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春节期间 这些技术创新项目不停步

来源:未知 时间:2023-01-24 18:27 浏览量:
春节期间 这些技术创新项目不停步


从穿山越岭到过江跨海,盾构机是国民经济和建设的重大装备。作为盾构机“心脏”的主轴承,其研发是实现盾构机自主可控制造的最后一公里。2022年底,我国科研团队研制出设计寿命超过10公里、具有国际水平的“超大型盾构机用直径8米主轴承”。面向国家重大需求,现在,科研团队又有了新目标。

春节期间,在位于沈阳的中科院金属研究所,科研团队正在进行新一轮研发。他们瞄准的是设计寿命超过15公里的盾构机主轴承,以满足未来长隧道、大隧道盾构机制造的需求。



中科院金属研究所研究员 胡小强:15公里,意味着它可能要作业15000小时以上,时间长,对应着主轴承的材料,它的强度、韧性、耐磨性,都要更好。




中科院金属研究所研究员 李殿中:我们的轴承设计需要承担更大的载荷,更可靠。

在刚刚过去的2022年年底,科研团队成功研制出设计寿命为10公里、直径为8米、重达41吨的超大型盾构机主轴承,可承载的最大轴向力为10的5次方千牛,约等于2500头成年亚洲象的重力,成为目前我国制造的首套直径最大、单重最大的盾构机用主轴承。



中科院院士 李依依:我们是一级滚子精度的轴承,全是我们自主设计、自主制造,而且是高质量的从材料一直到最终轴承的产品。

让盾构机主轴承的设计寿命从10公里提升至15公里,是新升级也是新挑战,所带来的研发难度,呈指数级增加。



科研团队介绍,主轴承是盾构机的核心部件,类似于手掌的掌心,四周承载着刀盘,带动刀盘旋转实现隧道挖掘。为了实现超大直径盾构机主轴承自主可控,科研团队十多年前开启了材料制备研发,将目光瞄准了稀土钢。然而,稀土钢在工业化生产时遭遇的难题,长期悬而未决,导致我国稀土钢的研发由热变冷。正是在这个几近冷藏的领域,研究团队经过大量的实验、计算,最终开发出“低氧稀土钢”关键技术。



中科院金属研究所研究员 李殿中:我们发现稀土中含氧量高,导致性能波动。后来我们把稀土中氧含量降下来之后,把低氧的稀土加到低氧的钢里,性能就特别稳定。我们开发了低氧稀土钢,把稀土加到轴承钢里之后,它的拉压疲劳寿命提高了40多倍。



低氧稀土钢研发成功,让盾构机主轴承研发驶入快车道。面向国家重大需求,2020年中科院启动“高端轴承自主可控制造”战略性科技先导专项,科研团队联合40多家科研院所和优势企业,协同攻关。仅用3年,就突破了一级大型滚子精密加工技术。至此,从主轴承材料制备,到成套设计精密加工,均已完成,直径3米级到8米级的盾构机主轴承也相继诞生。直径3米的主轴承,已在沈阳地铁工程中成功应用。

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