首页 › 机械之最

超大型盾构机有了“中国心”

发布者：春天来临 2023-1-24 13:59

超大型盾构机有了“中国心”！近日，记者从中国科学院获悉，我国成功研制超大型盾构机用直径8米主轴承。该主轴承重达41吨，是目前我国制造的首台套直径最大、单重最大的盾构机用主轴承。

自研超大型盾构机用直径8米主轴承，图片来源：上观新闻

更重要的是，该主轴承顺利通过国家轴承质量检验检测中心检测和专家组评审。专家组评审意见认为，该主轴承各项技术性能指标与进口同类主轴承相当，满足超大型盾构机装机应用需求。

主轴承是“最后一公里”

盾构机，全名叫盾构隧道掘进机，是一种隧道掘进的专用工程机械。一般情况下，我们不会经常看到这个“大国重器”，毕竟它常年在地下工作。

它是基础设施建设的重大装备，承载着穿山越岭、过江跨海的重任。“虽然我国已实现了盾构机的国产化，但其核心部件——主轴承却依赖进口，亟须打通自主可控制造的‘最后一公里’。”中国科学院金属研究所研究员李殿中坦言。

主轴承有盾构机“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。

“直径8米的主轴承在运转过程中承载的最大轴向力可达10^5千牛，相当于2500头成年亚洲象的重力。”李殿中说，为保证主轴承的高承载能力和高可靠性，制造主轴承的轴承钢必须要高纯净、高均质、高强韧、高耐磨。这对主轴承成套设计、加工精度、润滑油脂等提出了很高的要求。

李殿中表示，此前，我国盾构机用超大直径主轴承一直未能攻克的主要原因在于：制造轴承的材料和大型滚子的加工精度不过关，全流程技术链条不贯通。

氧含量是关键

攻关团队认为，要制造高纯净、高均质、高强韧、高耐磨的轴承钢材料，一定要从源头解决材料制造的问题，他们将目光瞄准了稀土轴承钢。

已有大量研究表明，钢中添加微量稀土能够显著提高钢的韧塑性、耐磨性、耐热性、耐蚀性等性能。

然而，“稀土钢在工业化生产时遭遇两大难题：一是工艺不顺行，浇铸时经常出现浇口堵塞的问题；二是稀土在钢中添加后，钢的性能剧烈波动，存在稳定性不好的问题。”李殿中指出。

通过长达十余年的机理研究和工业实验，中科院金属所研究团队发现，稀土钢性能波动、铸造时浇口堵塞问题的根源在于氧含量。

“我们发现，不仅钢液中的氧含量影响稀土钢的性能，更为重要的是，长期被学界和产业界忽视的稀土金属中的氧含量，对稀土钢的性能也具有十分重要的影响。”李殿中解释道。

“通过控制氧含量，我们制备出性能优越、稳定性好的低氧稀土钢。”李殿中说，与不加稀土的轴承钢相比，该稀土轴承钢拉压疲劳寿命提高40多倍，滚动接触疲劳寿命提升40%，有效解决了稀土钢工业应用中的瓶颈问题。

滚子也是一道坎

除了轴承钢，要想制造超大直径主轴承，大型滚子加工技术也是一道迈不过去的坎。

滚子是轴承运转时承受负荷的元件，是滚子轴承中最薄弱的零件，它的制造质量对轴承工作性能有很大的影响，是影响轴承使用寿命的主要因素。

“在主轴承研制过程中，我们发现，由于受到国外的技术限制，我国大型滚子加工精度只能达到二级，还不能实现一级精度加工。”中科院金属所研究员胡小强直言。

为此，胡小强带领研究团队深入生产一线，联合企业集智攻关，最终研制出直径100毫米以上的一级滚子，使我国轴承行业突破了一级大型滚子精密加工技术。

自研超大型盾构机用直径8米主轴承验收会，图片来源：上观新闻

“通过与洛阳新强联股份有限公司等企业密切合作，我们实现了盾构机主轴承加工制造、装配调试、检测评价等全流程自主可控，同时带动了相关国产装备的研制。”胡小强说。

未来，新研制的主轴承将安装在直径16米级的超大型盾构机上，用于隧道工程挖掘。“该主轴承的研制成功，标志着我国已掌握盾构机主轴承的自主设计、材料制备、精密加工、安装调试和检测评价等集成技术。”李殿中说。

技术设计新闻

上一篇：德国制造出最大工程机械，比40个姚明还要高！

下一篇：UG、SolidWorks、creo哪个更适合机械设计？

大家都在看

在星辰大海中刻下求真印记——写在丁肇中九十岁寿辰之际作者：张志会、李志毅2026年1月27日，著名美籍华裔物理学家、1976年诺贝尔物理学奖得主丁肇中教授迎来九十寿辰。作为中国实验高能物理走向世界的重要引路人，他数十年来持续推动中国科学家深度参与国际前沿合作。此 ... 机械之最01-28
《太平年》里的冯道究竟是怎样的人？电视剧《太平年》里戏份颇重的冯道，自号“长乐老”，历史上历仕后唐、后晋、后汉、后周四朝，执相位二十余年，在五代时期颇有影响。有人说他是忠贞之士，更有人说他是奸臣之尤？冯道，究竟是一个怎样的人？冯道影视 ... 机械之最01-28
机械行业ERP怎么选？这5款软件值得重点关注各位机械行业的朋友，你是否在为生产管理混乱、成本核算不清、项目进度难跟踪而头疼？今天为大家盘点5款在机械设备领域表现突出的ERP系统，帮你找到最适合自己的数字化助手！1. 哲霖软件深耕机械装备制造的专业之选 ... 机械之最01-28
这些塑料之最，你知道几个？在材料科学的广阔天地中，塑料以其丰富的种类和独特的性能，成为现代工业和日常生活不可或缺的一部分。不同塑料因分子结构和合成工艺的差异，展现出各具特色的 “之最” 特性，下面就让我们深入了解这些塑料之最吧。 ... 机械之最01-28
“一根翠竹”何以撬动5000亿绿色产业？一根竹子，何以撑起一个年产值超5200亿元的绿色产业？国家林草局公布数据显示，近年来，我国竹产业规模持续壮大，初步形成品类齐全、业态丰富、特色明显的竹产业体系，主要竹产品实现生产效益与附加值双提升。截至目 ... 机械之最01-28
“买8享9”几何？一文盘点智己LS8的越级配置清单当2026年的序幕缓缓拉开，高端汽车市场的宁静被一张极具张力的官图彻底打破，智己LS8的正式亮相不仅标志着家族双旗舰格局的成型，更预示着一场关于“豪华定义权”的深度博弈正式打响。如果在过去，人们提及“陆家嘴 ... 机械之最01-27
以精准铸就信赖——不锈钢棒材如何在机械精密加工中突破毫厘之差在机械制造的舞台上，精密加工是衡量技术实力的终极标尺。无数精密的齿轮、轴系、连接件，构成了现代工业装备的心脏与骨架。然而，在这毫厘之间定成败的世界里，基础材料的“毫厘之差”往往被成倍放大，成为良品率与 ... 机械之最01-27
靠收边角料起家，如今年产值120亿！这座小城的生意经藏在钢卷尺里原标题：豫东小城钢卷尺产销占全球市场65%以上边角料里“淘”出百亿产业（财经深一度·宝藏小城的出口生意经）数据来源：海关总署等机器将扁平的尺条加工出弧度，激光打印机精准标注刻度，工人们熟练钉钩、装弹簧、 ... 机械之最01-27
可“解难题”也可“出好题”！中国科学家取得通用人工智能逻辑推理新突破新华社北京1月26日电（记者魏梦佳）中国科研团队近日自主研发出的一款“通矩模型”，该成果26日晚在线发表于国际权威学术期刊《自然-机器智能》。相关专家表示，这是国际首个同时具备自主出题和自动解题双重能力的通 ... 机械之最01-27
向险而行的“维和勇士” 只有平时肯下苦功夫，任务来了，我们才能顶得上。——强军心语破晓哨响，“抗震救灾英雄营”官兵瞬间集结，口号震天。战备拉动是常态，但老兵张军强神情依旧凝重。2008年汶川特大地震的亲身救援经历，他早已将“时间 ... 机械之最01-27

相关文章

热门阅读

精选文章