近期,由中国科学院金属研究所李殿中研究员、李依依院士团队牵头攻关的超大型盾构机用直径8米主轴承研制成功。该主轴承重达41吨,是目前我国制造的首台套直径最大、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。其中,伊莱特为该盾构机主轴承提供了8件直径7-8米的稀土钢轴承环。
盾构机是国民经济建设的重大装备,被广泛应用于各类隧道工程。其中,主轴承被称为盾构机“心脏”,是刀盘驱动系统的关键部件。在盾构机掘进过程中,主轴承“手持”刀盘旋转切削掌子面,并为刀盘提供旋转支撑。再加上需要面对复杂的地质条件,掘进过程只能前进,不能倒退,主轴承一旦失效,将会造成严重的经济损失。
目前,我国已实现了盾构机的国产化,但其核心部件——主轴承却依赖进口,亟需打通自主可控制造的“最后一公里”。直径8米的主轴承,相当于50个人坐的圆桌那么大,在运转过程中承载的最大轴向力达到105千牛(1千牛约等于0.1吨物体的重力,一头成年亚洲象的体重按4吨算的话,这相当于轴向受到2500头亚洲象重力的作用)、径向力达104千牛、倾覆力矩达105千牛·米。
2020年,中国科学院启动了“高端轴承自主可控制造”战略性先导科技专项,由中国科学院金属研究所、中国科学院兰州化学物理研究所等7家院内科研单位组成建制化团队,联合伊莱特能源装备股份有限公司在内的20余家单位进行协同攻关,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,开发出直径从3米级到8米级的盾构机主轴承共10套。
在接到订单任务后,伊莱特迅速组织专门的技术攻关团队,对工艺流程进行了反复验证和严苛跟踪。项目为保证主轴承的高承载能力和高可靠性,采用了高纯净、高均质、高强韧、高耐磨的轴承钢材料,这为后续加工带来了许多难题。其中,在热处理阶段,由于对产品的均匀性、硬度、淬透层等要求非常高,需要严格控制好冷却时间以确保产品性能符合技术要求。最后,在各部门的通力合作下,伊莱特成功交付41件直径从3米级到8米级的稀土钢轴承环。
盾构机用超大直径主轴承的研制成功,为我国高端基础零部件攻关提供了良好的范式,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。下一步,伊莱特将不断提升自身科技创新水平,在国家高端装备制造领域持续发力,力争取得更多的重大突破!