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華麗轉(zhuǎn)身,“要做什么”!多項國家重大裝備的核心部件取得突破

央視網(wǎng)消息:從穿山越嶺到過江跨海,盾構(gòu)機是國民經(jīng)濟和建設(shè)的重大裝備。作為盾構(gòu)機“心臟”的主軸承,其研發(fā)是實現(xiàn)盾構(gòu)機自主可控制造的“最后一公里”。2022年底,我國科研團隊研制出設(shè)計壽命超過10公里、具有國際水平的“超大型盾構(gòu)機用直徑8米主軸承”。面向國家重大需求,現(xiàn)在科研團隊又有了新目標。

春節(jié)期間,在位于沈陽的中科院金屬研究所,科研團隊正在進行新一輪研發(fā)。他們瞄準的,是設(shè)計壽命超過15公里的盾構(gòu)機主軸承,以滿足未來長隧道、大隧道盾構(gòu)機制造的需求。

在剛剛過去的2022年年底,科研團隊成功研制出設(shè)計壽命為10公里、直徑為8米、重達41噸的超大型盾構(gòu)機主軸承,可承載的最大軸向力為10的5次方千牛,約等于2500頭成年亞洲象的重力,成為目前我國制造的首套直徑最大、單重最大的盾構(gòu)機用主軸承。

  讓盾構(gòu)機主軸承的設(shè)計壽命從10公里提升至15公里,是新升級也是新挑戰(zhàn),所帶來的研發(fā)難度呈指數(shù)級增加。

科研團隊介紹,主軸承是盾構(gòu)機的核心部件,類似于手掌的掌心,四周承載著刀盤,帶動刀盤旋轉(zhuǎn)實現(xiàn)隧道挖掘。為了實現(xiàn)超大直徑盾構(gòu)機主軸承自主可控,科研團隊10多年前開啟了材料制備研發(fā),將目光瞄準了稀土鋼。然而,稀土鋼在工業(yè)化生產(chǎn)時遭遇的難題長期懸而未決,導(dǎo)致我國稀土鋼的研發(fā)由熱變冷。正是在這個幾近冷藏的領(lǐng)域,研究團隊經(jīng)過大量的實驗、計算,最終開發(fā)出“低氧稀土鋼”關(guān)鍵技術(shù)。

“低氧稀土鋼”研發(fā)成功,讓盾構(gòu)機主軸承研發(fā)駛?cè)肟燔嚨?。面向國家重大需求?020年中科院啟動“高端軸承自主可控制造”戰(zhàn)略性科技先導(dǎo)專項??蒲袌F隊聯(lián)合40多家科研院所和優(yōu)勢企業(yè)協(xié)同攻關(guān),僅用3年就突破了一級大型滾子精密加工技術(shù)。至此,從主軸承材料制備到成套設(shè)計精密加工均已完成,直徑3米級到8米級的盾構(gòu)機主軸承也相繼誕生。直徑3米的主軸承,已在沈陽地鐵工程中成功應(yīng)用。

春節(jié)期間,我國制造的首套直徑最大、單重最大的8米盾構(gòu)機用主軸承,正在中交集團的蘇州常熟廠房內(nèi)緊鑼密鼓進行裝機測試,后續(xù)將裝到16米級盾構(gòu)機上,在過湖隧道工程中率先應(yīng)用。盾構(gòu)機用超大直徑主軸承的研制成功,為我國高端基礎(chǔ)零部件攻關(guān)提供了良好的范式。聚焦高端裝備、能源電力、船舶制造等領(lǐng)域的國家重大需求,科研團隊解決了多項國家重大裝備的核心部件需求,正在完成從“會做什么”到“要做什么”的華麗轉(zhuǎn)身。


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