我國首套盾構機用超大直徑主軸承研製成功

本報北京12月15日電（記者齊芳、劉勇） 能夠穿山越嶺、過江跨海的盾構機是國民經濟建設的重大裝備，但超大型盾構機的核心部件主軸承卻依賴進口。如今，“卡脖子”的最後一關終於被攻克——超大型盾構機用直徑8米主軸承研製成功！

該主軸承的研發由中國科學院金屬研究所李殿中研究員、李依依院士團隊牽頭攻關，是目前我國製造的首台套直徑最大、單重最大的盾構機用主軸承，淨重為41噸，將安裝在直徑16米級的超大型盾構機上，用於隧道工程挖掘。

經國家軸承質量檢驗檢測中心檢測和專家組評審，認為該主軸承各項技術性能指標與進口同類主軸承相當，滿足超大型盾構機裝機應用需求。而主軸承的研製成功，也標誌着我國已掌握盾構機主軸承的自主設計、材料製備、精密加工、安裝調試和檢測評價等集成技術。

李殿中介紹，主軸承是盾構機刀盤驅動系統的核心關鍵部件——盾構機掘進過程中，主軸承“手持”刀盤旋轉切削掌子面併為刀盤提供旋轉支撐。“直徑8米的主軸承在運轉過程中要承受很大的力，例如其承載的最大軸向力就可達到105千牛，相當於軸向受到2500頭成年亞洲象重力的作用。而大型盾構機在掘進過程中只能前進不能倒退，需要高可靠性，對材料、設計、加工、潤滑脂等方面都提出了很高要求。”

為了啃下這塊“硬骨頭”，中國科學院於2020年啓動了“高端軸承自主可控制造”戰略性先導科技專項，中國科學院金屬研究所、中國科學院蘭州化學物理研究所等7家院內科研單位組成建制化團隊，聯合中國交通建設集團有限公司的中交天和機械設備製造有限公司、洛陽新強聯迴轉支承股份有限公司等20餘家單位進行協同攻關，由製造材料入手，攻克了加工精度和設計等難關，打通了全流程技術鏈條，先後解決了主軸承材料製備、精密加工、成套設計中的12項核心關鍵技術問題。

在材料研發中，研究團隊開發出“低氧稀土鋼”關鍵技術，讓主軸承載重能力更強、更有韌性、更加穩定，不僅在基礎研究層面清楚了其機制，而且還在實際應用中有效解決了澆口嚴重堵塞及加入稀土性能不穩定等問題，並牽頭制定了多項稀土鋼標準。李殿中説：“目前由相關合作企業生產的稀土軸承鋼綜合力學性能優異，好於進口產品。”

在加工和設計方面，盾構機主軸承技術總師胡小強研究員帶隊深入生產一線，聯合骨幹企業成功攻克了主軸承高精度加工和精度保持性難題，研製出直徑100毫米以上的一級滾子，使我國軸承行業突破了一級大型滾子精密加工技術。目前，研究團隊與洛陽新強聯股份有限公司等企業密切合作，實現了盾構機主軸承加工製造、裝配調試、檢測評價等全流程自主可控，同時帶動了相關國產裝備的研製，開發出直徑3米級到8米級的盾構機主軸承共10套。