△自研超大型盾構(gòu)機(jī)用直徑8米主軸承
據(jù)介紹，我國(guó)已實(shí)現(xiàn)了超大直徑盾構(gòu)機(jī)的國(guó)產(chǎn)化，但其核心部件主軸承卻依賴進(jìn)口，亟需打通自主可控制造的“最后一公里”。主軸承是盾構(gòu)機(jī)刀盤驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的核心關(guān)鍵部件，8米直徑盾構(gòu)機(jī)主軸承在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中承載的最大軸向力達(dá)到105千牛（1千牛約等于0.1噸物體的重力，一頭成年亞洲象的體重按4噸算的話，這相當(dāng)于軸向受到2500頭亞洲象重力的作用）、徑向力達(dá)104千牛、傾覆力矩達(dá)105千牛?米。為保證主軸承的高承載和高可靠性，就要求制造主軸承的軸承鋼要高純凈、高均質(zhì)、高強(qiáng)韌、高耐磨，同時(shí)對(duì)主軸承加工精度、設(shè)計(jì)能力、潤(rùn)滑脂等都提出了很高的要求。而大型盾構(gòu)機(jī)在掘進(jìn)過(guò)程中，只能前進(jìn)，不能倒退，主軸承一旦失效，會(huì)造成嚴(yán)重?fù)p失。
△成功應(yīng)用于沈陽(yáng)地鐵工程的自研直徑3米盾構(gòu)機(jī)主軸承
中國(guó)科學(xué)院于2020年啟動(dòng)了“高端軸承自主可控制造”戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項(xiàng)，中國(guó)科學(xué)院金屬研究所、蘭州化學(xué)物理研究所等7家院內(nèi)科研單位組成建制化團(tuán)隊(duì)，聯(lián)合中交集團(tuán)、洛陽(yáng)新強(qiáng)聯(lián)等20余家單位進(jìn)行協(xié)同攻關(guān)，先后解決了主軸承材料制備、精密加工、成套設(shè)計(jì)中的12項(xiàng)核心關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題。
此前，我國(guó)盾構(gòu)機(jī)用超大直徑主軸承制造久而未決的主要原因在于：制造軸承的材料和大型滾子的加工精度不過(guò)關(guān)，全流程技術(shù)鏈條不貫通。“高端軸承自主可控制造”戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項(xiàng)首席科學(xué)家李殿中研究員介紹，要制造高純凈、高均質(zhì)、高強(qiáng)韌、高耐磨的軸承鋼材料，一定要從源頭解決材料制造的問(wèn)題，他們將目光瞄準(zhǔn)了稀土軸承鋼。通過(guò)控制氧含量，科研團(tuán)隊(duì)制備出性能優(yōu)越、穩(wěn)定性好的低氧稀土鋼，研制出的稀土軸承鋼拉壓疲勞壽命提高40多倍，滾動(dòng)接觸疲勞性能提升40%，并制訂了多項(xiàng)稀土鋼標(biāo)準(zhǔn)。此外，科研團(tuán)隊(duì)與企業(yè)聯(lián)合，攻克軸承加工中的技術(shù)與裝備瓶頸，開發(fā)出直徑100毫米以上的一級(jí)高精密滾子加工技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了我國(guó)軸承行業(yè)加工一級(jí)精密大型滾子“零”的突破。
目前，科研團(tuán)隊(duì)已開發(fā)出直徑3米級(jí)到8米級(jí)的盾構(gòu)機(jī)主軸承共10套，直徑3米的主軸承已在沈陽(yáng)地鐵工程中成功應(yīng)用。
（來(lái)源：中央新聞客戶端）
