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能夠穿山越嶺、過(guò)江跨海的盾構機是國民經(jīng)濟建設的重大裝備，但超大型盾構機的核心部件主軸承卻依賴(lài)進(jìn)口。如今，“卡脖子”的最后一關(guān)終于被攻克——超大型盾構機用直徑8米主軸承研制成功！

該主軸承的研發(fā)由中國科學(xué)院金屬研究所李殿中研究員、李依依院士團隊牽頭攻關(guān)，是目前我國制造的首臺套直徑最大、單重最大的盾構機用主軸承，凈重為41噸，將安裝在直徑16米級的超大型盾構機上，用于隧道工程挖掘。

經(jīng)國家軸承質(zhì)量檢驗檢測中心檢測和專(zhuān)家組評審，認為該主軸承各項技術(shù)性能指標與進(jìn)口同類(lèi)主軸承相當，滿(mǎn)足超大型盾構機裝機應用需求。而主軸承的研制成功，也標志著(zhù)我國已掌握盾構機主軸承的自主設計、材料制備、精密加工、安裝調試和檢測評價(jià)等集成技術(shù)。

李殿中介紹，主軸承是盾構機刀盤(pán)驅動(dòng)系統的核心關(guān)鍵部件——盾構機掘進(jìn)過(guò)程中，主軸承“手持”刀盤(pán)旋轉切削掌子面并為刀盤(pán)提供旋轉支撐?！爸睆?米的主軸承在運轉過(guò)程中要承受很大的力，例如其承載的最大軸向力就可達到10萬(wàn)千牛，相當于軸向受到2500頭成年亞洲象重力的作用。而大型盾構機在掘進(jìn)過(guò)程中只能前進(jìn)不能倒退，需要高可靠性，對材料、設計、加工、潤滑脂等方面都提出了很高要求?！?/p>

為了啃下這塊“硬骨頭”，中國科學(xué)院于2020年啟動(dòng)了“高端軸承自主可控制造”戰略性先導科技專(zhuān)項，中國科學(xué)院金屬研究所、中國科學(xué)院蘭州化學(xué)物理研究所等7家院內科研單位組成建制化團隊，聯(lián)合中國交通建設集團有限公司的中交天和機械設備制造有限公司、洛陽(yáng)新強聯(lián)回轉支承股份有限公司等20余家單位進(jìn)行協(xié)同攻關(guān)，由制造材料入手，攻克了加工精度和設計等難關(guān)，打通了全流程技術(shù)鏈條，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(wèn)題。

在材料研發(fā)中，研究團隊開(kāi)發(fā)出“低氧稀土鋼”關(guān)鍵技術(shù)，讓主軸承載重能力更強、更有韌性、更加穩定，不僅在基礎研究層面清楚了其機制，而且還在實(shí)際應用中有效解決了澆口嚴重堵塞及加入稀土性能不穩定等問(wèn)題，并牽頭制定了多項稀土鋼標準。李殿中說(shuō)：“目前由相關(guān)合作企業(yè)生產(chǎn)的稀土軸承鋼綜合力學(xué)性能優(yōu)異，好于進(jìn)口產(chǎn)品?！?/p>

在加工和設計方面，盾構機主軸承技術(shù)總師胡小強研究員帶隊深入生產(chǎn)一線(xiàn)，聯(lián)合骨干企業(yè)成功攻克了主軸承高精度加工和精度保持性難題，研制出直徑100毫米以上的一級滾子，使我國軸承行業(yè)突破了一級大型滾子精密加工技術(shù)。目前，研究團隊與洛陽(yáng)新強聯(lián)股份有限公司等企業(yè)密切合作，實(shí)現了盾構機主軸承加工制造、裝配調試、檢測評價(jià)等全流程自主可控，同時(shí)帶動(dòng)了相關(guān)國產(chǎn)裝備的研制，開(kāi)發(fā)出直徑3米級到8米級的盾構機主軸承共10套。

（來(lái)源：光明日報）