主軸承有全斷面隧道掘進(jìn)機(jī)（簡稱盾構(gòu)機(jī)）的“心臟”之稱承擔(dān)著盾構(gòu)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)過程的主要載荷是刀盤驅(qū)動系統(tǒng)的關(guān)鍵部件工作所處狀況十分惡劣。因為盾構(gòu)機(jī)在掘進(jìn)過程中會面臨各種復(fù)雜的地層盾構(gòu)機(jī)主軸承要承受高速旋轉(zhuǎn)、巨大載荷和強(qiáng)烈溫升。
因技術(shù)含量高主軸承是掘進(jìn)機(jī)所有零件中最值錢的。在既定施工段若盾構(gòu)機(jī)主軸承出現(xiàn)故障進(jìn)行現(xiàn)場維修或更換極為困難(需要把設(shè)備從地底挖出來)甚至不可行。這要求主軸承不能出任何故障掘進(jìn)機(jī)制造商寧愿出高價選擇配置高可靠性的國外知名品牌主軸承。
長期以來由于制造工藝復(fù)雜、原材料性能要求高、設(shè)計理論不成熟等原因我國盾構(gòu)機(jī)用主軸承長期依賴進(jìn)口。民族盾構(gòu)何時才能為裝上中國“芯”成為盾構(gòu)技術(shù)人員最急切的期盼。2015年7月24日中國中鐵聯(lián)合國內(nèi)主軸承、減速機(jī)技術(shù)優(yōu)勢企業(yè)成功申報工業(yè)轉(zhuǎn)型升級國家強(qiáng)基工程承擔(dān)盾構(gòu)/TBM主軸承、減速機(jī)工業(yè)試驗平臺建設(shè)項目開展國產(chǎn)主軸承、減速機(jī)關(guān)鍵技術(shù)研究及工業(yè)性試驗。
盾構(gòu)/TBM主軸承減速機(jī)工業(yè)試驗平臺位于中國中鐵工程裝備集團(tuán)鄭州基地試驗平臺于2018年6月完成生產(chǎn)制造、組裝、調(diào)試經(jīng)過充分調(diào)研及論證于2018年7月12日正式開始試驗經(jīng)過空載試驗、均載試驗和加速試驗三個階段2019年6月30日完成主軸承、減速機(jī)10000小時等效壽命試驗應(yīng)用狀態(tài)良好各項參數(shù)指標(biāo)運(yùn)轉(zhuǎn)正常。國產(chǎn)主驅(qū)動變頻器和500排量液壓泵性能穩(wěn)定可靠性較高。
2020年4月通過對主軸承和減速機(jī)內(nèi)部進(jìn)行檢驗評審專家一致認(rèn)可試驗平臺的加載方法和試驗結(jié)論一致認(rèn)為應(yīng)用于地鐵盾構(gòu)機(jī)的國產(chǎn)主軸承、減速機(jī)相關(guān)性能達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)和要求標(biāo)志著我國盾構(gòu)/TBM核心部件國產(chǎn)化進(jìn)程取得新的重大進(jìn)展可有效降低對進(jìn)口部件的依賴。
有力提升煤礦巷道建設(shè)機(jī)械化、智能化水平
今天世界首臺礦用小轉(zhuǎn)彎全斷面硬巖掘進(jìn)機(jī)在中國中鐵裝備集團(tuán)盾構(gòu)總裝車間下線。設(shè)備將用于貴州省四季春煤礦。
四季春煤礦地處貴州省畢節(jié)市大山深處資源儲量1.96億噸批復(fù)建設(shè)規(guī)模120萬噸/年。針對四季春煤礦煤瓦斯含量高、巷道轉(zhuǎn)彎半徑小、起伏坡度大、下井尺寸、重量嚴(yán)重受限等工程難點研制了“中鐵819號”礦用TBM并達(dá)到下線條件。
這臺TBM直徑4.33米轉(zhuǎn)彎半徑40米整機(jī)搭載了性能可靠的超前鉆機(jī)系統(tǒng)、風(fēng)電、瓦電閉鎖系統(tǒng)在嚴(yán)格落實“逢掘必探”施工工藝要求的前提下可為施工人員提供有效的安全保障。
技術(shù)創(chuàng)新促進(jìn)產(chǎn)品不斷更新升級
兩天前（5月8日）由中國中鐵自主研制的國內(nèi)最大直徑(9.83米)敞開式硬巖掘進(jìn)機(jī)——“云嶺號”在四川德陽下線該設(shè)備將用于云南省滇中引水工程。它的成功下線再次刷新了國產(chǎn)硬巖掘進(jìn)機(jī)直徑紀(jì)錄標(biāo)志著中國隧道掘進(jìn)機(jī)的研發(fā)制造高端化水平進(jìn)一步提升。
滇中引水項目是國務(wù)院確定的172項節(jié)水供水重大水利工程中的標(biāo)志性工程也是中國西南地區(qū)規(guī)模最大、投資最多的水資源配置工程。 “云嶺號”作為國內(nèi)自主研制最大直徑硬巖掘進(jìn)機(jī)是為云南省滇中引水工程大理I段施工3標(biāo)香爐山隧洞量身打造的利器設(shè)備開挖直徑9.83米總長度約220米總重量約2050噸。面對復(fù)雜的施工條件設(shè)備研發(fā)制造團(tuán)隊以安全性、可靠性和適應(yīng)性為首要準(zhǔn)則針對軟巖大變形、斷層破碎帶、涌水突泥等地質(zhì)條件進(jìn)行精準(zhǔn)設(shè)計并配置了超前地質(zhì)預(yù)報、有害氣體檢測、應(yīng)急避險艙等多種功能為“云嶺號”硬巖掘進(jìn)機(jī)量身定制最佳方案創(chuàng)造性地解決施工中可能發(fā)生的“巖爆、突泥、涌水”等行業(yè)性難題為滇中引水工程安全、優(yōu)質(zhì)、高效建設(shè)提供了有力保障。
工程建成后可以從水量相對充沛的金沙江干流引水至滇中地區(qū)緩解滇中地區(qū)城鎮(zhèn)生產(chǎn)生活用水矛盾改善區(qū)內(nèi)河道和湖泊生態(tài)及水環(huán)境狀況受益國土面積達(dá)3.69萬平方公里惠及人口1112萬將有力促進(jìn)云南經(jīng)濟(jì)社會可持續(xù)發(fā)展
從2014年以來中國中鐵的盾構(gòu)產(chǎn)品累計訂單超過1000臺出廠盾構(gòu)安全順利掘進(jìn)里程累計超過2000公里產(chǎn)品遠(yuǎn)銷新加坡、阿聯(lián)酋、意大利、法國等21個國家和地區(qū)市場占有率連續(xù)八年中國第一2017年、2018年、2019年連續(xù)三年居世界第一。先后研制了世界首臺馬蹄形盾構(gòu)機(jī)、世界最大斷面矩形盾構(gòu)機(jī)等一批世界領(lǐng)先的創(chuàng)新產(chǎn)品。
