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吊裝重器 領先全球(深度觀察·严重技術裝備這樣攻關①)

时间:2024-10-04 来源:火狐体育官网app入口

  本年3月,習總書記在參加十四屆全國人大一次會議江蘇代表團審議時強調,“要堅持把發展經濟的著力點放在實體經濟上,深化推進新式工業化,強化產業基礎再造和严重技術裝備攻關”。

  全地上起重機、大型盾構機、“深海一號”生產儲油渠道……近年來,我國裝備制作業捷報頻傳、效果豐碩。這些“國之重器”是怎么誕生的?達到了怎樣的水平?研發生產人員付出了哪些尽力?下一步怎麼走?今日起,本版推出“严重技術裝備這樣攻關”系列報道,展现“國之重器”的風採,講述關於研發生產的奮斗故事。

  2017年12月,習總書記调查徐工集團重型機械有限公司時,饒有興致地登上公司彻底自主研發的XCA220型全地上輪式起重機駕駛室。

  總書記指出,裝備制作業是制作業的脊柱,要加大投入、加強研發、加速發展,尽力佔領国际制高點、掌控技術話語權,使我國成為現代裝備制作業大國。

  2023年3月,習總書記參加江蘇代表團審議時的一個場景,讓人形象深入:

  來自徐工集團的單增海代表給總書記帶來一個好消息:“2017年您调查徐工時乘坐的220噸全地上起重機,關鍵指標已達到全球榜首,國產化率由原來的71%进步到100%。”

  習總書記予以必定,指出“我們還要再进步,向中高端走,我們高質量發展要體現在這裡”。

  從2017年到2023年,徐工集團將全地上起重機的最大起重才干從1200噸进步到全球最大的2600噸,吊裝高度從100米进步到160米,主要功能指標排名全球榜首。

  徐工起重機憑什麼領先全球?研發過程中突破了哪些技術難點?記者進行了採訪。

  “從提出主意,到變為圖紙,每一步都是全球的榜首步,一切的技術都是榜首次探索”

  清晨,內蒙古烏拉特后旗,苍茫戈壁,長風獵獵。萬裡晴空下,臂展長173.5米的“超級大力士”——徐工2600噸全地上起重機(以下簡稱“XCA2600”)分外亮眼。

  高度到位、视点到位、配重到位、風速8米/秒……“啟動!”7點整,現場總指揮一聲令下,起重機開始運行,隨即將總重達128噸、葉片長97米的風機葉輪緩緩吊起。葉輪升至110米高后,起重機帶著它整體旋轉,56顆螺栓精准刺进機艙輪轂預留的小孔。

  百米高空,演出精准對接,力拔山河的XCA2600亮出“繡花”功夫。這樣一個万能“大力士”,代表中國起重機再次改写国际紀錄,被人們稱為“全球榜首吊”。

  “從提出主意,到變為圖紙,每一步都是全球的榜首步,一切的技術都是榜首次探索。”設備總設計師李長青慨叹。

  近年來,我國風電行業繁荣發展,風機功率持續升級,葉輪直徑、風機分量隨之上升。不少吊裝公司向徐工提出,希望能夠生產一款吊裝更穩、高度更高、吊裝分量更大又兼具靈活性、能實現快速轉場的起重機。

  市場有需求,企業有反饋。研發一款起重才干更強的新產品被提上日程。“曾有國外企業認為,2000多噸全地上起重機是不可能實現的。”李長青說,此前,徐工已將全地上起重機的起重才干極限推到了2000噸,“我們決定再闖一回。”

  最大起重噸位從2000噸增至2600噸,最大起吊才干從140米吊165噸升至160米吊173噸,外表看,XCA2600升級起伏不大。但在極限噸位情況下,每添加一點吊裝高度,都對產品綜合技術實力提出了巨大挑戰。

  榜首個難關,臂架結構設計。臂架是起重機最重要的受力結構,決定著最終的起吊才干。在臂架所用原资料不變的情況下,怎樣才干讓臂架有更強的能够承当分量的才干?答案是從結構設計下手。李長青團隊將XCA2600的臂架設計成一個擁有復雜立體結構的“超級魚竿”。

  “超級魚竿”,顧名思義,起重機臂架可一節節伸縮,最上端的節段最細。“這種結構有個弱點,最终一節臂的截面非常小,與風電臂的連接處非常单薄。”李長青說,這個問題解決不了,就無法造出更大噸位的產品。

  為此,研發團隊專門設計了一個拉撐結構——通過上面拉、下面撐,进步臂架的強度。看似簡單的“一拉一撐”,背面卻是上萬次試驗。僅設計计划,前后就變更了幾十次,每變更一次就要从头進行一次仿真實驗。僅霸占這一項難題,團隊就花費了4個月。

  不僅如此,徐工重型的全地上起重機研讨所還專門為XCA2600研發了“超起一鍵定長張緊”功用。XCA2600搭載的系統,可根據環境和工況變化,精確調整兩側鋼絲繩的拉力,隨時調整臂架的側向變形,使大臂始終處在筆直狀態,擁有最好的起吊才干。

  第二個難關,底盤設計。相同結構設計下,起重機自重越輕,則起分量越大。減自重這一“重担”,落在了底盤身上。

  行業內有一句話,底盤每減重1千克,相當於上部結構減重5千克。徐工零部件技術專家胡小冬介紹,為了兼顧起重功能和產品的機動性、靈活性,XCA2600用上了徐工自主研发的獨立懸架系統,並且採用了斷開車橋,能夠實現載重300噸轉場。

  車橋,又稱車軸,通過懸架與車架相連,兩端安裝車輪,以維持車輛正常行駛。以往的起重機,配備的是整體車橋。“整體車橋自重更重,過坑才干、抗顛簸才干也不強。”胡小冬說,採用斷開車橋,即便XCA2600的左、右側車輪高度相差30厘米,依舊能坚持車身平衡。

  此前,斷開車橋隻能依托進口,一根售價高達15萬元。2013年起,徐工下定決心研發斷開車橋。經過近10年持續尽力,徐工研发出斷開車橋,不僅本钱更低,且比進口車橋輕8%﹔不僅完结減重重担,還保证了杰出的爬坡才干,现在已逐渐應用到超大噸位起重機上。

  “XCA2600的成功是從發動機到液壓油缸,從硬件到軟件全面升級的效果”

  功能全球領先的XCA2600,代表了中國工程機械行業全產業鏈的集體躍升。它全身上下1萬多種、超10萬個零部件,國產化率挨近90%。

  液壓系統,被視作起重機的“心臟”,決定著“超級大力士”力气有多大。液壓油缸,負責把液壓能轉換成機械能,是液壓系統的重要部件。而超大噸位起重機的液壓油缸,缸壁必須做到又薄又硬,既實現輕量化,又具備高強度,對基礎原资料、加工工藝等提出了很高要求。

  “此次為XCA2600配套的圓柱形液壓油缸,總長超過10米、圓筒外徑0.54米、內徑0.5米,尺度精度達到0.01毫米。”徐工液壓技術專家張青山說,為此,徐工液壓准備了近20年。

  以原资料為例,2010年,當徐工決定開發400噸以上超大噸位起重機時,找遍國內原资料牌號,沒有一種能夠滿足大噸位起重機液壓油缸的功能要求。仅有找到的國外资料,又面臨交貨周期長、后期加工難度大等問題。

  面對窘境,徐工決定聯合國內鋼管企業自主研發。“那個階段,國內鋼材產品供不應求,很少有廠商願意開展小眾、新式特種资料的研發。”張青山說,徐工足足花了兩年時間才找到协作伙伴,2014年,协作開發出徐工專用的XG系列新资料,资料強度进步一倍以上。

  解決了原资料問題,還要战胜加工工藝難關。鋼管企业来供给的無縫管坯料壁厚误差達正負8%,徐工得找到適合的加工手法,將無縫管坯料拉長、變薄、變细密,使鋼管滿足設備需求。

  當時,國內基礎工藝技術缺少,甚至都沒有缸筒“冷拔”概念。張青山說:“同樣強度的產品,我們採用傳統機加工出來的缸體又重又笨,而國外先進產品壁厚隻有一半。”

  困難面前,徐工再次下定決心,一定要啃下“冷拔法”這個硬骨頭。這一步一踏出,又是一次漫長的攻堅。

  整整花了8年時間,徐工液壓終於成功把握冷拔技術的系列參數,並聯合國內企業生產出首台擁有自主知識產權的冷拔機。“不同規格的產品,需求匹配不同的冷拔速度。光研讨這個技術參數,我們就花了兩年,用廢了近百噸鋼管。”張青山說。

  2018年,亞洲自動化程度最高、行程最長的冷拔機在徐工液壓建成投產。設備最大冷拔長度可達18米,拉拔力可達600噸,相當於22輛50噸的重卡同時拉著鋼管前行。通過內外環模具的同時擠壓,冷拔機能够像“拉面條”一樣拉鋼管,使其強度进步30%。

  為了研发出滿足大噸位起重機要求的液壓油缸,徐工液壓還聯合上下流企業研發了20米長的國內最長移動退火爐,全國首創開發的大噸位兩輥校直機,近100種粗鏜、浮鏜、珩磨加工磨具……“圍繞液壓油缸生產,我們已擁有资料開發、機加工、試驗設計等國際專利。”張青山說,這種積累讓徐工液壓生產出高功能的液壓油缸,助力XCA2600順利問世。

  發動機,來自濰柴﹔高強度板材、管材,來自寶鋼﹔液壓系統,來自徐工……在XCA2600身上,能够明晰看到我國工業基礎水平的进步。“能够說,XCA2600的成功是從發動機到液壓油缸,從硬件到軟件全面升級的效果。”李長青說。

  值得一提的是,XCA2600還擁有國產化的“大腦”。徐工自研的起重機智能操控系統,是XCA2600具備“繡花”功夫的關鍵地点。

  XCA2600干活有多精細?在徐工試驗場,它曾用軟繩成功吊起紅酒瓶,並將紅酒一滴不漏地倒入玻璃杯中。徐工操控系統技術專家柴君飛介紹,這背面源於算法的精准操控,讓起重機即便在百米高空,也能擁有極致的微動性,以2毫米/秒的速度精准移動。

  能幻想嗎?XCA2600這樣的“大家伙”,曾一度因為一根小小的螺紋軸而中斷研發。

  2015年,根據設計圖紙生產的榜首批產品,在極限試驗中屢次發生斷裂。經過數十次失敗,用上一切办法剖析斷裂截面,研發團隊發現,問題出在承重部件的一根螺紋軸上。

  關鍵時刻,公司“000001”號特級技師孟維挺身而出,“螺紋軸之所以简单斷裂,是因為軸上的異形螺紋加工精度不夠,所以連接處不夠順滑、受力不均,加工工藝需求改進。”

  刀具,打磨精细零部件的东西。孟維提出,想进步異形螺紋的加工精度,還得從刀具下手。但是,螺紋軸零件自重就達139千克,市面上並沒有適配的刀具來加工。

  此前,孟維團隊用18把非標刀具拼接成新刀具來加工螺紋軸,惋惜沒有成功。怎麼辦?孟維團隊反復試驗,先后推翻了20多種计划,最終研发出了一套精確到微米的專用刀具。

  “榜首批,我們隻成型了20根螺紋軸,成功率還比較低。”孟維說,后來經過持續優化,成功率一點點进步,逐渐適應了批量化生產要求。

  走進徐州重型機械有限公司的焊接車間,由我國自主研發的全球首台激光復合焊接專機正在緊張作業。它的獨特之處在於,當設備在鋼板外部焊接時,鋼板內部也在火光四濺,一次作業兩面焊接。這战胜了一般電弧焊隻能焊接鋼板外部、內部需求人工焊接的短板,極大进步了焊接功率。

  但是,即便有了激光復合焊接專機的助力,在XCA2600的生產過程中,面對復雜的超級起重機結構件,依舊有超過50%的焊縫需求人工焊接。電焊工張懷紅告訴記者,留給人工焊接的往往是一些異形、隱蔽的焊縫,“以XCA2600最大截面的起重臂為例,需求9名高技能焊接工人協同作業15天,才干完结焊接。”

  焊接作业非常辛苦。為了保証焊縫滑润、不開裂,每次焊接前,都要將鋼材預熱至100攝氏度。身穿10多斤重的隔熱焊服,趴在100攝氏度的鋼板上,一干便是4個小時,還要保証手一點都不抖,焊接工人每次下工都會渾身濕透。

  XCA2600起重臂的焊接,是工匠精力的極致體現。張懷紅介紹,2600噸的起重臂焊接量較大,80%的方位都需求多層多道焊接。“多層多道焊接時,每焊接一層,都要進行層間打磨整理,才干焊接下一層。”張懷紅說。

  “焊接是個技術活,也是個良知活,容不得半點馬虎,必須把每一層、每一道焊縫依照精品的標准來焊接。”張懷紅說,一個小小的焊接裂紋,都可能会形成嚴重的事端。正是一切焊接工匠的尽力,才造就XCA2600的優異功能。

  龐然大物的研發制作,會卡在一條螺紋上﹔每條焊縫的設計,都需求設計師與工匠屡次溝通、修正。李長青慨叹:“再復雜的‘大國重器’,也要從造好一顆‘螺絲釘’開始。”

  在內蒙古烏拉特后旗吊裝現場,3天一台風機的高效安裝讓XCA2600贏得了客戶點贊:“吊裝完结得相當美丽,將超大型陸上風機安裝功率进步了30%。”

  在徐工超大設備調試場,兩台全新的XCA2600已整裝待發。自去年底上市以來,XCA2600已銷售10余台,訂單仍在不斷添加。

  均匀每兩年,就有一款改写全球吊載才干的起重機產品下線﹔產品系列橫跨8噸至2600噸,施工領域覆蓋市政、化工、風電等多個場景﹔300噸以下產品悉数實現國產化,一切產品零部件國產化率達到91%……作為全球最大起重機制作商,徐工仍在奮力前行,不斷創造新佳績。

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