十四届全国一次会议江苏代表团审议时着重,“要坚持把开展经济的着力点放在实体经济上,深入推动新型工业化,强化工业基础再造和严重技能装备攻关”。
全地上起重机、大型盾构机、“深海一号”出产储油平台近年来,我国装备制作业捷报频传、效果丰盛。这些“国之重器”是如何诞生的?达到了怎样的水平?研制出产人员付出了哪些尽力?下一步怎么走?今日起,本版推出“严重技能装备这样攻关”系列报道,展示“国之重器”的风貌,叙述关于研制出产的斗争故事。
2017年12月,习总考察徐工集团重型机械有限公司时,饶有兴致地登上公司完全自主研制的XCA220型全地上轮式起重机驾驶室。
总指出,装备制作业是制作业的脊柱,要加大投入、加强研制、加快开展,尽力占据世界制高点、掌控技能话语权,使我国成为现代装备制作业大国。
来自徐工集团的单增海代表给总带来一个好消息:“2017年您考察徐工时乘坐的220吨全地上起重机,要害目标已达到全球第一,国产化率由本来的71%提高到100%。”
从2017年到2023年,徐工集团将全地上起重机的最大起重才干从1200吨进步到全球最大的2600吨,吊装高度从100米进步到160米,主要功能目标排名全球第一。
清晨,内蒙古乌拉特后旗,苍茫戈壁,长风猎猎。万里晴空下,臂展长173.5米的“超级大力士”徐工2600吨全地上起重机(以下简称“XCA2600”)分外亮眼。
高度到位、角度到位、配重到位、风速8米/秒“启动!”7点整,现场总指挥一声令下,起重机开端运转,随行将总重达128吨、叶片长97米的风机叶轮缓缓吊起。叶轮升至110米高后,起重机带着它全体旋转,56颗螺栓精准插入机舱轮毂预留的小孔。
百米高空,演出精准对接,力拔山河的XCA2600亮出“绣花”功夫。这样一个万能“大力士”,代表我国起重机再次刷新世界纪录,被人们称为“全球第一吊”。
“从提出想法,到变为图纸,每一步都是全球的第一步,一切的技能都是第一次探索。”设备总规划师李长青感慨。
近年来,我国风电职业蓬勃开展,风机功率继续晋级,叶轮直径、风机分量随之上升。不少吊装公司向徐工提出,期望可以出产一款吊装更稳、高度更高、吊装分量更大又兼具灵活性、能完结快速转场的起重机。
商场有需求,企业有反应。研制一款起重才干更强的新产品被提上日程。“曾有国外企业认为,2000多吨全地上起重机是不可能完结的。”李长青说,此前,徐工已将全地上起重机的起重才干极限推到了2000吨,“咱们决议再闯一回。”
最大起重吨位从2000吨增至2600吨,最大起吊才干从140米吊165吨升至160米吊173吨,表面看,XCA2600晋级起伏不大。但在极限吨位情况下,每添加一点吊装高度,都对产品综合技能实力提出了巨大应战。
第一个难关,臂架结构规划。臂架是起重机最重要的受力结构,决议着终究的起吊才干。在臂架所用原资料不变的情况下,怎样才干让臂架有更强的承重才干?答案是从结构规划入手。李长青团队将XCA2600的臂架规划成一个具有杂乱立体结构的“超级鱼竿”。
“超级鱼竿”,望文生义,起重机臂架可一节节弹性,最上端的节段最细。“这种结构有个弱点,最后一节臂的截面非常小,与风电臂的连接处非常薄弱。”李长青说,这个问题解决不了,就无法造出更大吨位的产品。
为此,研制团队专门规划了一个拉撑结构通过上面拉、下面撑,进步臂架的强度。看似简略的“一拉一撑”,背面却是上万次实验。仅规划方案,前后就改变了几十次,每改变一次就要从头进行一次仿真实验。仅攻克这一项难题,团队就花费了4个月。
不只如此,徐工重型的全地上起重机研讨所还专门为XCA2600研制了“超起一键定长张紧”功能。XCA2600搭载的体系,可根据环境和工况改变,准确调整两边钢丝绳的拉力,随时调整臂架的侧向变形,使大臂一直处在垂直状态,具有最好的起吊才干。
第二个难关,底盘规划。相同结构规划下,起重机自重越轻,则起分量越大。减自重这一“重担”,落在了底盘身上。
职业内有一句线千克,相当于上部结构减重5千克。徐工零部件技能专家胡小冬介绍,为了统筹起重功能和产品的机动性、灵活性,XCA2600用上了徐工自主研制的独立悬架体系,而且采用了断开车桥,可以完结载重300吨转场。
车桥,又称车轴,通过悬架与车架相连,两头安装车轮,以维持车辆正常行驶。以往的起重机,装备的是全体车桥。“全体车桥自重更重,过坑才干、抗波动才干也不强。”胡小冬说,采用断开车桥,即便XCA2600的左、右侧车轮高度相差30厘米,仍旧可以坚持车身平衡。
此前,断开车桥只能依靠进口,一根价格高达15万元。2013年起,徐工下定决心研制断开车桥。通过近10年继续尽力,徐工研制出断开车桥,不只成本更低,且比桥轻8%;不只完结减重重担,还保证了良好的爬坡才干,目前已逐渐应用到超大吨位起重机上。
功能全球抢先的XCA2600,代表了我国工程机械职业全工业链的集体跃升。它全身上下1万多种、超10万个零部件,国产化率挨近90%。
液压体系,被视作起重机的“心脏”,决议着“超级大力士”力量有多大。液压油缸,负责把液压能转换成机械能,是液压体系的重要部件。而超大吨位起重机的液压油缸,缸壁有必要做到又薄又硬,既完结轻量化,又具有高强度,对基础原资料、加工工艺等提出了很高要求。
“此次为XCA2600配套的圆柱形液压油缸,总长超过10米、圆筒外径0.54米、内径0.5米,尺度精度达到0.01毫米。”徐工液压技能专家张青山说,为此,徐工液压预备了近20年。
以原资料为例,2010年,当徐工决议开发400吨以上超大吨位起重机时,找遍国内原资料商标,没有一种可以满意大吨位起重机液压油缸的功能要求。仅有找到的国外资料,又面对交货周期长、后期加工难度大等问题。
面对困境,徐工决议联合国内钢管企业自主研制。“那个阶段,国内钢材产品求过于供,很少有厂商愿意开展小众、新型特种资料的研制。”张青山说,徐工足足花了两年时刻才找到合作伙伴,2014年,合作开发出徐工专用的XG系列新资料,资料强度提高一倍以上。
解决了原资料问题,还要克服加工工艺难关。钢管公司供给的无缝管坯料壁厚偏差达正负8%,徐工得找到合适的加工手法,将无缝管坯料拉长、变薄、变细密,使钢管满意设备需求。
当时,国内基础工艺技能缺少,甚至都没有缸筒“冷拔”概念。张青山说:“相同强度的产品,咱们采用传统机加工出来的缸体又重又笨,而国外先进产品壁厚只有一半。”
困难面前,徐工再次下定决心,一定要啃下“冷拔法”这个硬骨头。这一步一踏出,又是一次漫长的攻坚。
整整花了8年时刻,徐工液压总算成功掌握冷拔技能的系列参数,并联合国内企业出产出首台具有自主知识产权的冷拔机。“不同标准的产品,需求匹配不同的冷拔速度。光研讨这个技能参数,咱们就花了两年,用废了近百吨钢管。”张青山说。
2018年,亚洲自动化程度最高、行程最长的冷拔机在徐工液压建成投产。设备最大冷拔长度可达18米,拉拔力可达600吨,相当于22辆50吨的重卡一起拉着钢管前行。通过内外环模具的一起挤压,冷拔机可以像“拉面条”相同拉钢管,使其强度提高30%。
为了研制出满意大吨位起重机要求的液压油缸,徐工液压还联合上下游企业研制了20米长的国内最长移动退火炉,全国创始开发的大吨位两辊校直机,近100种粗镗、浮镗、珩磨加工磨具“围绕液压油缸出产,咱们已具有资料开发、机加工、实验规划等国际专利。”张青山说,这种积累让徐工液压出产出高功能的液压油缸,助力XCA2600顺畅面世。
发动机,来自潍柴;高强度板材、管材,来自宝钢;液压体系,来自徐工在XCA2600身上,可以明晰看到我国工业基础水平的提高。“可以说,XCA2600的成功是从发动机到液压油缸,从硬件到软件全面晋级的效果。”李长青说。
值得一提的是,XCA2600还具有国产化的“大脑”。徐工自研的起重机智能控制体系,是XCA2600具有“绣花”功夫的要害所在。
XCA2600干活有多精细?在徐工实验场,它曾用软绳成功吊起红酒瓶,并将红酒一滴不漏地倒入玻璃杯中。徐工控制体系技能专家柴君飞介绍,这背面源于算法的精准控制,让起重机即便在百米高空,也能具有极致的微动性,以2毫米/秒的速度精准移动。
“再杂乱的大国重器,也要从造好一颗螺丝钉开端”
2015年,根据规划图纸出产的第一批产品,在极限实验中屡次发生开裂。通过数十次失败,用上一切方法分析开裂截面,研制团队发现,问题出在承重部件的一根螺纹轴上。
要害时刻,公司“000001”号特级技师孟维挺身而出,“螺纹轴之所以简单开裂,是因为轴上的异形螺纹加工精度不行,所以连接处不行顺滑、受力不均,加工工艺需求改进。”
刀具,打磨精细零部件的工具。孟维提出,想提高异形螺纹的加工精度,还得从刀具入手。但是,螺纹轴零件自重就达139千克,市面上并没有适配的刀具来加工。
此前,孟维团队用18把非标刀具拼接成新刀具来加工螺纹轴,惋惜没有成功。怎么办?孟维团队反复实验,先后推翻了20多种方案,终究研制出了一套准确到微米的专用刀具。
“第一批,咱们只成型了20根螺纹轴,成功率还比较低。”孟维说,后来通过继续优化,成功率一点点提高,逐渐习惯了批量化出产要求。
走进徐州重型机械有限公司的焊接车间,由我国自主研制的全球首台激光复合焊接专机正在紧张作业。它的共同之处在于,当设备在钢板外部焊接时,钢板内部也在火光四溅,一次作业两面焊接。这克服了一般电弧焊只能焊接钢板外部、内部需求人工焊接的短板,极大提高了焊接功率。
但是,即便有了激光复合焊接专机的助力,在XCA2600的出产过程中,面对杂乱的超级起重机结构件,仍旧有超过50%的焊缝需求人工焊接。电焊工张怀红告知记者,留给人工焊接的往往是一些异形、荫蔽的焊缝,“以XCA2600最大截面的起重臂为例,需求9名高技能焊接工人协同作业15天,才干完结焊接。”
焊接作业非常辛苦。为了保证焊缝滑润、不开裂,每次焊接前,都要将钢材预热至100摄氏度。身穿10多斤重的隔热焊服,趴在100摄氏度的钢板上,一干就是4个小时,还要保证手一点都不抖,焊接工人每次下工都会浑身湿透。
XCA2600起重臂的焊接,是工匠精力的极致体现。张怀红介绍,2600吨的起重臂焊接量较大,80%的方位都需求多层多道焊接。“多层多道焊接时,每焊接一层,都要进行层间打磨清理,才干焊接下一层。”张怀红说。
“焊接是个技能活,也是个良知活,容不得半点马虎,有必要把每一层、每一道焊缝按照精品的标准来焊接。”张怀红说,一个小小的焊接裂纹,都有可能造成严重的事端。正是一切焊接工匠的尽力,才造就XCA2600的优异功能。
庞然大物的研制制作,会卡在一条螺纹上;每条焊缝的规划,都需求规划师与工匠屡次交流、修改。李长青感慨:“再杂乱的大国重器,也要从造好一颗螺丝钉开端。”
在内蒙古乌拉特后旗吊装现场,3天一台风机的高效安装让XCA2600赢得了客户点赞:“吊装完结得相当美丽,将超大型陆上风机安装功率进步了30%。”
在徐工超大设备调试场,两台全新的XCA2600已整装待发。自去年底上市以来,XCA2600已出售10余台,订单仍在不断添加。
平均每两年,就有一款刷新全球吊载才干的起重机产品下线。