行业新闻

　　盾构机是基础设施建设的重大装备，被称为“世界工程机械之王”，承担着穿山越岭、过江跨海的重任。如果把盾构机刀盘的驱动系统比作“手掌”，主轴承就像手掌的“掌心”，是此前盾构机中唯一未国产化的核心关键部件。

　　6月9日，由中交天和机械设备有限公司和中国科学院金属研究所联合研制的我国首台超大型盾构机用主轴承——破壁者通过了由中国工程院院士钱七虎、中国科学院院士李依依、中国工程院院士陈湘生等9名院士、知名专家组成的专家组评审。专家一致认为国产主轴承的各项指标达到了同类进口产品先进水平，部分指标处于国际领先，标志着我国突破了盾构机完全国产化道路上最关键、最重要，而且也是难度最大的一环，打通了盾构机全国产化的“最后一公里”。

　　▲中国科学院战略性先导科技专项（C类）“高端轴承自主可控制造”国产超大直径盾构机用Φ8.01米主轴承评审会暨命名仪式现场 （葛思佳/摄）

　　“破壁者”，直径8.01米、重60吨，是我国研制的首台套直径最大、单体最重的盾构机用主轴承，可应用于直径16米级超大型盾构机。

　　主轴承素有盾构机“心脏”之称，是盾构机刀盘驱动系统的关键核心部件。盾构机掘进过程中，主轴承“手持”刀盘旋转切削掌子面并为刀盘提供旋转支撑。运行中的直径8米的主轴承，仅承载的最大轴向力可达10万千牛（相当2500头亚洲象重量）、径向力可达1万千牛、倾覆力矩可达10万千牛·米。这就要求制造轴承的材料高纯净、高均质、高强韧、高耐磨。

　　此前，中交天和自主研制的用于南京和燕路过江通道掘进的15．03米超大直径盾构机“振兴号”、用于北京东六环改造工程项目掘进的16．07米超大直径盾构机“运河号”、用于珠海兴业路快线工程项目掘进的中国首台同步掘进机“兴业号”等一大批盾构机国产化率已达98％。但主轴承一直依赖从国外进口，不仅要承受高昂的价格、漫长的等待，而且质量并没有完全的保证，有不少台盾构机因主轴承问题而导致“趴窝”，被深埋地下。“以前经常买一大堆进口轴承囤在库里，就是很怕哪一天断了档用不上。实际上如果我们自己会做了，根本就不必操这个心。”李依依院士表示。

　　“国之重器的‘卡脖子’技术不能受制于人！”自2017年开始，中交天和就着手中国超大直径盾构机研发。2020年2月，中科院C类先导专项——“高端轴承自主可控制造”获批成立。2021年3月15日，李依依院士，中科院战略性先导专项首席科学家、中科院金属研究所研究员李殿中等赴中交天和进行考察和调研，对中交天和在超大直径盾构机主轴承的应用，特别是在主轴承的载荷谱确定、接口设计和型号选择等方面已取得的成绩，表示了充分的肯定和赞扬，并且表达了中科院希望与中交天和联合进行主轴承国产化研制的意愿，强化科技创新，加强基础研究，推动应用攻关，加快推进解决国家“卡脖子”难题。

　　2021年4月，中交天和与中科院强强联合签订战略协议，同年5月份双方组建联合攻关团队，共同承担盾构机主轴承研制任务，历时近千个日日夜夜，突破了研发过程中的一个又一个技术瓶颈，一举攻克了大型盾构机主轴承国产化的难题，实现了国内首台套直径8.01米大型主轴承的完全自主研制。

　　研发过程中，科研团队突破了一个又一个技术瓶颈。李殿中介绍，“我们发现稀土中含氧量高，导致性能波动，把低氧的稀土加到低氧的钢里，性能就特别稳定。为此，我们开发了低氧稀土钢，加到轴承钢里，它的拉压疲劳寿命提高了40多倍。”目前，该主轴承使用寿命超过1万小时，可持续挖掘长度超过10公里。

　　此次评审会上，专家团一致认为，该主轴承各项技术性能指标优于进口同类主轴承，完全能够满足超大型盾构机装机应用需求。“主轴承是超大直径盾构机的‘心脏’，作为‘国之重器’，国产超大直径盾构机从此有了‘中国心’。”李依依说。

　　钱七虎表示，此次“破壁者”主轴承的研制成功，标志着我国盾构工程和盾构装备制造达到了新的高度，这是具有里程碑意义的科研成果。不仅为我国隧道工程缩短了建设工期、节省了大量建造费用，而且对我国交通强国战略实施具有重要意义。

　　中交天和党委书记、董事长张伯阳表示，国产主轴承成功通过专家组的评审，标志着我国已完全掌握大型重载盾构机主轴承的自主设计、精密加工、安装调试、寿命预测等集成技术，价格仅为进口主轴承的70％左右，不仅为我国隧道工程缩短了建设工期、节省了大量建造费用，对国家供应链产业链安全可控也具有重要意义。( 葛思佳 张凤华）

　　本文为澎湃号作者或机构在澎湃新闻上传并发布，仅代表该作者或机构观点，不代表澎湃新闻的观点或立场，澎湃新闻仅提供信息发布平台。申请澎湃号请用电脑访问。