我國首套盾構(gòu)機(jī)用超大直徑主軸承研制成功

新華社北京12月15日電（記者張泉、王瑩）記者15日從中國科學(xué)院獲悉，我國首套盾構(gòu)機(jī)用超大直徑主軸承研制成功，該主軸承直徑8米、重達(dá)41噸，是目前我國制造的直徑最大、單重最大的盾構(gòu)機(jī)用主軸承，將安裝在直徑16米級的超大型盾構(gòu)機(jī)上，用于隧道工程挖掘。

該主軸承由中科院金屬研究所李殿中研究員、李依依院士團(tuán)隊(duì)牽頭研制，標(biāo)志著我國已掌握盾構(gòu)機(jī)主軸承的自主設(shè)計(jì)、材料制備、精密加工、安裝調(diào)試和檢測評價(jià)等集成技術(shù)。

盾構(gòu)機(jī)是基礎(chǔ)建設(shè)的重大裝備，承載著穿山越嶺、過江跨海的重任。此前，我國已實(shí)現(xiàn)了盾構(gòu)機(jī)的國產(chǎn)化，但主軸承卻依賴進(jìn)口。“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。盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)過程中，主軸承‘手持’刀盤旋轉(zhuǎn)切削掌子面并為刀盤提供旋轉(zhuǎn)支撐。”李殿中說。

李殿中介紹，直徑8米的主軸承在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中承載的最大軸向力達(dá)10萬千牛（相當(dāng)于2500頭亞洲象的重力）、徑向力達(dá)1萬千牛、傾覆力矩達(dá)10萬千牛·米，并且大型盾構(gòu)機(jī)在掘進(jìn)過程中只能前進(jìn)，不能倒退，對主軸承的承載力和可靠性提出了極高要求。

2020年，中科院啟動(dòng)了“高端軸承自主可控制造”戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項(xiàng)，金屬研究所、蘭州化學(xué)物理研究所等7家院內(nèi)單位組成建制化團(tuán)隊(duì)，聯(lián)合中交天和機(jī)械設(shè)備制造有限公司、洛陽新強(qiáng)聯(lián)回轉(zhuǎn)支承股份有限公司等20余家單位進(jìn)行協(xié)同攻關(guān)，先后解決了12項(xiàng)核心關(guān)鍵技術(shù)問題，開發(fā)出直徑3米級到8米級的盾構(gòu)機(jī)主軸承共10套。

為制備高純凈、高均質(zhì)、高強(qiáng)韌、高耐磨的軸承鋼材料，研究團(tuán)隊(duì)經(jīng)過十多年持續(xù)攻關(guān)，開發(fā)出“低氧稀土鋼”關(guān)鍵技術(shù)，研制出的稀土軸承鋼拉壓疲勞壽命提高40多倍，滾動(dòng)接觸疲勞壽命提升40%，由相關(guān)合作企業(yè)生產(chǎn)的稀土軸承鋼綜合力學(xué)性能優(yōu)異。

“盾構(gòu)機(jī)用超大直徑主軸承的研制成功，為我國高端基礎(chǔ)零部件攻關(guān)提供了良好的范式，是發(fā)揮新型舉國體制優(yōu)勢，開展政、產(chǎn)、學(xué)、研、用協(xié)同創(chuàng)新的生動(dòng)體現(xiàn)。”李依依說。