在地下工程領(lǐng)域，盾構(gòu)機被譽為“地下工程智能成套裝備的王者”，其“心臟”部件——主軸承更是至關(guān)重要。近期，中國鐵建重工集團股份有限公司（以下簡稱“鐵建重工”）在長沙成功研制出全球直徑最大、單體最重、承載最高的整體式盾構(gòu)機主軸承，這一成就不僅標志著國產(chǎn)超大直徑主軸承研制及產(chǎn)業(yè)化能力躋身世界領(lǐng)先水平，更意味著盾構(gòu)機全產(chǎn)業(yè)鏈的全面自主化取得了重大突破。

該主軸承直徑達到8.61米，重達62噸，豎起來有三層樓高，能夠承受超萬噸級載荷。在直徑8米多的滾道平面內(nèi)，其平面度小于20微米，制造難度之高超乎想象，不亞于在米粒上雕花。這一巨無霸的誕生，是鐵建重工在科技創(chuàng)新道路上的又一里程碑，徹底打破了此前超大直徑盾構(gòu)機主軸承關(guān)鍵技術(shù)被國外企業(yè)長期壟斷的局面。

為了攻克這一技術(shù)難關(guān)，鐵建重工自2019年起便成立了197研究設計院，矢志攻克超大直徑盾構(gòu)機主軸承的研制難題。經(jīng)過四年的不懈努力，團隊從設計、材料、制造、試驗等多個環(huán)節(jié)全面發(fā)力，實現(xiàn)了全過程自主生產(chǎn)。

研制過程中，團隊開發(fā)了大直徑重載主軸承專業(yè)計算軟件，嘗試了上百種材料和工藝，開展了上千組理論校驗和設計優(yōu)化，歷經(jīng)多規(guī)格主軸承的設計、制造、試驗的閉環(huán)驗證提升。

在材料方面，鐵建重工聯(lián)合鋼廠突破了大噸位高品質(zhì)鋼材模鑄工藝，成功研制出高性能長壽命軸承鋼。這種軸承鋼洛氏硬度大于58，厚度不低于8毫米，能夠承受住超萬噸的載荷，成為主軸承練就壓不碎、磨不爛功夫的關(guān)鍵。此外，團隊還解決了直徑8.61米超大尺寸維度下薄壁環(huán)變形控制、高精密大模數(shù)齒硬銑、復雜型面熱處理等制造難題，確保了主軸承的制造精度和可靠性。

試驗驗證也是此次研制成功的關(guān)鍵。鐵建重工打造了全球最大的主軸承工況模擬試驗臺，解決了大型低速重載主軸承難以試驗驗證的世界性難題。

通過多規(guī)格主軸承的工況模擬試驗，團隊充分驗證了自主研制產(chǎn)品適應復雜嚴苛工況的長壽命服役能力。

這一成果的取得，離不開國家部委、地方政府和中國鐵建重點科技專項的支持，也離不開鐵建重工與上下游企業(yè)、高等院校的協(xié)同攻關(guān)。通過建成國內(nèi)最大、國際領(lǐng)先的盾構(gòu)機主軸承生產(chǎn)線，鐵建重工成功研制出3米至7.6米全系列主軸承，實現(xiàn)了國產(chǎn)盾構(gòu)機主軸承從中小直徑到超大直徑型譜的全覆蓋。

鐵建重工首席科學家劉飛香表示：“這一成果的取得，不僅標志著國產(chǎn)超大直徑主軸承研制及產(chǎn)業(yè)化能力躋身世界領(lǐng)先水平，更意味著中國盾構(gòu)機全產(chǎn)業(yè)鏈自主化的‘最后一環(huán)’得以突破?！边@一重大技術(shù)突破，不僅提升了中國盾構(gòu)機在全球市場的競爭力，更為中國地下工程領(lǐng)域的發(fā)展提供了強有力的技術(shù)支撐。