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自家的掘进机却不得不用别人的主轴承

2018-6-7 13:13:49 次浏览 分类:新闻资讯

主轴承,有全断面隧道掘进机(简称掘进机)的“心脏”之称,承担着掘进机运转过程的主要载荷,是刀盘驱动系统的关键部件,工作所处状况十分恶劣。
掘进机采用液压、机械和电气等诸多领域的高科技成果,运用计算机自动控制、工厂化作业、在线实时监测与导向,是集掘进、出渣、运输、支护于一体的成套设备,长度由几十米到200多米,总重量可达几百吨至5000多吨,是当前地下空间施工最先进的装备。每台价值从数千万元至两三亿元不等。
就整机制造能力而言,国产掘进机已接近世界最先进水平,但最关键的主轴承全部依赖进口。
承受巨大载荷和强烈温升
掘进机主轴承工作环境非常恶劣,要承受高速旋转、巨大载荷和强烈温升。
掘进机工作的地质具有未知和突变的特点,加上刀盘滚刀破岩时的突变载荷,使得主轴承必须承受住持续、突变和各个方向的载荷。
以直径15米掘进机为例,整机重4500吨,主轴承所在主机重2800吨,轴承连接的前部刀盘就达520吨;掘进机动力来自28组千斤顶,最大推力达22500吨,掘进速度最大每分钟5厘米。要传送这样大的推力,掘进机需配备7米大直径的主轴承,滚动体沿圆周滚动的线速度为220米/分钟。
在地下密闭的工作空间,主轴承还因长时间连续工作产生摩擦热,温度从20摄氏度最高升至120摄氏度。
巨大载荷和强烈的温升,不仅极大地降低了轴承材料的刚度,也使其强度大幅退化。这种工况,对掘进机主轴承的可靠性指标要求十分严苛。
因技术含量高,单个主轴承成本约占掘进机的1/20左右,是掘进机所有零件中最值钱的。
在既定施工段,若掘进机主轴承出现故障,进行现场维修或更换极为困难,甚至不可行。这要求主轴承不能出任何故障,掘进机制造商宁愿出高价,选择配置高可靠性的国外知名品牌主轴承。
据介绍,我国掘进机年生产规模约为450台,仅进口轴承一项即达近10亿元。
尺寸巨大结构最复杂,制造需要上百道工序
与直径仅有几百毫米的传统滚动轴承相比,掘进机主轴承直径一般为几米,是结构最复杂的一种轴承,制造需要上百道工序,主要由套圈、滚子和保持架3部分组成。
掘进机主轴承尺寸庞大,在安装方式上迥异于传统滚动轴承,必须采用螺栓与主机联接的方式,这样就需要安装孔。安装传统应用领域的轴承,一般采用通过内、外圈与主机部件配合的方式,孔的数量通常是个位数。
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