主軸承有全斷面隧道掘進機（簡稱盾構(gòu)機）的“心臟”之稱承擔(dān)著盾構(gòu)機運轉(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)機在掘進過程中會面臨各種復(fù)雜的地層盾構(gòu)機主軸承要承受高速旋轉(zhuǎn)、巨大載荷和強烈溫升。
因技術(shù)含量高主軸承是掘進機所有零件中最值錢的。在既定施工段若盾構(gòu)機主軸承出現(xiàn)故障進行現(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機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)機用主軸承長期依賴進口。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、減速機技術(shù)優(yōu)勢企業(yè)成功申報工業(yè)轉(zhuǎn)型升級國家強基工程承擔(dān)盾構(gòu)/TBM主軸承、減速機工業(yè)試驗平臺建設(shè)項目開展國產(chǎn)主軸承、減速機關(guān)鍵技術(shù)研究及工業(yè)性試驗。
盾構(gòu)/TBM主軸承減速機工業(yè)試驗平臺位于中國中鐵工程裝備集團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10000小時等效壽命試驗應(yīng)用狀態(tài)良好各項參數(shù)指標運轉(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內(nèi)部進行檢驗評審專家一致認可試驗平臺的加載方法和試驗結(jié)論一致認為應(yīng)用于地鐵盾構(gòu)機的國產(chǎn)主軸承、減速機相關(guān)性能達到標準和要求標志著我國盾構(gòu)/TBM核心部件國產(chǎn)化進程取得新的重大進展可有效降低對進口部件的依賴。
有力提升煤礦巷道建設(shè)機械化、智能化水平
今天世界首臺礦用小轉(zhuǎn)彎全斷面硬巖掘進機在中國中鐵裝備集團盾構(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、重量嚴重受限等工程難點研制了“中鐵819號”礦用TBM并達到下線條件。
這臺TBM直徑4.33米轉(zhuǎn)彎半徑40米整機搭載了性能可靠的超前鉆機系統(tǒng)、風(fēng)電、瓦電閉鎖系統(tǒng)在嚴格落實“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)敞開式硬巖掘進機——“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)硬巖掘進機直徑紀錄標志著中國隧道掘進機的研發(fā)制造高端化水平進一步提升。
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機是為云南省滇中引水工程大理I段施工3標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)制造團隊以安全性、可靠性和適應(yīng)性為首要準則針對軟巖大變形、斷層破碎帶、涌水突泥等地質(zhì)條件進行精準設(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”硬巖掘進機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3.69萬平方公里惠及人口1112萬將有力促進云南經(jīng)濟社會可持續(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)安全順利掘進里程累計超過2000公里產(chǎn)品遠銷新加坡、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、世界最大斷面矩形盾構(gòu)機等一批世界領(lǐng)先的創(chuàng)新產(chǎn)品。
