)域持續(xù)發(fā)力,力爭取得更多的重大突破!