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我国盾构机迎来新突破 超大直径主轴承研制成功
添加时间:2024-06-06

  我国盾构机迎来新突破,超大直径主轴承研制成功,将会装在我们国内“巨型”盾构机上,我们是如何做到的?一起来了解下。

  中国的经济发展速度在这几年变得越来越快,但这都离不开我们背后的研发力量,在最开始的时候,有很多技术是我们不曾拥有的,这其中就包含我们的盾构机。

  盾构机最早出现在英国,到目前已经存在有200年的历史,后面这种大型装备发展到了日本、德国等国家。

  这个装备体型非常庞大,但工作起来却是非常精细,在进行地下暗挖的作业时,可以有效控制住地面可能会隆起的状况,或者防止地面出现坍塌的现象。

  它拥有这样的能力就非常厉害了,像一个国家要修建地铁、高铁或者其他隧道工程,几乎都离不开这个装备,是非常有助于基建工作的顺利进行。

  一个国家如果没有盾构机的存在,那么这个国家的交通发展毫无疑问会受到阻拦,从而影响到经济的发展,我们在当年就因为没有盾构机而处处碰壁。

  在1997年,我国想要建设一条能够穿越秦岭的铁路,但眼前的隧道难题却难倒了我们的纪检人员,如果光是采用人工爆破再通过挖掘来进行修建,那会消耗大量人力物力。

  并且爆破以后的碎石随时都会落下,从而可能造成工人们生命安全受到影响,所以这个办法根本不可行。

  思来想去也只有当今市面上的盾构机可以解决该难题,但我们国家在当年有关盾构机的制造技术根本不存在,只能通过进口他国产品来完成修建。

  我们只好向德国求助,花费了7亿人民币进口了两台来自当年市面上最为先进的盾构机,这个数目在当年对于我国来说无疑是下了“血本”。

  但这还没完,因为我们当年不懂这里面的技术,在使用过程中常常出现错误,只能继续花高价请来德国相关的维修师来维修,这又是一笔不小的开支。

  而他们害怕我们学会维修技术,在修理过程中甚至都不让我们观摩,深知只有自己创造才能彻底拥有的中国科研人员们,也是决定研制属于中国的盾构机。

  集合国内多个领域的专家,开启了正式研究盾构机制造的道路,因为都没有相关技术,专家们也只能通过观摩工作中的盾构机来做研究。

  通过盾构机的图纸,进行零件拆卸,就这样无数次的拆卸,无数次的研究,在2008年我们成功研制出了属于自己的复合式盾构机。

  首次研发出的盾构机性能根本不输于其他国家,从那以后,我们就开始有关盾构机的更多研发,并且实现了出口贸易,到目前为止,已有几十个国家都从我们这里进口盾构机,甚至当年的德国也选择了我们的盾构机。

  而在今年的12月15日,中国科学院金属研究所又宣布了一个振奋人心的好消息,由李依依院士带领的团队成功攻破难关,研发出了大型盾构机使用的直径长8米的主轴承。

  这代表什么呢?代表着大型盾构机自主可控不再是梦,我们国家已经完全实现这一想法。

  主轴承属于盾构机的核心部件,盾构机里面装有刀盘,在挖掘过程中,需要刀盘切割开前方障碍,主轴承起到的作用就是不让刀盘“倒下”,作为支撑刀盘持续工作的重要部件。

  因为在工作时往往会遇到非常大的阻力,如果主轴承的承受能力不够,那么盾构机的工作效率就会受到影响,很可能会导致刀盘不再能够使用。

  再通俗点来讲,盾构机挖掘工作进行中,是只能向前而不能后退,如果主轴承的承受能力不够,那么造成的损失就非常严重了,所以这个东西对于盾构机来说非常重要。

  主轴承的制造要求也非常高,既然它是作为承重的部件,那么与刀盘之间的摩擦程度也要非常高,并且需要非常高品质的材料打造。

  为了解决这一难题,我们国家中科院在2020年的时候就开始着重研发“高端轴承自主可控制造”,由多个团队共同进行该项技术的研发,通过他们的不懈努力,也成功解决了盾构机成套设计中的12项关键技术所存在的问题。

  值得一提的是,在研发道路上,已经有3米到8米不同等级的盾构机主轴承亮相,并且直径长3米的主轴承已经开始了实际应用。

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  这些研发团队中,中科院的金属所团队研究历程非常长,其中一个技术也是最为关键的,名为“低氧稀土钢”,这是要比其他关键技术还要重要的存在。

  采用这种材料研制出来的轴承钢,不管是抗压能力还是抗疲劳能力,都要比以往的高出几十倍,所以是非常关键的一个技术。

  他们通过多年研究,发现稀土钢性能的众多问题都处在氧含量这顶上,针对这一问题,他们进行了详细研究,找出了稀土在钢中的重要作用机制,从而研发出了低氧稀土钢这种突破性技术。

  最终拥有了“低氧稀土钢”这种关键技术存在,加上另一个研究团队攻破的直径高达100毫米以上的一级滚子,中国在盾构机轴承这一方面彻底完成突破。

  直径8米的主轴承使用寿命高达1万小时以上,并且可持续作业10公里以上,目前更高级的依然在研究,这个主轴承的出现也足够让我们敬佩不已了。