◎本∅报记者 陆成宽੨
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。
ૉ 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੫进口同类主轴承相当，满足超大型盾构机装机应用需求。
μ 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χ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。
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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û盘提供旋હ转支撑。
“直í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Ù关，全流程技术链条不贯通。
氧含量ૢ是关键
攻关团队认ગ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、Ċa;耐蚀性等性能。
然而，“稀土钢在工业ü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મ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੦发现，稀土钢性能波动、铸ઍ造时浇口堵੭塞问题的根源在于氧含量。
ਨ“我们发现，不‾仅钢ô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ત氧含量，我们制备出性能优越、稳定性好的低氧ϑ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ઐ应用中的瓶颈问题。
Χ 滚子θ也是一î道坎
除了ω轴承钢，要想制造超大直径主轴承，大型滚子加મ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ƿ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¼于À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å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ࢮ上的一级滚子，使我国轴承行业突破了υ一级大型滚子精密加工技术。
“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Ǝ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ú密加ઝ工、安装调试和检测评价等集成技术。”李殿中说。
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