家 行业应用 平面度小于20微米,全球最大直径盾构机主轴承成功下线!
10月12日,由中国铁建自主研制的,直径8.61米盾构机主轴承在长沙下线。这是迄今全球直径最大、单体最重的整体式盾构机主轴承,可用于驱动18米超大直径盾构机。产品重达62吨,三层楼高,能够承受超万吨级载荷。
盾构机主轴承作为盾构机的“心脏”部件,处于大型高端轴承的最顶端。它是整个盾构机中,唯一在服役期间不能更换的部件,需要直面盾构机超重载、大偏载、频变载等极端恶劣工况考验。一体成型的构造一旦损坏,动辄上亿元的盾构机面临报废的危险,整个工程的成本也将成倍增长。但是,其服役寿命受可靠性受材料、设计、制造和试验等多种关键因素制约,研制难度更是随尺寸增加而倍增。此前,超大直径盾构机主轴承关键技术被国外企业长期垄断。

盾构机主轴承的制造属于精密制造,精度要求非常之高。比如说这台8.61米主轴承产品,在直径8米多的滚道内,平面度要小于20微米,相当于一张A4纸厚度的1/5,直线度要小于8微米。
精度决定寿命,尺寸精度达不到要求会给轴承、设备和工程带来灾难性的后果。因此,精度的提升保证了轴承的配合。提高轴承的可靠性和使用寿命可以保证掘进机施工的平稳性、减少停机停工风险、缩短施工周期以及提高施工效率。

中国铁建重工集团首席科学家刘飞香介绍,铁建重工联合上下游企业、高等院校展开协同攻关,在铁建重工长沙第二产业园建成了国内最大、国际领先的盾构机主轴承生产线,已成功研制出3米至7.6米全系列主轴承;打造了全球最大的主轴承工况模拟试验台,解决了大型低速重载主轴承难以试验验证的世界性难题。
在材料攻坚中,中国铁建联合钢厂突破大吨位高品质钢材模铸工艺,成功研制了高性能长寿命轴承钢;在制造工艺上,有效解决了直径8.61米超大尺寸维度下,薄壁环变形控制、高精密大模数齿硬铣和复杂型面热处理等制造难题;在试验验证中,通过多规格主轴承的工况模拟试验,充分验证了自主研制产品适应复杂严苛工况的长寿命服役能力。

通过设计、材料、制造、试验等环节,多向发力、全面攻关,最终实现了直径8.61米盾构机主轴承从无到有、从有到优的突破。

据了解,盾构机主轴承被列入制约我国工业发展的35项关键技术,是盾构机全产业链自主化的“最后一环”。随着8.61米国产超大直径盾构机主轴承顺利下线,我国企业彻底攻克并自主掌握了盾构机主轴承全系列产品关键核心技术,国产盾构机有了全系列“中国心”。