В Китае разработаны сверхбольшие подшипники для щитового комплекса
18 января 2023
В китайской провинции Хэйлунцзян разработана линейка подшипников диаметром от 3 до 8 метров для щитовых проходческих машин.
Главный или корневой подшипник является ключевым компонентом системы привода фрезы щитовых проходческих машин, которые используются для устройства автомобильных и железнодорожных тоннелей, а также линий метрополитена. В последние 15 лет в Китае ведется активное инфраструктурное строительство автомобильных и железных дорог по всей стране, а сети метрополитена строятся в более чем 50 крупнейших китайских городах. Так что проходческие щиты – очень востребованный тип оборудования. Многие компоненты для таких щитов, включая корневые подшипники, приходится импортировать из стран Евросоюза со всеми вытекающими логистическими и политическими рисками.
Запуск локального производства подшипников сверхбольшого диаметра для щитовых машин в Китае долгое время откладывался, поскольку качество местной стали и точность обработки больших роликов были недостаточны. Чтобы преодолеть это технологическое отставание Академия наук Китая в 2020 году запустила стратегический пилотный проект «Независимое и контролируемое производство высококачественных подшипников».
В рамках этого проекта семь исследовательских подразделений академии, включая Институт металлов Китайской академии наук и Ланьчжоуский институт химической физики Китайской академии наук, сформировали единую команду и объединили усилия с более чем 20 организаций для проведения совместных исследований. Созданная команда решила 12 основных ключевых технических проблем в подготовке материалов главного подшипника, точной обработке и проектировании комплекта.
Большая щитовая машина во время прокладки туннеля может двигаться только вперед. И как только главный подшипник выйдет из строя, это приведет к серьезным убыткам. Чтобы обеспечить высокую несущую способность и надежность коренных подшипников, подшипниковая сталь, используемая при производстве коренных подшипников, должна быть очень чистой, однородной, прочной и износостойкой. Кроме того, немаловажными являются высокие требования к комплектации конструкции, точности обработки и смазке коренных подшипников.
Институт исследований металлов Китайской академии наук и компания Jianlong Beiman Special Steel совместно провели ключевое техническое исследование стальных сплавов для подшипников качения. С этой целью компания Jianlong Beiman Special Steel создала исследовательскую группу для оптимизации процесса плавки, разработки производственного процесса, исследования процессов контролируемой прокатки и охлаждения. В результате был создан стальной сплав с применением редкоземельных металлов с превосходными характеристиками и хорошей стабильностью, что увеличивает усталостную долговечность контакта качения на 40%. На основе этой стали специалисты Jianlong Beiman Special Steel наладили обработку прецизионных крупногабаритных роликов диаметром более 100 мм.
На основе этой технологии было разработано 10 комплектов главных подшипников щитовой машины диаметром от 3 м до 8 м. Самый большой подшипник имеет диаметр 8 м и весит 41 тонну. Он будет установлен на проходческие комбайны со сверхбольшим щитом диаметром 16 м для проходки инженерных тоннелей.
Данный подшипник выдерживает максимальное осевое усилие 100 000 кН во время работы (что эквивалентно силе тяжести 2500 азиатских слонов), радиальная сила может достигать 10 000 кН, а опрокидывающий момент - 100 000 кНм.
Первый коренной подшипник щитовой машины собственной разработки диаметром 3 м в 2022 году прошел приемку строительной организацией и в настоящее время работает на строительстве метро в Шеньяне.
Главный или корневой подшипник является ключевым компонентом системы привода фрезы щитовых проходческих машин, которые используются для устройства автомобильных и железнодорожных тоннелей, а также линий метрополитена. В последние 15 лет в Китае ведется активное инфраструктурное строительство автомобильных и железных дорог по всей стране, а сети метрополитена строятся в более чем 50 крупнейших китайских городах. Так что проходческие щиты – очень востребованный тип оборудования. Многие компоненты для таких щитов, включая корневые подшипники, приходится импортировать из стран Евросоюза со всеми вытекающими логистическими и политическими рисками.
Запуск локального производства подшипников сверхбольшого диаметра для щитовых машин в Китае долгое время откладывался, поскольку качество местной стали и точность обработки больших роликов были недостаточны. Чтобы преодолеть это технологическое отставание Академия наук Китая в 2020 году запустила стратегический пилотный проект «Независимое и контролируемое производство высококачественных подшипников».
В рамках этого проекта семь исследовательских подразделений академии, включая Институт металлов Китайской академии наук и Ланьчжоуский институт химической физики Китайской академии наук, сформировали единую команду и объединили усилия с более чем 20 организаций для проведения совместных исследований. Созданная команда решила 12 основных ключевых технических проблем в подготовке материалов главного подшипника, точной обработке и проектировании комплекта.
Большая щитовая машина во время прокладки туннеля может двигаться только вперед. И как только главный подшипник выйдет из строя, это приведет к серьезным убыткам. Чтобы обеспечить высокую несущую способность и надежность коренных подшипников, подшипниковая сталь, используемая при производстве коренных подшипников, должна быть очень чистой, однородной, прочной и износостойкой. Кроме того, немаловажными являются высокие требования к комплектации конструкции, точности обработки и смазке коренных подшипников.
Институт исследований металлов Китайской академии наук и компания Jianlong Beiman Special Steel совместно провели ключевое техническое исследование стальных сплавов для подшипников качения. С этой целью компания Jianlong Beiman Special Steel создала исследовательскую группу для оптимизации процесса плавки, разработки производственного процесса, исследования процессов контролируемой прокатки и охлаждения. В результате был создан стальной сплав с применением редкоземельных металлов с превосходными характеристиками и хорошей стабильностью, что увеличивает усталостную долговечность контакта качения на 40%. На основе этой стали специалисты Jianlong Beiman Special Steel наладили обработку прецизионных крупногабаритных роликов диаметром более 100 мм.
На основе этой технологии было разработано 10 комплектов главных подшипников щитовой машины диаметром от 3 м до 8 м. Самый большой подшипник имеет диаметр 8 м и весит 41 тонну. Он будет установлен на проходческие комбайны со сверхбольшим щитом диаметром 16 м для проходки инженерных тоннелей.
Данный подшипник выдерживает максимальное осевое усилие 100 000 кН во время работы (что эквивалентно силе тяжести 2500 азиатских слонов), радиальная сила может достигать 10 000 кН, а опрокидывающий момент - 100 000 кНм.
Первый коренной подшипник щитовой машины собственной разработки диаметром 3 м в 2022 году прошел приемку строительной организацией и в настоящее время работает на строительстве метро в Шеньяне.