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      國產盾構機有了全系列“中國心”
      發布時間:2024-03-07
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        近日,在湖南長沙的中國鐵建重工集團股份有限公司(以下簡稱鐵建重工)第二產業園,一間代號為“197”的廠房里,直徑從3米至8.6米的多個“大鐵環”正被加工制造中。

        這些“大鐵環”叫主軸承,是盾構機的“心臟”部件。它是盾構機在服役期間唯一不能更換的部件,需要直面盾構機超重載、大偏載、頻變載等極端惡劣工況考驗。主軸承成型后,一旦損壞,上億元的盾構機將面臨報廢的危險,整個工程的成本也將成倍增長。

        盾構機主軸承的制造曾是制約我國工業發展的難題?!皩崿F高水平科技自立自強,就必須開展更多創新性研究,突破關鍵性技術難題?!比珖舜蟠?、鐵建重工首席科學家劉飛香說,中國盾構機產業不僅要做到整機技術全球領先、市場份額全球最大,還要實現關鍵系統自主可控。

        近年來,鐵建重工依托新型舉國體制優勢,加強政產學研用協同創新,針對重載大型軸承、控制系統、減速機、液壓泵馬達等盾構機關鍵零部件開展自主攻關,實現了關鍵零部件完全自主可控。

        “主軸承的服役壽命與可靠性受到材料、設計、制造技術等多種關鍵因素制約,研制難度隨尺寸增加而倍增?!闭f到我國盾構機產業的薄弱環節,劉飛香感觸很深,“過去國外企業不僅在技術上卡我們,還逐年提高漲價幅度?!?/p>

        主軸承研制到底有多難?劉飛香總結出四大難點:材料難、設計難、制造難、試驗難。

        以超大直徑主軸承為例,其滾道直徑達數米,平面度要小于20微米,相當于一張A4紙厚度的五分之一,直線度要小于8微米,只有頭發絲的十分之一。這樣的加工制造過程無異于“在頭發上刻字,在米粒上雕花”。

        2019年7月,劉飛香牽頭成立研發攻關團隊,聯合上下游企業、高等院校協同攻關,嘗試了上百種材料和工藝,并進行實地試驗,對上萬組數據進行分析。2023年10月,團隊研制成功直徑8.61米盾構機主軸承。這標志著我國徹底攻克并自主掌握了盾構機主軸承從材料、設計到制造、試驗的全過程關鍵核心技術,使國產盾構機有了全系列“中國心”。

        在不斷攻克核心技術的同時,鐵建重工加速數字化轉型,通過數字化賦能,創新打造了一套盾構機數字孿生系統,讓大國重器迸發“數智”力量。

        “這套系統通過實時搜集工程施工數據,如盾構機各種零部件的運行數據、地下環境數據等,再經過系統分析,遠程在線實時幫助技術人員針對現役機型做出操作決策,并對下一代產品優化升級提供大數據支撐?!眲w香表示,數字孿生技術打破了虛實界限,避免了以往現場人工勘察而出現的誤差,實現風險關口前移。

        如今,鐵建重工的地下工程裝備數字孿生系統已向盾構機、鉆爆法裝備和煤礦裝備領域延伸,廣泛用于國內外鐵路、公路、礦山、水利等大型工程建設。

        從破局突圍到全球領先,如何讓包括中國盾構機產業在內的國內高端制造業持續領跑?劉飛香認為,要把做強高端制造業作為高質量發展的基石,通過攻克關鍵技術,讓產業短板不短,攻關智能化技術,讓產業長板更長,用高質量產業托舉經濟高質量發展。

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