觀察員
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世界范圍尚無研制先例，我國成功攻克直徑8.61米盾構機主軸承
穿山過河，掘土鑿巖……在大型工程的隧道施工中，盾構機已成為不可或缺的“神兵利器”。盾構機之所以能“啃”下硬石頭，靠的是主軸承驅動刀盤，這也是設備安全可靠運轉的“命門”所在。
直徑18至20米的盾構機，可滿足已知工程最大需求。與此相匹配的主軸承直徑規(guī)格為8.61米，此前世界范圍內尚無研制先例。2019年7月，中國鐵建重工集團股份有限公司（以下簡稱“鐵建重工”）成立197研究設計院，矢志攻克這一難關。
四年后，直徑8.61米、重62噸，全球直徑最大、單體最重、承載最高的盾構機主軸承面世。日前，在接受科技日報記者采訪時，197研究設計院院長麻成標自豪地說：“從材料到工藝再到設計驗證，我們實現了超大盾構機主軸承的全過程自主生產，為中國制造再添一枚金牌！”
2023年10月，全球最大直徑盾構機主軸承在鐵建重工下線。鐵建重工
“古劍法練出‘金鐘罩’”
“在盾構機掘進過程中，8.61米主軸承必須經受住超重載、大偏載、頻變載等極端惡劣工況的考驗?！甭槌蓸苏f，“所以，它得足夠‘硬’。”
材料與工藝，是制造夠“硬”軸承的第一道關卡。
“以主軸承的內齒圈為例，它需要一個洛氏硬度大于58、厚度不低于8毫米的圈層，才能承受住超萬噸的載荷?！毖邪l(fā)團隊制造工藝負責人解金東告訴科技日報記者。
這8毫米圈層，被解金東形象地比喻為內齒圈的“金鐘罩”，是主軸承練就壓不碎、磨不爛功夫的關鍵。然而，當時國內常規(guī)的中碳軸承鋼淬火工藝僅能達到洛氏硬度55、表面淬深5毫米。
“硬度與厚度每提升一個單位，都‘難于上青天’。”解金東說，軸承鋼材料包含20多種配方元素。這些元素互相影響，配比需要精準控制，每次調配都是千分之一量級。
研發(fā)團隊聯合鋼鐵企業(yè)，歷經數十次技術討論與測試，終于摸索出適用于大直徑主軸承制造的鋼材標準。
材料有了，還須突破淬火工藝。
因為體積龐大，通用軸承的整體淬火工藝，無法照搬到8.61米主軸承上，只能采用表面淬火。如何保障淬火硬度、深度和均勻性，成為一大難題。
研發(fā)人員不斷調整思路，局部淬火、多次淬火……然而，這些方法雖然提高了淬深，卻帶來新問題——局部交叉區(qū)域溫度相互干涉。
反復討論、多輪試驗無果。
一次偶然的機會，解金東在翻閱相關資料時，從“越王勾踐劍”制造工藝——“覆土燒刃”中得到啟示：以土為媒介，可完美解決淬火區(qū)域溫度不均的問題。
“我們用古劍法練出了‘金鐘罩’。”麻成標說，研發(fā)團隊以此為靈感，成功開發(fā)出一種新的耐高溫介質，溫度相互干涉的難題迎刃而解。
“何不對砂輪‘動手腳’”
- 原標題：特稿丨此前世界范圍尚無研制先例，我國成功攻克→
- 責任編輯: 林鈴錦
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