科技日報記者 俞慧友
10月12日，由我國企業自主研制、直徑8.61米盾構機主軸承在湖南長沙下線。據悉，這是迄今為止，全球直徑最大、單體最重、承載最高的整體式盾構機主軸承。它的研制成功標志著國產超大直徑主軸承研制及產業化能力躋身世界領先水平。
主軸承是盾構機的“心臟”部件，需應對盾構機超重載、大偏載、頻變載等極端惡劣工況考驗。主軸承服役壽命與可靠性，受材料、設計、制造和試驗等多種關鍵因素制約，特別是，研制難度隨尺寸增加而倍增。此前，超大直徑盾構機主軸承關鍵技術被國外企業長期壟斷。
8.61米直徑主軸承由中國鐵建重工集團自主研制，主軸承重達62噸，長度達三層樓高，可承受超萬噸級載荷，可用于驅動18米超大直徑盾構機。
鐵建重工首席科學家劉飛香介紹，為攻破盾構機全產業鏈全面自主化的薄弱環節，鐵建重工聯合上下游企業、高等院校展開協同攻關，建成了國內最大、國際領先的盾構機主軸承生產線，成功研制出3米至7.6米全系列主軸承，打造了全球最大的主軸承工況模擬試驗臺，解決了大型低速重載主軸承難以試驗驗證的世界性難題。
基于這些基礎，研制團隊自主設計開發了大直徑重載主軸承專業計算軟件，嘗試上百種材料和工藝，開展了上千組理論校驗和設計優化，歷經3米至7.6米直徑多規格主軸承的設計、制造、試驗的閉環驗證提升，最終制造出直徑8.61米盾構機主軸承。
此外，材料上，鐵建重工聯合鋼廠突破大噸位高品質鋼材模鑄工藝，成功研制了高性能長壽命軸承鋼。制造工藝上，團隊有效解決了直徑8.61米超大尺寸維度下薄壁環變形控制、高精密大模數齒硬銑、復雜型面熱處理等制造難題。在試驗驗證中，團隊通過多規格主軸承工況模擬試驗，充分驗證了其適應復雜嚴苛工況的長壽命服役能力。
據悉，8.61米超大直徑盾構機主軸承的順利下線，標志著我國徹底攻克并自主掌握了盾構機主軸承從設計、材料到制造、試驗全過程關鍵核心技術，實現了國產盾構機主軸承從中小直徑到超大直徑型譜的全覆蓋。
（受訪者供圖）
