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国产盾构机有了全系列“中国心”
专栏:行业资讯
发布日期:2024-03-13
阅读量:2177
作者:麒麟机械
盾构机主轴承的制造曾是制约我国工业发展的难题。全国人大代表、铁建重工首席科学家刘飞香说,中国盾构机产业不仅要做到整机技术全球领先、市场份额全球最大,还要实现关键系统自主可控。主轴承研制到底有多难?

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近日,在湖南长沙的中国铁建重工集团股份有限公司(以下简称铁建重工)第二产业园,一间代号为“197”的厂房里,直径从3米至8.6米的多个“大铁环”正被加工制造中。
这些“大铁环”叫主轴承,是盾构机的“心脏”部件。
它是盾构机在服役期间唯一不能更换的部件,需要直面盾构机超重载、大偏载、频变载等极端恶劣工况考验。
主轴承成型后,一旦损坏,上亿元的盾构机将面临报废的危险,整个工程的成本也将成倍增长。

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盾构机主轴承的制造曾是制约我国工业发展的难题。

“实现高水平科技自立自强,就必须开展更多创新性研究,突破关键性技术难题。”全国人大代表、铁建重工首席科学家刘飞香说,中国盾构机产业不仅要做到整机技术全球领先、市场份额全球最大,还要实现关键系统自主可控

近年来,铁建重工依托新型举国体制优势,加强政产学研用协同创新,针对重载大型轴承、控制系统、减速机、液压泵马达等盾构机关键零部件开展自主攻关,实现了关键零部件完全自主可控

“主轴承的服役寿命与可靠性受到材料、设计、制造技术等多种关键因素制约,研制难度随尺寸增加而倍增。”说到我国盾构机产业的薄弱环节,刘飞香感触很深,“过去国外企业不仅在技术上卡我们,还逐年提高涨价幅度。”

主轴承研制到底有多难?

刘飞香总结出四大难点:材料难、设计难、制造难、试验难

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超大直径主轴承为例,其滚道直径达数米,平面度要小于20微米,相当于一张A4纸厚度的五分之一,直线度要小于8微米,只有头发丝的十分之一

这样的加工制造过程无异于“在头发上刻字,在米粒上雕花”。

2019年7月,刘飞香牵头成立研发攻关团队,联合上下游企业、高等院校协同攻关,尝试了上百种材料和工艺,并进行实地试验,对上万组数据进行分析。2023年10月,团队研制成功直径8.61米盾构机主轴承。这标志着我国彻底攻克并自主掌握了盾构机主轴承从材料、设计到制造、试验的全过程关键核心技术,使国产盾构机有了全系列“中国心”

在不断攻克核心技术的同时,铁建重工加速数字化转型,通过数字化赋能,创新打造了一套盾构机数字孪生系统,让大国重器迸发“数智”力量。

“这套系统通过实时搜集工程施工数据,如盾构机各种零部件的运行数据、地下环境数据等,再经过系统分析,远程在线实时帮助技术人员针对现役机型做出操作决策,并对下一代产品优化升级提供大数据支撑。”刘飞香表示,数字孪生技术打破了虚实界限,避免了以往现场人工勘察而出现的误差,实现风险关口前移。

如今,铁建重工的地下工程装备数字孪生系统已向盾构机、钻爆法装备和煤矿装备领域延伸,广泛用于国内外铁路、公路、矿山、水利等大型工程建设。

从破局突围到全球领先,如何让包括中国盾构机产业在内的国内高端制造业持续领跑?刘飞香认为,要把做强高端制造业作为高质量发展的基石,通过攻克关键技术,让产业短板不短,攻关智能化技术,让产业长板更长,用高质量产业托举经济高质量发展。

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